一種生產高強鋁合金板坯的方法及設備的製作方法
2023-07-16 00:44:36
專利名稱：：一種生產高強鋁合金板坯的方法及設備的製作方法
技術領域：
：本發明屬於鋁合金鑄造
技術領域：
，具體涉及一種生產高強鋁合金板坯的方法及設備。
背景技術：
：通過連續或半連續鑄造來生產金屬製品特別是輕金屬如鋁合金過程中，在鑄造過程的開始階段，引錠首先上升到結晶器內，打開冷卻水。然後，液態鋁熔體通過分流包被澆注到由結晶器和引錠所圍成的空間內。當鋁熔體和結晶器與引錠剛發生接觸，鋁熔體就會被結晶器和引錠所冷卻並且沿其邊界發生凝固。鋁熔體在結晶器中達到一定高度後並且凝固殼具有足夠強度來支撐這些鋁熔體的時候，引錠將以給定的鑄造速度向下運動。已凝固的鑄錠將隨著引錠一起下降，當鑄錠從結晶器被拉出時，二次冷卻水直接噴到鑄錠的表面，鑄錠被迅速的冷卻下來。這樣鋁熔體將不斷的被澆鑄到結晶器內，而已凝固的鑄錠也不斷地被從結晶器內拽出，構成了一個連續的過程。在DC鑄造過程中，金屬凝固時鑄錠中心與表面就會產生巨大的溫度梯度，這個巨大的溫度梯度在鑄造過程產生巨大的內應力，當內應力達到一定大小，在鑄造過程或鑄造結束後鑄錠就會發生裂紋甚至完全劈開。對於高強高合金化的鋁合金，如2XXX，7XXX鋁合金，這種裂紋傾向更加明顯。裂紋嚴重的影響了金屬生產的成材率和生產率。為了抑制裂紋的發生，國內外進行了大量的研究，其主要思路是1)從裂紋產生的內在條件出發，提高合金抵抗裂紋的能力，主要方法就是控制凝固過程，主要手段是細化晶粒，提高晶內合金元素含量，控制凝固末期晶粒間形成的液膜和金屬間化合物的形態，數量及其大小；2)從裂紋產生的外部條件出發，減少鑄造過程中產生的內應力，主要方法是控制鑄錠中心與表面的溫度梯度，其主要手段是較少液穴深度，提高表面溫度。隨著技術的發展，國內外專家開發了大量的制坯方法來抑制裂紋的產生(1)快速冷卻的方法如噴射成型，但是該工藝很難製取大尺寸的板坯；(2)使用檔水板的方法其主要特點在於在錠坯從結晶器底部出口被拉出後，通過去除凝固金屬表面層的冷卻水可降低高強度合金錠坯的鑄造裂紋出現的可能性。通過快速地去除冷卻水，錠坯中心的高溫金屬可對表層冷卻過的金屬進行重新加熱，降低了鑄錠內外的溫度梯度，從而減輕了內應力，阻止或減少了裂紋的產生。為了嘗試阻止鑄造裂紋的產生，許多擋水板裝置例如橡膠擋片，旋轉刷或旋轉輥等技術被提出。然而除了橡膠擋片之外大部分裝置並沒有任何程度的商業應用，因為它們的設計在工業環境下是不可實現的。橡膠擋片雖然經常使用，但是會被鑄造過程中錠坯表面產生的"buttswell"的粗糙表面撕裂或磨損，造成冷卻水洩露到擋水板以下的錠坯表面，從而產生鑄造裂紋。同時橡膠擋片不能將冷卻水均勻的去除錠坯表面，尤其是在板坯的邊角處，冷卻水的洩露往往發生板坯的邊角處；(3)施加外場的方法如在凝固過程中施加超聲波，電流，磁場等，但實踐證明其中除電磁場外其他方法在大鑄錠時作用不顯著；對於電磁場的應用，上世紀60年代，前蘇聯鋁合金專家在鋁合金DC半連續鑄造的基礎上開發了EMC(ElectromagneticCasting)工藝，通過交變電磁場產生的Lorentz力約束金屬熔體，並維持一定的液柱高度，替代了結晶器的支撐作用，實現了無模鑄造。其主要特點是鑄錠表面無偏析層，光潔度高，但是，EMC以改善鑄錠表面為目標，採用中、高頻電磁場來實現無模鑄造，對設備控制系統要求較高，非常容易出現拉漏現象。同時，由於頻率較高，EMC工藝對鑄錠內部熔體的流動場與溫度場影響有限，在鑄造難度較高的硬鋁與超硬鋁合金大尺寸鑄錠生產過程中，難以獲得均勻的鑄態組織和消除鑄錠內應力。1986年，研究人員提出的電磁細晶鑄造CREM(Casting，Refining,Electromagnetic)工藝是指在DC鑄造結晶器外布置感應線圈，線圈中施加50Hz的工頻交流電，通過其在金屬熔體中產生的電磁場作用達到細化晶粒和改善表面質量的目的。採用該技術進行的直徑為320mm2214鋁合金圓錠半連續鑄造實驗結果表明，CREM工藝能夠有效地細化晶粒、改善表面質量。但是，對於大尺寸鑄錠的生產而言，由於受到電磁場滲透深度的影響(肌膚效應)，鑄錠中心效果不顯著。綜上所述，目前抑制裂紋的方法都有一些難以克服的缺點。
發明內容針對以上現有技術存在的不足之處，本發明提供一種生產高強鋁合金板坯的方法及設備，解決高強鋁合金半連續鑄造中的裂紋問題。本發明的生產高強鋁合金板坯的設備由三部分組成電磁場發生系統、鑄造系統和氣刀系統。電磁場發生系統，該系統由低頻電源、供水裝置和線圈組成。低頻電源產生低頻交流電(5Hz30Hz)，低頻電源通過導線與線圈連接，供水裝置通過水管與線圈連接。線圈是由銅管纏繞而成的，當電流通過銅管時會產生焦耳熱，因此通電的同時要用供水裝置提供的冷卻水將線圈冷卻。鑄造系統，該系統由分流盤、保溫帽、石墨內套、.結晶器、下蓋板、入水口、連接杆和二冷水眼組成。結晶器是由鍛鋁(如LD5，LD10)機加工而成，為了防止角部冷卻過強，結晶器採用了大小面分開供水的方式。結晶器由結晶器外壁、結晶器內壁和大小面水隔板所圍成的三個腔組成(如圖2所示)。一個腔是大面水腔，與大面入水口連通；兩個腔是小面水腔I和小面水腔II，與小面入水口連通，這三個腔被大小面水隔板隔開，這樣將大小面的冷卻水分開。石墨內套是由石墨加工而成的，保溫帽和分流盤都是由保溫材料加工而成(如中耐一號)。石墨內套鑲嵌在結晶器的內側並緊密結合，二冷水眼位於石墨內套內側。保溫帽位於石墨內套上方，線圈位於結晶器的上方保溫帽的外側，入水口位於結晶器下部，分流盤位於保溫帽之間，下蓋板位於結晶器底部。二冷水通過二冷水眼射到鑄錠上，二冷水與鑄錠接觸的位置為二冷水擊水點。連接杆位於結晶器下方，用於與氣刀系統相連接。熔池內，整個熔池的最上面是液面，液態合金和半固態合金之間是液相線，半固態合金和鑄錠之間是固相線。氣刀系統，該系統由空壓機、儲氣罐、氣刀支架、排水板和氣刀組成。空壓機是大流量高壓空壓機(20mVmin，0.2lMPa)，貯氣罐是大容積儲氣罐(25m3)，具體大小根據鑄錠大小決定。氣刀是由鍛鋁或不鏽鋼加工而成，並且氣刀與水平面傾斜角度為15°75°，位置位於二次冷卻水擊水點下50mm500mm，出口壓力為0.IMPa2MPa。氣刀支架和排水板由不鏽鋼加工而成。氣刀支架位於結晶器下方並與結晶器用連接杆連接，排水板位於氣刀支架上方，氣刀固定在氣刀支架內側，氣刀通過管道與儲氣罐連接，儲氣罐與空壓機連接。當氣刀系統使用時，在氣刀的出口會射出高壓空氣。本發明的生產高強鋁合金板坯的設備，在結晶器水套上方設置電磁線圈，線圈中施加低頻電流，這樣在結晶器中就會產生低頻電磁場，在鋁熔體中產生感生電流，電流與磁場相互作用下產生一個洛倫茲力。由於鑄錠與結晶器幾何形狀在垂直方向的不對稱性，使得磁力線相對於鑄錠的中心線發生了顯著的偏轉，導致熔體內部Lorentz力的時間平均值同時存在垂直分量和水平分量。其中水平分量為與金屬靜壓力梯度平衡的有勢力，而垂直分量為有旋力場，起到了攪拌熔體的作用。Lorentz力水平分量使得熔體自由表面形成凸起的彎月形，從而減小了熔體與結晶器接觸高度和接觸壓力，實現了所謂的軟接觸，改變了一次冷卻區熱通量的大小與分布情況，起到了減弱一次冷卻強度的作用，使初生凝固殼形成位置下降，表面滲出現象減弱。Lorentz力垂直分量形成的有旋力場起到了電磁攪拌的作用，流動場與無心感應爐中熔融金屬的流動場類似，測量表明熔體內部的溫度場受到電磁攪拌的強烈影響，有旋分量產生的強迫對流將中心區域的過熱熔體帶向鑄錠的邊緣區域，因此消除了中心區域的局部過熱，減小整個液相區內溫度差，使熔體溫度低於液相線溫度。對於具有較寬結晶溫度區間的合金，兩相區可能擴展到整個液相區，強迫對流將初生凝固殼處形成的枝晶臂熔斷並帶入液穴內部形成異質結晶核心，起到了晶粒細化和抑制枝晶生長的作用，鑄錠由均勻細小的近球形和薔薇型微觀組織構成。另外，該設備還有一個特點，就是在結晶器下方50500mm的位置放置一組氣刀，該氣刀被通於高壓空氣，這個高壓空氣是由一組高壓空氣發生裝置產生，這個發生裝置由一個大流量空壓機和一個儲氣罐組成。當高壓空氣通過氣刀時，在氣刀出口會產生高壓的衝擊氣體，當這個高壓氣體接觸沿鑄錠表面向下流的二冷水時，就會將其打飛，使二冷水脫離鑄錠，由於二冷水被從鑄錠表面刪除，這樣在氣刀下方的鑄錠就不受二冷水的冷卻，另外合金凝固時釋放的潛熱將表面加熱使其溫度回升。上面描述了本發明中的設備的兩個顯著特點，那麼這兩個特點會對整個鑄造過程和最終產品影響很大。首先，施加低頻電磁場的作用是(1)均勻熔池內溫度場，使其低於液相線，增加了凝固速率；(2)元素晶內含量增加；(3)凝固末期殘餘液相濃度降低；(4)金屬間化合物被細化含量被減少；(5)晶粒被明顯細化；其次，施加氣刀使鑄錠表面溫度升高，從而使內外溫度差減少，縱向溫度減少。因此，採用本發明裝置能減少鑄錠凝固和冷卻過程中的鑄造應力，顯著地提高合金鑄錠抵抗裂紋的能力。使用本發明的設備生產高強鋁合金的方法如下。鑄造前將線圈通以低頻交流電，產生低頻電磁場。同時，進行澆注，合金熔體被澆注到一個分流盤中，熔體通過分流盤被分配到熔池內，當熔體接觸石墨內套時就會被冷卻5形成凝固皮殼，同時凝固皮殼被拽出結晶器，受到二次冷卻水的冷卻，使鑄錠完全凝固。由於電磁場的施加，使熔池中的熔體受到電磁場產生的洛倫茲力的作用，這個力由於鑄錠與結晶器幾何形狀在垂直方向的不對稱性，使得磁力線相對於鑄錠的中心線發生了顯著的偏轉，導致熔體內部Lorentz力的時間平均值同時存在垂直分量和水平分量。其中水平分量為與金屬靜壓力梯度平衡的有勢力，而垂直分量為有旋力場，起到了攪拌熔體的作用。Lorentz力水平分量使得熔體自由表面形成凸起的彎月形，從而減小了熔體與結晶器接觸高度和接觸壓力，實現了所謂的軟接觸，改變了一次冷卻區熱通量的大小與分布情況，起到了減弱一次冷卻強度的作用，使初生凝固殼形成位置下降，表面滲出現象減弱。Lorentz力垂直分量形成的有旋力場起到了電磁攪拌的作用，流動場與無心感應爐中熔融金屬的流動場類似，測量表明熔體內部的溫度場受到電磁攪拌的強烈影響，有旋分量產生的強迫對流將中心區域的過熱熔體帶向鑄錠的邊緣區域(這樣的流動方式受到線圈與液面相對位置的制約，根據不同合金成分，這個相對位置為40150mm)，因此消除了中心區域的局部過熱，減小整個液相區內溫度差，使熔體溫度低於液相線溫度。對於具有較寬結晶溫度區間的合金，兩相區可能擴展到整個液相區，強迫對流將初生凝固殼處形成的枝晶臂熔斷並帶入液穴內部形成異質結晶核心，起到了晶粒細化和抑制枝晶生長的作用，鑄錠由均勻細小的近球形和薔薇型微觀組織構成。由於凝固過程的改變是合金晶粒內固溶的合金元素含量增加。由於晶粒被細化晶界增加，從而凝固末期殘餘液相濃度降低，並且金屬間化合物被細化含量被減少。因此凝固後期以及冷卻過程中的合金強度與塑性都顯著提高，鑄錠的抗裂紋能力增加。當鑄錠長度為100500mm時，氣刀開始施加，當氣刀施加後，在氣刀出口會產生高壓的衝擊氣體，當這個高壓氣體接觸沿鑄錠表面向下流的二冷水時，就會將其打飛，使二冷水脫離鑄錠，由於二冷水被從鑄錠表面刪除，這樣在氣刀下方的鑄錠就不受二冷水的冷卻，另外合金凝固時釋放的潛熱將表面加熱使其溫度回升。鑄錠處於高溫狀態(300400°C)，使鑄錠發生自回火，達到消除產生的鑄造應力的目的。另外，由於氣刀下方沒有二冷水的冷卻，鑄錠內外以及縱向的溫度差大幅度減少，進而鑄造應力被顯著降低，降低了裂紋產生的外部驅動力。工藝條件如下。電磁場條件線圈中心與液面相對位置為60lOOmm，電磁場頻率為530Hz，電磁場強度為2500060000安匝；鑄造條件澆注溫度710725°C，鑄造速度7090mm/min;氣刀條件氣刀與水平面傾斜角度為15°75°，位置位於二次冷卻水擊水點下50500mm，出口壓力為0.12.OMPa。採用本發明的設備和方法可以有效地抑制高強鋁合金板坯鑄造裂紋問題。進而，可以生產出沒有缺陷的高強鋁合金鑄錠。圖1本發明設備結構示意圖；圖2結晶器俯視結構圖；圖3氣刀使用後表面溫度回升溫度曲線；圖中1.低頻電源；2.線圈供水系統；3.線圈；4.分流盤；5.保溫帽；6.液態合金；7.液相線；8.半固態合金；9.固相線；IO.鑄錠；ll.石墨內套；12.結晶器；13.下蓋板；14.入水口；15.二冷水；16.連接杆；17.二冷水眼；18.空壓機；19.貯氣罐；20.氣刀支架；21.排水板；22.氣刀；23.高壓空氣；24.二冷水擊水點；25.液面；26.結晶器外壁；27.大小面水隔板；28.結晶器內壁；29.小面水腔I;30.大面水腔；31.小面水腔II;32.小面入水口；33.大面入水口。具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明的方法，如圖1和2所示，本發明的生產高強鋁合金板坯的設備由三部分組成電磁場發生系統、鑄造系統和氣刀系統。電磁場發生系統，該系統由低頻電源1、供水裝置2和線圈3組成。低頻電源1產生低頻交流電(5Hz30Hz)，低頻電源1通過導線與線圈3連接，供水裝置2通過水管與線圈3連接。線圈3是由銅管纏繞而成的，當電流通過銅管時會產生焦耳熱，因此通電的同時要用供水裝置2提供的冷卻水將線圈3冷卻。鑄造系統，該系統由分流盤4、保溫帽5、石墨內套11、.結晶器12、下蓋板13、入水口14、連接杆和二冷水眼17組成。結晶器12是由鍛鋁(如LD5，LD10)機加工而成，為了防止角部冷卻過強，結晶器採用了大小面分開供水的方式。結晶器12由結晶器外壁26、結晶器內壁28和大小面水隔板27所圍成的三個腔組成(如圖2所示)。一個腔是大面水腔30，與大面入水口33連通；兩個腔是小面水腔I29和小面水腔I131，與小面入水口32連通，這三個腔被大小面水隔板27隔開，這樣將大小面的冷卻水分開。石墨內套11是由石墨加工而成的，保溫帽5和分流盤4都是由保溫材料加工而成(如中耐一號)。石墨內套11鑲嵌在結晶器12的內側並緊密結合，二冷水眼17位於石墨內套11內側。保溫帽5位於石墨內套11上方，線圈3位於結晶器12的上方保溫帽5的外側，入水口14位於結晶器下部，分流盤4位於保溫帽5之間，下蓋板13位於結晶器12底部。二冷水15通過二冷水眼17射到鑄錠10上，二冷水15與鑄錠10接觸的位置為二冷水擊水點24。連接杆16位於結晶器下方，用於與氣刀系統相連接。熔池內，液面25位於整個熔池的最上面，液態合金6和半固態合金8之間是液相線7，半固態合金8和鑄錠10之間是固相線9。氣刀系統，該系統由空壓機18、儲氣罐19、氣刀支架20、排水板21和氣刀22組成。空壓機18是大流量高壓空壓機(20mVmin，0.2lMPa)，貯氣罐19是大容積儲氣罐(25m3)，具體大小根據鑄錠大小決定。氣刀22是由鍛鋁或不鏽鋼加工而成，並且氣刀與水平面傾斜角度為15°75°，位置位於二次冷卻水擊水點下50mm500mm，出口壓力為0.lMPa2MPa。氣刀支架20和排水板21由不鏽鋼加工而成。氣刀支架20位於結晶器12下方並與結晶器12用連接杆16連接，排水板21位於氣刀支架20上方，氣刀22固定在氣刀支架20內側，氣刀22通過管道與儲氣罐19連接，儲氣罐19與空壓機18連接。當氣刀系統使用時，在氣刀22的出口會射出高壓空氣23。採用本發明的設備生產高強鋁合金板坯的實施例如下。實施例17055鋁合金板坯低頻電磁場半連續鑄造。[OO51]7055鋁合金化學成分(質量％)tableseeoriginaldocumentpage8鑄造前將線圈通以低頻交流電，產生低頻電磁場。同時，進行澆注，合金熔體被澆注到一個分流盤中，熔體通過分流盤被分配到熔池內，當熔體接觸石墨內套時就會被冷卻形成凝固皮殼，同時凝固皮殼被拽出結晶器，受到二次冷卻水的冷卻，使鑄錠完全凝固。當鑄錠長度為300mm時，氣刀開始施加，當氣刀施加後，在氣刀出口會產生高壓的衝擊氣體，當這個高壓氣體接觸沿鑄錠表面向下流的二冷水時，就會將其打飛，使二冷水脫離鑄錠，由於二冷水被從鑄錠表面刪除，這樣在氣刀下方的鑄錠就不受二冷水的冷卻，另外合金凝固時釋放的潛熱將表面加熱使其溫度回升。鑄錠處於高溫狀態(35(TC)，使鑄錠發生自回火，達到消除產生的鑄造應力的目的。另外，由於氣刀下方沒有二冷水的冷卻，鑄錠內外以及縱向的溫度差大幅度減少，進而鑄造應力被顯著降低，降低了裂紋產生的外部驅動力。工藝條件如下。電磁場條件線圈中心與液面相對位置為80mm，電磁場頻率為20Hz，電磁場強度為30000安匪;鑄造條件澆注溫度718°C，鑄造速度80mm/min;冷卻水流量，大面2001/min，小面1201/min;氣刀條件氣刀與水平面傾斜角度為45°，位置位於二次冷卻水擊水點下300mm，出口壓力為l.OMPa。鑄錠尺寸200X600X1600。利用本發明的方法與普通DC鑄造生產7055鋁合金的比較tableseeoriginaldocumentpage8實施例27085鋁合金板坯低頻電磁場半連續鑄造。試驗7055鋁合金化學成分(質量％)ZnMgCuZrMnFeSiAl7.08.01.21.81.32.00.080.150.050.100.08餘量鑄造前將線圈通以低頻交流電，產生低頻電磁場。同時，進行澆注，合金熔體被澆注到一個分流盤中，熔體通過分流盤被分配到熔池內，當熔體接觸石墨內套時就會被冷卻形成凝固皮殼，同時凝固皮殼被拽出結晶器，受到二次冷卻水的冷卻，使鑄錠完全凝固。當鑄錠長度為500mm時，氣刀開始施加，當氣刀施加後，在氣刀出口會產生高壓的衝擊氣體，當這個高壓氣體接觸沿鑄錠表面向下流的二冷水時，就會將其打飛，使二冷水脫離鑄錠，由於二冷水被從鑄錠表面刪除，這樣在氣刀下方的鑄錠就不受二冷水的冷卻，另外合金凝固時釋放的潛熱將表面加熱使其溫度回升。鑄錠處於高溫狀態(40(TC)，使鑄錠發生自回火，達到消除產生的鑄造應力的目的。另外，由於氣刀下方沒有二冷水的冷卻，鑄錠內外以及縱向的溫度差大幅度減少，進而鑄造應力被顯著降低，降低了裂紋產生的外部驅動力。工藝條件如下。電磁場條件線圈中心與液面相對位置為lOOmm，電磁場頻率為30Hz，電磁場強度為40000安匪;鑄造條件澆注溫度725°C，鑄造速度90mm/min;冷卻水流量，大面2501/min，小面1501/min。氣刀條件氣刀與水平面傾斜角度為75°，位置位於二次冷卻水擊水點下500mm，出口壓力為2.OMPa。鑄錠尺寸200X600X1600。利用本發明的方法與普通DC鑄造生產7055鋁合金的比較鑄造方法晶粒尺寸mm晶粒形貌晶內Zn含量wt%裂紋率表面DC0.51.1柱狀晶，枝晶1.82.8熱裂紋和冷裂紋，80%冷隔，大的偏析瘤本發明方法0.10.16等軸晶4.35.90點狀偏析瘤，無冷隔實施例397055鋁合金板坯低頻電磁場半連續鑄造。[OO77]試驗7055鋁合金化學成分(質量％)tableseeoriginaldocumentpage10鑄造前將線圈通以低頻交流電，產生低頻電磁場。同時，進行澆注，合金熔體被澆注到一個分流盤中，熔體通過分流盤被分配到熔池內，當熔體接觸石墨內套時就會被冷卻形成凝固皮殼，同時凝固皮殼被拽出結晶器，受到二次冷卻水的冷卻，使鑄錠完全凝固。當鑄錠長度為100mm時，氣刀開始施加，當氣刀施加後，在氣刀出口會產生高壓的衝擊氣體，當這個高壓氣體接觸沿鑄錠表面向下流的二冷水時，就會將其打飛，使二冷水脫離鑄錠，由於二冷水被從鑄錠表面刪除，這樣在氣刀下方的鑄錠就不受二冷水的冷卻，另外合金凝固時釋放的潛熱將表面加熱使其溫度回升。鑄錠處於高溫狀態(30(TC)，使鑄錠發生自回火，達到消除產生的鑄造應力的目的。另外，由於氣刀下方沒有二冷水的冷卻，鑄錠內外以及縱向的溫度差大幅度減少，進而鑄造應力被顯著降低，降低了裂紋產生的外部驅動力。工藝條件如下。電磁場條件線圈中心與液面相對位置為60mm，電磁場頻率為5Hz，電磁場強度為60000安匪;鑄造條件澆注溫度710。C，鑄造速度70mm/min;冷卻水流量大面3001/min，小面1501/min。氣刀條件氣刀與水平面傾斜角度為15°，位置位於二次冷卻水擊水點下50mm，出口壓力為0.lMPa。鑄錠尺寸360X1000X3600。利用本發明的方法與普通DC鑄造生產7055鋁合金的比較tableseeoriginaldocumentpage10權利要求一種生產高強鋁合金板坯的設備，其特徵在於設備由電磁場發生系統、鑄造系統和氣刀系統三部分組成(1)電磁場發生系統由低頻電源、供水裝置和線圈組成，低頻電源通過導線與線圈連接，供水裝置通過水管與線圈連接；(2)鑄造系統由分流盤、保溫帽、石墨內套、結晶器、下蓋板、入水口、連接杆和二冷水眼組成，石墨內套鑲嵌在結晶器的內側並緊密結合，二冷水眼位於石墨內套內側，保溫帽位於石墨內套上方，線圈位於結晶器的上方保溫帽的外側，入水口位於結晶器下部，分流盤位於保溫帽之間，下蓋板位於結晶器底部，連接杆位於結晶器下方；(3)氣刀系統由空壓機、儲氣罐、氣刀支架、排水板和氣刀組成，氣刀支架位於結晶器下方並與結晶器用連接杆連接，排水板位於氣刀支架上方，氣刀固定在氣刀支架內側，氣刀通過管道與儲氣罐連接，儲氣罐與空壓機連接。2.按照權利要求1所述的生產高強鋁合金板坯的設備，其特徵在於線圈由銅管纏繞而成。3.按照權利要求1所述的生產高強鋁合金板坯的設備，其特徵在於結晶器是由鍛鋁機加工而成，由結晶器外壁、結晶器內壁和大小面水隔板所圍成的三個腔組成，一個腔是大面水腔，與大面入水口連通；兩個腔是小面水腔，與小面入水口連通，這三個腔被大小面水隔板隔開。4.按照權利要求1所述的生產高強鋁合金板坯的設備，其特徵在於石墨內套是由石墨加工而成，保溫帽和分流盤由保溫材料加工而成。5.按照權利要求1所述的生產高強鋁合金板坯的設備，其特徵在於空壓機是大流量高壓空壓機，參數為20mVmin，0.2lMPa，貯氣罐是25n^的大容積儲氣罐，氣刀是由鍛鋁或不鏽鋼加工而成，並且氣刀與水平面傾斜角度為15°75°，位置位於二次冷卻水擊水點下50mm500mm，出口壓力為0.lMPa2MPa。6採用權利要求1所述的設備生產高強鋁合金板坯的方法，其特徵在於鑄造前將線圈通以低頻交流電，產生低頻電磁場，同時，進行澆注，合金熔體被澆注到一個分流盤中，熔體通過分流盤被分配到熔池內，當熔體接觸石墨內套時被冷卻形成凝固皮殼，同時凝固皮殼被拽出結晶器，受到二次冷卻水的冷卻，使鑄錠完全凝固；當鑄錠長度為100500mm時，開始施加氣刀；工藝條件如下電磁場條件線圈中心與液面相對位置為60100mm，電磁場頻率為530Hz，電磁場強度為2500060000安匝；鑄造條件澆注溫度710725。C，鑄造速度7090mm/min;氣刀條件氣刀與水平面傾斜角度為15。75°，位置位於二次冷卻水擊水點下50500mm，出口壓力為0.12.OMPa。全文摘要一種生產高強鋁合金板坯的方法及設備，設備由電磁場發生系統、鑄造系統和氣刀系統三部分組成。電磁場發生系統由低頻電源、供水裝置和線圈組成；鑄造系統由分流盤、保溫帽、石墨內套、結晶器、下蓋板、入水口、連接杆和二冷水眼組成；氣刀系統由空壓機、儲氣罐、氣刀支架、排水板和氣刀組成。鑄造前將線圈通以低頻交流電，同時，進行澆注，當鑄錠長度為100～500mm時，開始施加氣刀。採用本發明的設備和方法可以有效的抑制高強鋁合金板坯鑄造裂紋問題。進而，可以生產出沒有缺陷的高強鋁合金鑄錠。文檔編號B22D11/115GK101745611SQ20091024883公開日2010年6月23日申請日期2009年12月28日優先權日2009年12月28日發明者崔建忠,張海濤,朱慶豐,王向傑,趙志浩申請人:東北大學