1.一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,包括铸造模块、剪切模块、气刀模块和测温模块,所述铸造模块包括结晶器(10),结晶器(10)上方连接保温热顶(6),结晶器(10)下方设有引锭头(14),结晶器(10)的腔壁镶嵌有石墨环(9);所述结晶器(10)圆心正上方设置有熔体强剪切模块,所述熔体强剪切模块包括定子套筒(5),定子套筒(5)上方固定有驱动电机(2),驱动电机(2)的上方连接升降装置(1),驱动电机(2)的输出轴连接旋转杆(7),旋转杆(7)连接转子叶片(8);所述定子套筒(5)的底部连接有测温模块,所述测温模块包括多通道测温仪(3)和热电偶线(4),热电偶线(4)一端与定子套筒(5)底部连接,另一端连接设置在保温热顶(6)外侧的多通道测温仪(3)的通道接口;所述结晶器(10)下方设有气刀模块,所述气刀模块包括环形气刀(12),环形气刀(12)通过连接杆(11)固定在结晶器(10)下方,环形气刀(12)的进气口端与空气压缩机的出气口端通过软管相连。
2.根据权利要求1所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述转子叶片(8)的叶片数量大于等于四个,转子叶片可设计为四页直角叶片、四页或六页螺旋叶片和六页曲面叶片,叶片宽度为5~20mm,厚度为0.5~3mm。
3.根据权利要求2所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述转子叶片(8)与定子套筒(5)内壁设一定的间隙,间隙范围为0.05~5mm。
4.根据权利要求3所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述定子套筒(5)包括隔热保温段和通孔段,旋转杆(7)设置在隔热保温段,转子叶片(8)设置在通孔段,所述隔热保温段的材质为耐火材料,通孔段的通孔可设置为菱形孔、楔形孔或锥形孔,单个通孔的出口截面积大于等于2mm2,通孔的总面积为30~150mm2;所述定子套筒(5)通孔段的通孔出口方向与定子套筒(5)的水平横截面平行或成0~45°夹角。
5.根据权利要求4所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述多通道测温仪(3)温度读取范围为-50~1000℃,测温通道数量为2-30个。
6.根据权利要求5所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述空气压缩机输送的气体流量应≥1.5m3/min。
7.根据权利要求6所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述环形气刀(12)为整体式,其内径尺寸大于所铸造铸锭直径15~20mm,外径尺寸大于所铸造铸锭直径95~100mm;环形气刀(12)的进气口数量取决于内径尺寸,内径尺寸范围为100~150mm时,进气口数量为4个,内径大于150mm时,内径尺寸每增加50mm,进气口数量增加2个。
8.根据权利要求7所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭的装置,其特征在于,所述连接杆(11)的长度为100~400mm。
9.根据权利要求8所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种熔体剪切协同气刀制备短时均质化铸锭方法,其特征在于,所述步骤8、步骤10中转子叶片(8)的转速为0~15000rpm。