[發(fā)明專利]用于鎂合金垂直連鑄的方坯結(jié)晶器機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810036135.8
• 申請(qǐng)日: 2008-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN101249551A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董杰;王樹琪;鄭興偉;劉廣耀;張平;楊建新;丁文江;顏文輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);中條山有色金屬集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/041
• 分類號(hào): B22D11/041;B22D11/055
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種合金技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，具體是一種用于鎂合金垂直連鑄的方坯結(jié)晶器機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

連鑄具有改善合金性能、降低合金制備成本、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，而鎂合金的制備成本高是限制鎂合金工業(yè)應(yīng)用一個(gè)因素，因此鎂合金連鑄正成為鎂合金研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。結(jié)晶器被稱為連鑄設(shè)備心臟是決定連鑄鑄坯質(zhì)量的一個(gè)最重要的因素。常見的結(jié)晶器分為圓形和方形兩種。圓形結(jié)晶器和方形結(jié)晶器的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)是無論一次冷卻還是二次冷卻都可以達(dá)到對(duì)稱均勻冷卻，所以可以減少連鑄的裂紋缺陷，而方坯結(jié)晶器容易在角部產(chǎn)生角裂紋。但是由于目前對(duì)鎂合金板材的需求量不斷的增加，所以方坯結(jié)晶器開發(fā)也是鎂合金連鑄過程中一個(gè)重點(diǎn)，為了提高方形鑄坯質(zhì)量，如何達(dá)到均勻冷卻是方形連鑄結(jié)晶器一個(gè)必須解決問題。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前主要是水平連鑄的方坯結(jié)晶器，比如中國(guó)公開號(hào)為：CN2151822，名稱為：水平連鑄小坯結(jié)晶器，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)明了一種水平連鑄小方坯結(jié)晶器設(shè)備。采用將圓分離環(huán)壓入結(jié)晶器內(nèi)方銅套的圓內(nèi)孔中，在內(nèi)方銅套外周設(shè)置了若干片肋片肋征，使之形成外邊輪廓線為圓柱形，內(nèi)邊輪廓線為正方形的肋片式水縫；肋片外輪廓線加工成圓柱形的直徑和原有同類管式圓坯結(jié)晶器的隔水套的內(nèi)圓直徑相配合。該類結(jié)晶器相對(duì)使用方分離環(huán)成本有所降低，加工難度也有所下降。但是這種結(jié)晶器仍然存在圓分離環(huán)而且存在內(nèi)外套，并沒有實(shí)質(zhì)性的降低結(jié)晶器價(jià)格和加工難度，而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用肋片式水縫通冷卻水容易引起湍流而造成一次冷卻不均。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于鎂合金垂直連鑄的方坯結(jié)晶器機(jī)構(gòu)，使其解決了現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金連鑄方坯結(jié)晶器四個(gè)角部冷卻快而其它部位冷卻較慢而形成冷卻不均，以及結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高的缺點(diǎn)。本發(fā)明是一種可以通過普通鑄造方法制備的垂直連鑄方坯結(jié)晶器，而且通過特殊二次冷卻出水口保證鑄坯二次冷卻均勻。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：結(jié)晶器主體、可拆卸堵頭、框板、進(jìn)水口、結(jié)晶器內(nèi)表面金屬鍍層。結(jié)晶器主體整體輪廓是一個(gè)長(zhǎng)方體，在內(nèi)部加工一個(gè)同軸的長(zhǎng)方體空心體，空心體的四個(gè)角圓角過渡，在結(jié)晶器主體的四個(gè)壁內(nèi)部加工有一個(gè)上水平通水道、一個(gè)下水平通水道和若干垂直通水道，三種通水道相互交叉形成均勻分布并橫向聯(lián)通的“口”型的圓形通道。沿著下側(cè)水平通道底部以一定的角度加工若干二次冷卻水出口，而且二次出水口直徑從每個(gè)面中間向角部逐漸遞減。在結(jié)晶器主體橫截面中間設(shè)有框板，上側(cè)設(shè)有四個(gè)進(jìn)水口，其余和外表面相通的通水道口用可拆卸堵頭堵死。為了防止鎂合金連鑄過程中熔體和結(jié)晶器主體發(fā)生反應(yīng)，在內(nèi)表面鍍有一層金屬鍍層。

所有的二次冷卻水出口中軸線和結(jié)晶器的中軸線夾角相同，范圍在30°到60°之間。

本發(fā)明采用鋁合金制備結(jié)晶器主體，采用四個(gè)進(jìn)水口是為了穩(wěn)定內(nèi)部水流不會(huì)形成湍流以及二次出水口的水流量穩(wěn)定，框板起到對(duì)結(jié)晶器主體的定位作用。本發(fā)明設(shè)備的核心在于結(jié)晶器主體內(nèi)部四壁“口”型圓形通道以及二次出水口直徑從每個(gè)面中間向角部逐漸遞減的設(shè)計(jì)以保證二次冷卻均勻。在連鑄的過程中，通過相互聯(lián)通的“口”型圓形通道保證結(jié)晶器內(nèi)部水流不形成湍流從而可以保證連鑄一次冷卻相對(duì)均勻，通過二次出水口的直徑從中間到角部由大到小的分布獲得中間二次冷卻水比角部二次冷卻水大，以調(diào)整連鑄方坯中間和角部的冷卻速度從而保證二次冷卻均勻，因此可以獲得沒有缺陷的高質(zhì)量方坯。而且該結(jié)晶器沒有采用內(nèi)外套和分離環(huán)等零件，因此可以通過普通鑄造方式制造該結(jié)晶器。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用低成本普通鑄造方法制造，二次冷卻均勻，生產(chǎn)效率高并且生產(chǎn)鑄坯質(zhì)量高，實(shí)用面廣，可以用于鋼材，鋁合金，鎂合金等不同材料連鑄。

附圖說明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為圖1所示A-A剖面示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括結(jié)晶器主體1、可拆卸堵頭2、框板3、進(jìn)水口4、上水平通水道5、垂直通水道6，下水平通道7、二次冷卻水出口8。

所述的結(jié)晶器主體1，整體外形是一個(gè)長(zhǎng)方體，其內(nèi)部設(shè)有一個(gè)同軸的長(zhǎng)方體空心體，空心體的四個(gè)角采用圓角過渡，內(nèi)表面鍍有金屬鍍層，其中兩個(gè)平行的上水平通水道5兩端連有四個(gè)進(jìn)水口，在沒有進(jìn)水口的兩側(cè)(結(jié)晶器主體1兩個(gè)平行側(cè)面其中之一)安裝定位框板3。