[發明專利]模擬氣膜連鑄結晶器實驗裝置

有效

• 申請號: 201010202667.1
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101850405A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 于赟;李小平;雷衛寧
• 申請（專利權）人: 江蘇技術師范學院
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;G09B25/02
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 林倩

技術領域

本發明涉及模擬氣膜連鑄結晶器實驗裝置。

背景技術

?氣膜連續鑄造工藝是上世紀80年代發展起來的鋁合金連鑄技術，其特征是在凝固殼和石墨環之間引入均勻連續的氣膜，減少了結晶器傳熱和鑄錠表層的偏析層厚度；避免了鑄錠和凝固殼之間的摩擦，消除鑄錠表面產生橫向裂紋和偏析瘤，提高了擠壓型材質量。國內很多高校和科研機構對氣膜連鑄技術進行了研究，例如中國專利號是02217978．X的實用新型專利說明書公開的金屬軟接觸氣膜連鑄復合結晶器，中國專利申請號200410093138．7發明專利申請公開說明書公開的鋁合金氣膜連續鑄造結晶器，以此開發具有國產化的氣膜連鑄技術和裝備。作為氣膜連鑄技術的關鍵技術之一的氣膜結晶器的設計，涉及到氣膜的形成條件和傳熱機制等基礎理論，有研究人員提出，結晶器的高度L在理論上滿足下式：

?

上式中，σ為澆注液體的表面張力，ρ為澆注液體的比重，g為重力加速度，d為結晶器的直徑，a為修正值。

?但由于沒有實驗裝置，無法從實驗室得到驗證，也無法應用到實際生產中。

發明內容

本發明的目的在于提出一種可直接觀察氣膜形成過程和為研究提供數據的模擬氣膜連鑄結晶器實驗裝置。

為達到上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種模擬氣膜連鑄結晶器實驗裝置，具有底架、塑料薄膜袋以及放置在底架上的透明模擬結晶器圓筒和覆蓋在模擬結晶器圓筒上的模擬結晶器蓋板，在模擬結晶器圓筒的頂面上設有通向模擬結晶器圓筒內腔的氣流通道，氣流通道包括環形氣槽和均勻分布的徑向氣槽，模擬結晶器圓筒的筒壁上設有通向環形槽的進氣孔和若干處于不同高度的通向模擬結晶器圓筒內腔的測壓通道，進氣孔連接一氣體流量調節閥，每測壓通道連接一測壓儀器，所述塑料薄膜袋通過模擬結晶器蓋板的中心孔伸入模擬結晶器圓筒內，在塑料薄膜袋內注入液體，撐開的塑料薄膜袋接觸到模擬結晶器圓筒的內壁，底架中間具有用于支撐灌滿液體的塑料薄膜袋的底座。

所述塑料薄膜袋位于最低一個測壓通道下部的部分為塑料薄膜袋的底部，塑料薄膜袋底部以上部位的用料是保鮮薄膜。

所述模擬結晶器圓筒的環形氣槽的截面積是所有徑向進氣孔總面積的1倍。

所述測壓儀器是U形測壓管。

本發明具有如下積極效果：1、本發明利用塑料薄膜模擬凝固殼和金屬液體的表面張力，可直接觀察氣膜形成過程，為結晶器的研究和連鑄課程的教學帶來便利。2、本裝置結構簡單、成本低、操作方便。3、為結晶器高度L的選擇公式的驗證提供實驗裝置，給研究提供數據。?

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發明的結構示圖。

具體實施方式

實施例1

附圖所示的模擬氣膜連鑄結晶器實驗裝置，具有底架1、塑料薄膜袋5以及由有機玻璃制成的透明模擬結晶器圓筒2，模擬結晶器圓筒2的頂部覆蓋有有機玻璃制成的模擬結晶器蓋板9。模擬結晶器圓筒2放置在所述底架1上由底架1支撐，在模擬結晶器圓筒2的頂面上設有通向模擬結晶器圓筒腔的氣流通道6，氣流通道6包括環形氣槽6-1和均勻分布的徑向氣槽6-2，環形氣槽6-1的截面積是所有徑向進氣孔6-2總面積的1倍，本實施例環形氣槽6-1的截面積為1x1平方毫米，徑向氣槽6-2為60個，以保證各個氣槽進入結晶器的氣體的壓力和流量的均勻。模擬結晶器圓筒2的壁上設有通向環形槽6-1的徑向進氣孔和若干處于不同高度的通向模擬結晶器圓筒內腔的測壓通道10，進氣孔內設有進氣管8，進氣管8上連接有氣體流量調節閥7，每測壓通道10通過管道連接一U形測壓管。所述塑料薄膜袋5通過模擬結晶器蓋板9的中心孔伸入模擬結晶器圓筒2內，所述塑料薄膜袋5位于最低一個測壓通道下部的部分為塑料薄膜袋的底部，塑料薄膜袋在保證強度的情況下，越薄越好，考慮到成本，本發明的塑料薄膜袋底部以上部位的用料是保鮮薄膜，為加強塑料薄膜袋的強度，底部的用料可以厚于上部的用料。在塑料薄膜袋5內注入液體4，撐開的塑料薄膜袋5觸及模擬結晶器圓筒2的內壁，底架1中間具有用于支撐灌滿液體的塑料薄膜袋5的底座11。上述向塑料薄膜袋5內注入的液體4模擬金屬液體，利用塑料薄膜模擬凝固殼和金屬液體的表面張力。