一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构及电场施加方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构及电场施加方法，所述可调节电场结构包括：所述金属铸轧装置包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，在铸咀内壁指定位置镶嵌石墨圆柱条，每根石墨条作为电极，所述电极用于在熔体区内激发电场；在所述金属铸轧装置出口侧设置一对夹送辊，在所述夹送辊的辊面指定位置设置碳刷，以及在所述上铸轧辊、下铸轧辊的辊面指定位置设置碳刷，每个碳刷作为电极，所述电极用于在半固态区产生不同形式的空间电场，还用于在铸轧区形成对称双循环电路。通过本发明专利技术中的可调节电场结构，能够解决了熔体内电场分布不均匀、熔体及液穴区流场的不稳定、施加电场的方向有限制等问题。的方向有限制等问题。的方向有限制等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构及电场施加方法


[0001]本专利技术涉及薄带双辊铸轧
，尤其涉及一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构及电场施加方法。

技术介绍

[0002]双辊铸轧技术是将液态金属浇注到两个铸轧辊之间，直接实现“铸造及轧制”的金属板带坯制备工艺。然而，高合金化铝合金双辊铸轧组织中存在严重宏观偏析且该偏析组织在后续加工
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热处理过程中无法消除，导致铸轧产品质量(尤其是塑性指标)无法满足使用要求。
[0003]在双辊铸轧过程中施加电场是改善双辊铸轧宏观偏析的有效途径，电场可直接作用于熔体内部及液
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固界面，通过改变形核条件和晶核长大条件影响凝固过程进而调控宏观偏析。在熔体中施加低功率脉冲时，电能作用于凝固前端，为形核提供了额外能量，该部分能量又通过结晶潜热的释放影响局部过冷度，从而对合金初晶的长大行为产生影响。在铸轧凝固区域引入电场可以在熔体内部产生冲击波，阻碍变质剂或细化剂的团簇，使得变质剂或细化剂均匀弥散地分布于熔体中，达到阻碍溶质偏聚效果。
[0004]目前，常规的电场施加方式是将一石墨块(棒)放置于铸轧前箱熔体内，另一极是将导线夹在铸板坯上，用于形成闭合回路，施加水平方向电场。但是往往存在以下问题，首先、石墨块表面存在的放射性电场会影响熔体内部电场分布均匀性，进而不利于精细化电场调控；其次、石墨块的位置改变往往会导致电场发生波动，进而影响熔体区和液穴区的稳定性；最后、由于闭合电路方向的限制，导致只能施加单一水平方向的电场，不能施加其他方向的电场。
[0005]为此，亟需一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构及电场施加方法。
[0008](二)技术方案
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0010]第一方面，本专利技术实施例提供一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构，包括：
[0011]所述金属铸轧装置包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，所述铸咀与熔体箱连接，所述铸咀内的空间区域为熔体区，可调节电场结构包括：
[0012]在铸咀内壁指定位置镶嵌石墨圆柱条，每根石墨条作为电极，所述电极用于在熔体区内激发电场。
[0013]可选的，所述铸咀上侧及下侧内壁设有相同数量、相同尺寸、分布位置对称的插槽，所述石墨圆柱条通过插槽固定于铸咀内壁；
[0014]其中，铸咀上侧及下侧内壁所设置的插槽数目均不少于2，所述石墨圆柱条的长度不大于铸咀内壁的宽度。
[0015]第二方面，本专利技术实施例提供一种基于第一方面所述可调节电场结构的电场施加方法，包括：
[0016]S11、基于第一预设电极，根据预设的电场条件、电源参数确定出特定的第一预设电极；
[0017]其中，所述第一预设电极为设置于铸咀上侧及下侧内壁的石墨电极；
[0018]所述预设的电场条件包括熔体区的电场方向和电场位置分布条件，所述电源参数包括：振幅、频率和波形；
[0019]S12、通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第一预设电极相连接，获得熔体区对应的电场方向以及电场分布情况。
[0020]可选的，所述S12中通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第一预设电极相连接，获得熔体区对应的电场方向以及电场分布情况，包括：
[0021]S12
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1、通过将特定的第一预设电极与外接电源连接，获得熔体区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图；
[0022]S12
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2、基于所述熔体区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图，判断熔体区中的电场方向以及电场位置分布是否符合预设条件；
[0023]S12
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3、若熔体区对应的电场符合所述预设条件，则结束操作；若不符合所述预设条件，则返回步骤S11，直至电场方向和电场分布情况均符合预设条件。
[0024]第三方面，本专利技术实施例提供另一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构，包括：
[0025]所述金属铸轧装置包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，所述上铸轧辊与下铸轧辊之间的区域为铸轧区，位于所述金属铸轧装置出口处的固液共存区域为半固态区，其特征在于，可调节电场结构包括：
[0026]在所述上铸轧辊、下铸轧辊的辊面指定位置设置碳刷，每个碳刷作为电极，所述电极用于在铸轧区形成对称双循环电路；
[0027]在所述金属铸轧装置出口侧设置一对夹送辊，在所述夹送辊的辊面指定位置设置碳刷，每个碳刷作为电极，所述电极用于在半固态区产生不同形式的空间电场。
[0028]可选的，所述上铸轧辊、下铸轧辊的辊面设有相同数量、相同尺寸、分布位置对称的弹性卡扣，所述碳刷通过弹性卡扣固定于铸轧辊辊面；
[0029]其中，所述上铸轧辊、下铸轧辊辊面上设置的弹性卡扣不少于3个。
[0030]可选的，所述夹送辊包括上夹送辊和下夹送辊，所述上夹送辊与上铸轧辊焊接，所述所述下夹送辊与下铸轧辊焊接；
[0031]所述上夹送辊和下夹送辊的辊面上设有一个的相同尺寸、分布位置对称的弹性卡扣，所述碳刷通过弹性卡扣固定于夹送辊辊面。
[0032]第四方面，本专利技术实施例提供一种基于第三方面所述可调节电场结构的电场施加方法，包括：
[0033]S21、基于第二预设电极，根据预设的电场条件、电源参数确定出特定的第二预设电极；
[0034]其中，所述第二预设电极包括：设置于上、下铸轧辊辊面的碳刷、设置于上、下夹送
辊辊面的碳刷；
[0035]所述预设的电场条件包括：铸轧区、半固态区的电场方向和电场位置分布条件；所述电源参数包括：振幅、频率和波形；
[0036]S22、通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第二预设电极相连接，获得铸轧区、半固态区对应的电场方向以及电场分布情况。
[0037]可选的，所述S22中通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第二预设电极相连接，获得铸轧区、半固态区对应的电场方向以及电场分布情况，包括：
[0038]S21
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1、通过将特定的第二预设电极与外接电源连接，获得铸轧区、半固态区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图；
[0039]S21
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2、基于所述铸轧区、半固态区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图，判断铸轧区、半固态区中的电场方向以及电场位置分布是否符合预设条件；
[0040]S21
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3、若铸轧区、半固态区对应的电场符合所述预设条件，则结束操作；若不符合所述预设条件，则返回步骤S21，直至电场方向和电场分布情况均符合预设条件。
[0041]第五方面，本专利技术实施例提供一种金属铸轧装置，包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，还包括前述第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构，所述金属铸轧装置包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，所述铸咀与熔体箱连接，所述铸咀内的空间区域为熔体区，其特征在于，可调节电场结构包括：在铸咀内壁指定位置镶嵌石墨圆柱条，每根石墨条作为电极，所述电极用于在熔体区内激发电场。2.根据权利要求1所述的可调节电场结构，其特征在于，所述铸咀上侧及下侧内壁设有相同数量、相同尺寸、分布位置对称的插槽，所述石墨圆柱条通过插槽固定于铸咀内壁；其中，铸咀上侧及下侧内壁所设置的插槽数目均不少于2，所述石墨圆柱条的长度不大于铸咀内壁的宽度。3.一种基于权利要求1和2中任一项所述可调节电场结构的电场施加方法，所述电场施加方法包括：S11、基于第一预设电极，根据预设的电场条件、电源参数确定出特定的第一预设电极；其中，所述第一预设电极为设置于铸咀上侧及下侧内壁的石墨电极；所述预设的电场条件包括熔体区的电场方向和电场位置分布条件，所述电源参数包括：振幅、频率和波形；S12、通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第一预设电极相连接，获得熔体区对应的电场方向以及电场分布情况。4.根据权利要求3所述的电场施加方法，其特征在于，所述S12中通过将外接电源的正、负极端子与所述特定的第一预设电极相连接，获得熔体区对应的电场方向以及电场分布情况，包括：S12
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1、通过将特定的第一预设电极与外接电源连接，获得熔体区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图；S12
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2、基于所述熔体区的电场分布图、电势分布图和电场矢量分布图，判断熔体区中的电场方向以及电场位置分布是否符合预设条件；S12
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3、若熔体区对应的电场符合所述预设条件，则结束操作；若不符合所述预设条件，则返回步骤S11，直至电场方向和电场分布情况均符合预设条件。5.一种用于金属铸轧装置的可调节电场结构，所述金属铸轧装置包括上铸轧辊、下铸轧辊和铸咀，所述上铸轧辊与下铸轧辊之间的区域为铸轧区，位于所述金属铸轧装置出口处的固液共存区域为半固态区，其特征在于，可调节电场结构包括：在所述上铸轧辊、下铸轧辊的辊面指定位置设置碳刷，每个碳刷作为电极，所述电极用于在铸轧区形成对称双循环电路；在所述金属铸轧装置出口侧设置一对夹送辊，在所述夹送辊的辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昭东，李勇，钱晓明，许光明，李家栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：