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专利号: 201710984167X
申请人: 辽宁科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的底铸装置,其特征在于,包括供气系统、纳米粒子分离站、浇铸装置和汤道喷吹原件;所述供气系统包括储气罐与气流分配器,纳米分离站包括纳米粒子储存罐与混合室,浇铸装置包括钢锭模、反射水口砖以及浇铸底盘,汤道喷吹元件包括圆形喷吹环、汤道喷吹尾砖、进气连接管;

储气罐与气流分配器通过管路连接,从气流分配器上分出二支气路,其中第一气路与纳米粒子储存罐连接,第二气路与混合室连接,混合室通过管路与汤道喷吹元件相连;反射水口砖固定于钢锭模底孔中,浇铸底盘位于钢锭模下部;汤道喷吹元件砌筑在反射水口砖下部,固定于浇注底盘中。

2.根据权利要求1所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的底铸装置,其特征在于,所述储气罐与气流分配器连接的管路上设有气阀,所述气流分配器上分出的二支气路,每支气路上均设有流量计和压力表。

3.根据权利要求1所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的底铸装置,其特征在于,所述汤道喷吹元件的汤道喷吹尾砖固定于浇铸装置的浇铸底盘上,一端与普通汤道砖连接,一端与反射水口砖连接,钢液通过普通汤道砖、汤道喷吹尾砖流经反射水口砖进入钢锭模。

4.根据权利要求1所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的底铸装置,其特征在于,所述汤道喷吹元件的圆形喷吹环内置于汤道喷吹尾砖的内部,圆形喷吹环内侧分布有直径为0.5~2mm的喷吹孔,相邻喷吹孔的间距为5~20mm,圆形喷吹环连接进气连接管,进气连接管通过纳米气流输送管与混合室相连,纳米气流输送管嵌入于浇注底盘内。

5.基于权利要求1所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的底铸装置的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:(1)将干燥纳米粒子提前加入到纳米粒子分离站的纳米粒子储存罐内,打开喷吹气体供气系统的气阀;钢锭浇注后,钢液通过普通汤道砖、汤道喷吹尾砖流经反射水口砖进入钢锭模;

(2)通过第一气路向纳米粒子储存罐增压,待纳米粒子储存罐中的压力大于第二气路压力,且钢锭充型率达到1/2时,打开流量控制器;通过流量控制器控制纳米粒子流量,纳米粒子储存罐内初步分离化的纳米粒子进入到混合室中,控制第二气路的气体流量和压力,使混合室内纳米粒子气流安全稳定的进入纳米气流输送管;

(3)进入纳米气流输送管的纳米粒子,在载气流的运载下,通过汤道喷吹元件,喷吹进入钢锭溶液内,喷吹压力控制在0.5~1.5MPa,喷吹过程当中要求纳米粒子与气流量比小于

1,待钢锭充型结束且锭尾凝固完成即喷吹结束,关闭流量控制器、第一气路,供气系统的气阀。

6.根据权利要求5所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的方法,其特征在于,所述喷吹气体为氩气,喷吹量为钢锭重量的0.05~0.35%。

7.根据权利要求5所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的方法,其特征在于,所述喷吹的纳米粒子为ZrO2、Ti2O3、MgS、SiO2、MnS、CaO、CeO2或Al2O3,尺寸为20~

80nm。

8.根据权利要求5所述的一种采用喷吹纳米粒子和氩气细化钢锭组织的方法,其特征在于,所述钢锭充型结束且锭尾凝固完成即喷吹结束后,共喷吹4V1气体,喷吹速度为:式中,V1为纳米粒子储存罐体积,L;M2为钢锭重,kg;v1为喷吹速度,L/s;v2为浇注速度,kg/s。