[发明专利]利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法及装置

说明书

一种利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法及装置，方法是将一层以上等距或非等距的线圈设置在铸型上端的冒口处，所述的线圈连接脉冲电流发生装置；其中，所述的线圈与铸型为非接触并形成绝缘，金属凝固时冒口处的线圈在脉冲电流发生装置作用下，全程或半程向熔体内部施加脉冲电磁场。装置包括有用于金属液成型铸锭的铸型和设置在所述铸型上的冒口，所述的冒口的侧壁外设置有用于对冒口进行加热，延长冒口内金属液凝固时间的线圈，所述的线圈连接外部的脉冲电流发生装置。本发明在提高冒口补缩能力的同时，还能起到细化冒口根部凝固组织的作用，从而提高铸锭的利用率。

技术领域

本发明涉及一种大型铸锭进行冒口补缩方法。特别是涉及一种利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法及装置。

背景技术

无缩孔缩松的致密铸锭一直是铸钢件生产追求的目标，因此补缩是铸锭工艺设计的核心问题。在通常的铸锭生产中，补缩系统主要有四种方式：(1)砂冒口补缩；(2)普通保温冒口；(3)发热冒口；(4)加热冒口。几种冒口仍存在补缩效率低，成本较高的特点。实现顺序凝固、减小枝晶臂间距是实现铸锭补缩的关键。铸锭与冒口二者的温度场决定了凝固顺序，冒口的温度必须高于铸锭的温度。减少冒口部分的热量损失，延长冒口部分的凝固时间是解决该问题的有效措施。

脉冲电磁场作用于金属熔体产生的电磁力效应和焦耳热效应对金属熔体内部流场、温度场的分布有一定的影响，并能细化金属凝固组织。本发明将利用脉冲电磁场对金属凝固过程及凝固组织的影响规律来提高铸锭冒口的补缩能力，并降低生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够得到少缩孔缩松致密高铸锭的利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法及装置。

本发明所采用的技术方案是：一种利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法，将一层以上等距或非等距的线圈设置在铸型上端的冒口处，所述的线圈连接脉冲电流发生装置；其中，所述的线圈与铸型为非接触并形成绝缘，金属凝固时冒口处的线圈在脉冲电流发生装置作用下，全程或半程向熔体内部施加脉冲电磁场。

所述的线圈设置在铸型上端的冒口处，是线圈嵌入在所述的冒口壁中或是设置在所述的冒口壁的外侧。

所述的线圈与所述冒口临近金属熔体一侧的冒口壁之间相距0.5mm～1000mm，所述的线圈与所述铸型上端壁之间相距0.5mm～500mm，所述线圈匝数为1～100，层数为1～50层。

所述的线圈是由空心铜管构成，在铸锭时在所述的空心铜管内循环冷却水进行冷却。

所述脉冲电流发生装置的脉冲电流峰值为10～30000A，脉冲宽度为10μs～100ms；脉冲频率为：0.01Hz～4KHz。

一种用于权利要求1所述的利用脉冲电磁场对大型铸锭进行冒口补缩的方法的装置，包括有用于金属液成型铸锭的铸型和设置在所述铸型上的冒口，所述的冒口的侧壁外设置有用于对冒口进行加热，延长冒口内金属液凝固时间的线圈，所述的线圈连接外部的脉冲电流发生装置。

所述的线圈套在所述冒口侧壁的外侧，或者，所述冒口的侧壁内形成有一圈间隙，所述的线圈嵌入在所述的间隙内。

当所述的线圈套在所述冒口侧壁的外侧时，所述的线圈与所述冒口的侧壁之间相距0.5mm～1000mm，并嵌入耐火材料；当所述的线圈嵌入在所述的间隙内时，所述的线圈与所述冒口临近金属液一侧的冒口壁之间相距0.5mm～1000mm，所述的线圈与所述铸型的上端壁之间相距0.5mm～500mm，所述的间隙内线圈以外的空间嵌入耐火材料。

所述的线圈是为空心铜管结构，铸造成锭时在所述的空心铜管内循环用于降温的冷却水。

所述脉冲电流发生装置的脉冲电流峰值为10～30000A，脉冲宽度为10μs～100ms；脉冲频率为：0.01Hz～4KHz。