一种负压连铸装置与负压连铸方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108817339A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810637816.3(22)申请日2018.06.20(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人刘雪峰廖万能孙继鸿(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.B22D11/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种负压连铸装置与负压连铸方法(57)摘要一种负压连铸装置与方法，属于金属铸造技术领域。本发明通过在连铸装置上安装抽气系统进行抽气，使导流管和铸型等共同构成的腔体内部形成负压，实现连铸过程中主动吸引金属熔体中和固液界面前沿的气体快速逸出金属熔体，有助于获得气体含量低的高质量金属铸坯。本发明的负压连铸装置结构简单、操作维修方便、生产效率高、适用范围广、制造成本低，能够安全、低成本、高效生产出各种规格、低气体含量、高质量的金属铸坯，特别适合于保温炉低于铸型的水平式连铸或下引式连铸。CN108817339ACN108817339A权利要求书1/2页1.一种负压连铸装置，其特征在于，由熔化炉(2)、流槽(3)、保温炉(4)、导流管(5)、测温装置(6)、抽气系统(7)、引流道(8)、隔热结构(9)、铸型(10)、冷却器(11)、引锭杆(12)和牵引机构(13)组成；熔化炉(2)和保温炉(4)并列布置，中间通过流槽(3)连通；导流管(5)的一端插入保温炉(4)底部，另一端与抽气系统(7)连通；测温装置(6)安装在导流管(5)与抽气系统(7)相连的一端上，用于监控金属熔体(1)上升到导流管(5)中的液面高度；引流道(8)安装在导流管(5)的侧面，两端分别与导流管(5)和铸型(10)相连；引流道(8)和铸型(10)之间采用隔热结构(9)隔开，引流道(8)、隔热结构(9)和铸型(10)为一体化结构；冷却器(11)设置于铸型(10)的出口附近，对金属铸坯进行强制冷却；沿着金属铸坯拉制方向在冷却器(11)后面安装牵引机构(13)，实现金属铸坯的连续拉制；铸型(10)、冷却器(11)和牵引机构(13)沿着金属铸坯拉制方向分布在同一轴线上；引锭杆(12)的一端伸入铸型(10)和冷却器(11)中，另一端与牵引机构(13)配合，实现对金属铸坯的牵引。2.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，将熔化炉(2)安装于保温炉(4)的上部一侧，通过塞杆控制熔化炉(2)流入保温炉(4)中的金属熔体(1)的流量。3.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，将熔化炉(2)和保温炉(4)放置于空气、真空、充入氮气或充入惰性气体保护的环境中，铸型(10)采用冷却铸型、加热铸型、两相区铸型、低热铸型、梯温铸型、热-冷组合铸型或控温铸型中的任何一种；导流管(5)上连接了1～100套由引流道(8)、隔热结构(9)、铸型(10)和冷却器(11)构成的连铸部件，所述负压连铸装置含有1～100个导流管(5)。4.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，采用中间包取代熔化炉(2)，不断快速提供金属熔体(1)，以便于进行高效连续生产。5.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，铸型(10)与冷却器(11)设计为整体结构，中间采用隔热垫隔开。6.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，在冷却器(11)出口处的内壁上装有密封圈，防止外界气体进入引锭杆(12)和冷却器(11)之间或金属铸坯和冷却器(11)之间。7.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置在冷却器(11)和牵引机构(13)之间设置二次冷却器。8.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置取消了冷却器(11)。9.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置采用人工控制或计算机控制，采用水平式、下引式或上引式中的任何一种。10.一种采用权利要求1所述的一种负压连铸装置的负压连铸方法，其特征在于，制备工艺为：引锭杆(12)的一端先后穿过牵引机构(13)和冷却器(11)后，伸入铸型(10)中，引锭杆(12)的引锭头与铸型(10)对应部位的内壁紧密贴合；金属原材料在熔化炉(2)内熔化成为金属熔体(1)，金属熔体(1)从熔化炉(2)中通过流槽(3)流入保温炉(4)；在抽气系统(7)中预设减压速度，开启抽气系统(7)，对导流管(5)、引流道(8)、隔热结构(9)和铸型(10)共同构成的密闭腔体进行抽气，使密闭腔体内部形成负压，密闭腔体与外部之间产生压力差；保温炉(4)内的金属熔体(1)在外部气压的作用下连续不断地压入导流管(5)，逐渐填充引流道(8)、隔热