[發明專利]一種生產鋁合金空心鑄錠的設備及其使用方法

有效

• 申請號: 201210255198.9
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102806323A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 張海濤;崔建忠;秦克
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，包括芯模（1），結晶器（2），支架（3），引錠（4），其中芯模（1）位于結晶器（2）中心，并且芯模（1）與結晶器（2）同心，設置在結晶器（2）上的支架（3）用于支撐芯模（1），引錠（4）設置在芯模（1）下部，芯模（1）與結晶器（2）中間的空間為型腔（5），其特征在于所述的芯模（1）設計成上大下小的錐度，其錐度大小為1o～30o，芯模（1）中設置冷卻系統和潤滑系統，所述的結晶器（2）的鋁套內的水腔（25）中設置線圈（24），并且結晶器（2）上設置有分流器（26）和擋塊（27）。

2.?根據權利要求1所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的芯模（1）的冷卻系統包括入水管（11），出水管（12），轉接器（13），芯模水腔（111），水道（112），其中入水管（11）連接芯模水腔（111），芯模水腔通過水道（112）連接到轉接器（13），轉接器（13）連接出水管（12）。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的水道（112）由水道導磁材料部分（19）和水道不銹鋼部分（110）組成。

4.根據權利要求1所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的潤滑系統包括入油管（14），油蓋（15），銅套（16），油腔（113），油孔（114），其中入油管（14）連接到油腔（113），油腔（113）上設置有油蓋（15），設置在油腔（113）中的油孔（114）與銅套（16）外壁連接。

5.根據權利要求1或權利要求4所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的銅套（16）的材質為紫銅或銅鉻合金。

6.根據權利要求1所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的結晶器（2）包括熱頂（21），鋁套（22），石墨環（23），線圈（24），水腔（25），分流器（26），擋塊（27），流道（31），其中熱頂（21）與石墨環（23）連接，水腔（25）設置在鋁套（22）內部，水腔（25）內設置有線圈（24），在流道（31）與分流器（26）中間設置有擋塊（27）。

7.根據權利要求1或權利要求6所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的線圈（24）的材質為耐水耐壓扁銅線，24）產生的磁場作用產生流動，其流動方向受到水道導磁材料部分（19）與液面的相對位置影響；當出水道導磁材料部分（19）高于熔體液面時，熔體流動方向為沿石墨環向下，經過凝固前沿，最后沿銅套向上，水道導磁材料部分（19）低于熔體液面時，熔體流動方向相反。

8.根據權利要求1或權利要求6所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備，其特征在于所述的分流器（26）上設置有分流孔（28）。

9.權利要求1所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備的使用方法，其特征在于按如下步驟進行：鑄造前將線圈（24）通以低頻交流電，產生低頻電磁場，電磁場頻率5～45Hz，電磁場強度5000At～50000At，然后將熔體（32）澆注到流道（31）中，熔體（32）在進入分流器（26）前接觸分流器（26）入口處的擋塊（27），熔體（32）被擋塊（27）擋住后沿周向通過分流器（26）的分流孔（28）被均勻地分配到型腔（5）內，型腔（5）內上部分由熱頂（21）儲存熔體（32），下部分由結晶器（2）的石墨環（23）和冷卻系統將液態合金凝固為空心鑄錠（36），澆注溫度710～900℃，鑄造速度50～300mm/min，結晶器水流量為50-300l/（min·m）,芯模水流量為10-100?l/（min·m），冷卻過程中通過設計的潤滑系統進一步防止鑄造過程中的抱芯與拉漏現象，同時通過調整芯模（1）的高度，達到控制芯模出口（115）與液穴根部（35）距離為小于芯模（1）總高度的二分之一，當液穴根部（35）高于芯模出口（115）的距離為二分之一芯模高度時，抱芯將發生；當液穴根部（35）低于芯模出口（115）的距離為二分之一芯模高度時，拉漏將發生，所述的芯模出口（115）與液穴根部（35）距離最佳為小于芯模（1）總高度的四分之一。

10.根據權利要求9所述的一種生產鋁合金空心鑄錠的設備的使用方法，采用同水平澆注多根鑄造的方式，當熔體（32）通過流道（31）進入分流器（26）時，熔體（32）被擋塊（27）擋住后沿周向進入分流器（26）中，進入分流器（26）后熔體（32）通過分流孔（28）被均勻地分配到型腔（5）內。