一种半连铸生长阶段晶粒细化装置

专利2026-07-04  16


本发明属于金属材料准备,尤其涉及一种半连铸生长阶段晶粒细化装置。


背景技术:

1、半连铸是一种先进的铸造方法,其原理是将熔融金属不断浇入结晶器中,凝固成铸坯,并连续不断地从结晶器的另一端拉出,它可获得任意长或特定的长度的铸坯。然而,半连铸也存在内部溶质元素偏析,心部晶粒尺寸偏大等缺点。近年来,功率超声以其在液体介质中传播时产生空化效应、声流效应、热效应等从而改善连铸坯内部组织质量成为了研究的热点。

2、在半连铸过程中,由于金属液体与结晶器接触,结晶器的激冷作用使金属液开始形核、生长,这导致连铸坯边部晶粒尺寸细小,而连铸坯心部冷却速度慢,晶粒尺寸较大,这导致了连铸坯的组织不均匀。连铸坯尺寸越大,组织不均匀性越明显。因此,抑制晶粒的长大过程会有利于获得晶粒细化组织均匀的显微组织。因此,亟需一种半连铸生长阶段晶粒细化装置来解决。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,以解决上述问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于,包括:

4、结晶器,所述结晶器的进液端用于注入金属液,并在所述结晶器的出液端凝固形成铸坯;

5、超声振动装置,设置在所述结晶器的一侧,所述超声振动装置的振动端位于所述结晶器的下方,所述超声振动装置的振动端与所述铸坯侧壁接触设置。

6、优选的,所述超声振动装置的振动端位于所述结晶器下方5-20mm。

7、优选的,所述超声振动装置包括超声波发生器,所述超声波发生器电性连接有超声波换能器,所述超声波换能器传动连接有变幅杆的一端,所述变幅杆的另一端固接有超声工具头的一端,所述超声工具头位于所述结晶器下方5-20mm,所述超声工具头的另一端与所述铸坯外壁接触设置。

8、优选的,所述超声工具头长度100-150mm。

9、优选的,所述超声工具头直径20-40mm。

10、优选的,所述超声波发生器的超声频率为19-21khz。

11、优选的,所述超声波发生器的超声功率为100-3000w。

12、与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:

13、使用时,本发明通过将超声振动装置的振动端与靠近铸坯侧壁抵接,并设置在结晶器的下方,使超声作用于半连铸过程的晶粒生长阶段,利用超声的空化效应、声流效应改善半连铸铸坯的内部质量,改善半连铸坯组织不均匀性问题。



技术特征:

1.一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声振动装置的振动端位于所述结晶器(1)下方5-20mm。

3.根据权利要求2所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声振动装置包括超声波发生器(2),所述超声波发生器(2)电性连接有超声波换能器(3),所述超声波换能器(3)传动连接有变幅杆(4)的一端,所述变幅杆(4)的另一端固接有超声工具头(5)的一端,所述超声工具头(5)位于所述结晶器(1)下方5-20mm,所述超声工具头(5)的另一端与所述铸坯(7)外壁接触设置。

4.根据权利要求3所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声工具头(5)长度100-150mm。

5.根据权利要求4所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声工具头(5)直径20-40mm。

6.根据权利要求3所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声波发生器(1)的超声频率为19-21khz。

7.根据权利要求6所述的一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,其特征在于:所述超声波发生器(1)的超声功率为100-3000w。


技术总结
本发明属于金属材料准备技术领域,尤其涉及一种半连铸生长阶段晶粒细化装置,包括:结晶器,结晶器的进液端用于注入金属液,并在结晶器的出液端凝固形成铸坯;超声振动装置,设置在结晶器的一侧,超声振动装置的振动端位于结晶器的下方,超声振动装置的振动端与铸坯侧壁接触设置。本发明通过将超声振动装置的振动端与靠近铸坯侧壁抵接,并设置在结晶器的下方,使超声作用于半连铸过程的晶粒生长阶段,利用超声的空化效应、声流效应改善半连铸铸坯的内部质量,改善半连铸坯组织不均匀性问题。

技术研发人员:亚斌,张兴国,孟令刚,周秉文,单长智
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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