一种改善金属凝固缺陷、细化凝固组织的方法和装置

摘要

本发明是一种改善金属凝固缺陷、细化凝固组织的方法和装置，该方法及装置包括励磁电源和磁场发生装置，磁场发生装置浸入铸件（铸坯）及连铸的金属液中，通过电磁力及焦耳热效应，在金属液内部将磁场发生装置内表面上的晶核剥落，并利用磁场引发熔体振动及对流，将大量晶核持续地分散到金属液中，缩短金属凝固过程中的补缩距离，抑制铸件、铸坯（锭）中心缺陷，减轻A偏析，并细化凝固组织，同时可以防止表面夹杂卷入内部。本发明用于黑色金属以及有色金属在真空和非真空条件下铸件、连铸坯、模铸锭、模铸坯和空心坯的制备。

主权项

一种改善金属凝固缺陷、细化凝固组织的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对于钢锭或铸件的浇注及凝固过程，在其冒口内、中间包内或同时在冒口、中间包内加入一个或多个磁场发生装置于金属液内；对于连铸坯浇注过程，在结晶器内，中间包内或同时在结晶器、中间包内加入一个或多个磁场发生装置于金属液内；2）励磁电源通过电缆为磁场发生装置传导励磁电流，励磁电源提供的励磁电流为脉冲电流，脉冲频率为1‑1000Hz，脉冲电压为1‑5000V，使磁场作用于磁场发生装置内部的金属液，使得磁场发生装置内壁上形成的晶核在电磁力和焦耳热的作用下脱落； 3）磁场引发熔体振动及对流，将磁场发生装置内部的金属液中的大量晶核持续地分散到金属液中，缩短金属凝固过程中的补缩距离，改善铸件、铸锭中心缺陷，细化凝固组织，减轻偏析；磁场发生装置为空心圆桶形结构，圆桶桶壁中内置励磁线圈，励磁线圈外侧设置有环形磁屏蔽层进行磁屏蔽，防止磁场发生装置外部的液面扰动；磁场发生装置内壁设置有金属和刚玉的复合材料作为内表面，用于形成晶核。