铝合金方锭铸造结晶器制造技术

本实用新型专利技术涉及冶金行业的连铸设备领域，旨在提供一种铝合金方锭同水平热顶铸造工艺中应用的铝合金方锭铸造结晶器。该结晶器由保温热顶导流管１、结晶器上套２和结晶器下套３组成；保温热顶导流管１、结晶器上套２和结晶器下套３从上至下依次相连，与引锭头４构成一个贮液空腔。采用该结晶器能实现二次冷却结晶和铸前引锭的二级定位，成为铝合金方锭同水平热顶铸造的新工艺，提升了铝合金方锭铸造的工艺品质，并大大提升了生产效率。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶金行业的连铸设备领域，更具体的说，是一种在铝合 金方锭同水平热顶铸造工艺中应用的铝合金方锭铸造结晶器。技术背景铝合金棒材根据铸成形状可分类为圆锭和方锭。目前，传统的铝合金方锭铸造工艺多采用非同水平铸造方式，如图4所示，其过程是由结晶器16形 成结晶带，并配置浮漂漏斗15控制液面，再结合外围传动装置，共同组成铝 合金方锭的铸造系统。在该系统中完成其主体结晶的铸造装置即结晶器16， 通常是由8—-10mm铝板，用折边方式折成方形，再外围配以循环冷却水19 构成。铸造过程中，结晶器16 —般装在模台上，结晶器16的上部设有导流 作用的管和用来控制液面的浮漂漏斗15，结晶器16的下部设有引锭头4，引 锭头4装在引锭座17上。铸造前，把模台、引锭座17安上铸造井，将引锭 头4升上来，使其进入结晶器16内形成完整的铸模；铸造时，金属铝液18 通过浮漂漏斗15流入结晶器16中，经冷却水19的冷却，同时引锭头4以一 定速度向铸造井下方移动，将结晶器16内冷却成形的铸锭拉出，达到一定长 度时停止供金属铝液18和冷却水19，翻开模台吊出方形铸锭14。这种直冷式的非同水平铸造工艺不足之处是在铸造过程中不能很好的 控制结晶器内金属液面的水平，液面过低会造成铸锭表面形成冷隔，严重时 会产生漏铝；过高又会加重铸锭表面偏折瘤的深度，极易造成铸锭表面拉痕 甚至拉裂。另外一个缺点是在铸造时液面落差的问题，当铝液从炉子流出 后，流经浮漂漏斗时会产生紊流现象，在此过程中铝液翻滚并且高温铝液与 大量空气接触，造成氧化铝膜二次夹杂和含氢量的增加，大大降低了铝液的品质。经过铸造后的铝合金方锭通常表现为晶粒偏粗大、冷隔严重、均质度偏低、无法降低氧化物及氢元素夹杂含量。在这种装置中的铸造结晶器形成的结晶带很高， 一般都在110—-150mm之间；铸造后的部位也容易产生变 形，导致工件报废；并且由于采用浮漂漏斗会占用铸锭的铸造液面，导致120, 以下宽度的小型方锭在铸造中难度很大。而且采用这种铸造结晶器时，铸前 引锭装置的定位复杂，工件配合性较差，很容易发生引锭头4直接撞到结晶器16的情况。而应用在圆锭铸造的同水平热顶铸造工艺虽然可以克服铸造中液面的水 平和落差问题，但却不能直接应用于铝合金方锭的铸造，因为方锭的形状和 工艺特性与圆锭不同，在铸造浇液过程中难以做到同圆锭一样均流效果，当 浇铸方锭的截面的长度大于宽度时，传统的非同水平铸造方式只是在结晶器 中设置一个能纵向均布液流的船形浮漂漏斗，而同水平热顶铸造装置中是不 能放置浮漂漏斗的，所以目前的铝合金方锭铸造还只能处于非同水平铸造的 工艺。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能应用在方锭 同水平热顶铸造工艺中的新式复合型的铝合金方锭铸造结晶器，突破性地提 升铝合金方锭铸造的工艺品质，大大提升生产效率。为了实现上述目的，本技术的铝合金方锭铸造结晶器，由保温热顶导流管1、结晶器上套2和结晶器下套3组成；保温热顶导流管1、结晶器上套2和结晶器下套3从上至下依次相连，与引锭头4构成一个贮液空腔。作为一种改进，所述保温热顶导流管1包括基座和导流管，导流管上至 少设有一个以上的导流孔5，可根据所铸方锭截面形状的需要确定数量和大 小。作为一种改进，所述导流孔5的下端具有形状为上小下大的喇叭形的扩□。作为一种改进，所述导流孔5的截面开口形状为方形，与所铸方锭截面 的形状相应。作为一种改进，所述结晶器上套2内部设有冷却水平衡管6;所述冷却水 平衡管6相连着至少一个冷却水进水孔7和至少一个冷却水出水孔8。 作为一种改进，所述冷却水平衡管6沿整个结晶器上套2周向延伸。 作为一种改进，所述冷却水平衡管6的截面形状为圆形。 作为一种改进，所述结晶器下套3为法兰型式，其内轮廓与引锭头4的 外轮廓相配，起到定位作用。作为一种改进，所述结晶器下套3设有与结晶器内部相通的排水槽9。 作为一种改进，所述结晶器上套2为锻打紫铜材料拼装而成。 本技术铝合金方锭铸造结晶器是实现方锭热顶同水平铸造工艺的前 提条件，能消除传统铸造的液位有落差的负面影响，突破性地改善了方锭铸造的工艺品质，达到铸锭晶粒细化，铸成材料均质化，消除冷隔，减除氧化 物杂质及氢元素对金属熔体的二次污染等等。本技术铸造结晶器能形成特别低且有效的铸造结晶带， 一般在20—-45mm之间，而且结晶带部位坚固 耐用。本技术的铝合金方锭铸造结晶器的结晶器下套3为法兰型式，其内 轮廓与引锭头4的外轮廓相配，因此当引锭头4上升并进入铸造结晶器内部 的过程中，结晶器下套3与引锭头4能形成半自动滑动导入的定位方式，避 免了经常发生的引锭头4直接撞到昂贵的结晶器的现象。本技术的铝合金方锭铸造结晶器中，结晶器上套2专门采用导热性 良好紫铜材料，结晶器下套3上设有与结晶器内部相通的排水槽9，通过设置 合理的水流分配通道及分布均匀的出水孔，既保证同水平方锭铸造时第一次 快速冷却结晶区11的热量充分传导，又保证第二次强制冷却区12的水帘均 匀分布。附图说明图1是本技术铝合金方锭铸造结晶器的结构剖视图。图2是本技术铝合金方锭铸造结晶器的俯视图。图3是本技术铝合金方锭铸造结晶器的具体实施方式的剖视图。图4是传统的铝合金方锭铸造装置的剖视图。图5是本技术铝合金方锭铸造结晶器在一种密布同水平热顶铸造工 艺装置中的应用结构图。图中l保温热顶导流管、2结晶器上套、3结晶器下套、4引锭头、5导 流孔、6冷却水平衡管、7冷却水进水孔、8冷却水出水孔、9排水槽、10铝 合金熔体、ll第一次快速冷却结晶区、12第二次强制冷却区、13熔体液穴、 14方形铸锭、15浮漂漏斗、16结晶器、17引锭座、18金属铝液、19冷却 水、20保温分配器、21冷却水箱。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述 如图1和图2所示，本技术的铝合金方锭铸造结晶器，由保温热顶 导流管l、结晶器上套2和结晶器下套3组成，保温热顶导流管l、结晶器上 套2和结晶器下套3从上至下依次相连，与引锭头4可共同构成一个贮液空 腔。保温热顶导流管1呈宝盖形，包括基座和导流管，基座与结晶器上套2 相连，导流管上至少设有一个以上的导流孔5，导流孔5可根据所铸方锭截面形状的需要确定数量和大小，以达到平均分配金属导流液的目的。在本实施例中，导流孔5是一个设在导流管中心部位的方形孔，其截面形状与所铸方 锭的截面形状相似，尺寸略小；导流孔5下端具有一个形状为上小下大的喇 叭形的扩口，这种扩口能更利于液体的分流。结晶器上套2的内部设有冷却 水平衡管6，该冷却水平衡管6沿整个结晶器上套2周向延伸并环绕成一个圈； 冷却水平衡管6的截面形状为圆形，相连着至少一个冷却水进水孔7和至少 一个冷却水出水孔8，冷却水进水孔7和冷却水出水孔8根据冷却水的流量计 算得出并均匀分布。本技术铝合金方锭铸造结晶器的结晶器上套2采用材质为40 70X 40 70mm锻打紫铜材料拼装加工而成，紫铜的传导热性能大大优于之前结晶 器所采用的铝材。结晶器下套3依旧采用锻铝材质进行加工，可比锻打紫铜 材料节省很多成本。结晶器下套3的形状为法兰结构，其内轮廓与引锭头4 的外轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金方锭铸造结晶器，其特征在于，它是由保温热顶导流管（１）、结晶器上套（２）和结晶器下套（３）组成；保温热顶导流管（１）、结晶器上套（２）和结晶器下套（３）从上至下依次相连，与引锭头（４）构成一个贮液空腔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王水富，孔亚琴，王建新，
申请(专利权)人：王水富，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]