[實用新型]鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器

有效

• 申請號: 201420218281.3
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203917841U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 郭世杰;長海博文;劉金炎;薛冠霞
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/055;B22D11/07
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術領域

本實用新型涉及一種鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器，屬于鋁合金半連續鑄造技術領域。

背景技術

目前常規的鋁合金鑄錠形狀多為圓形或矩形，圓鑄錠主要用于后續擠壓成各種形狀的型材，扁鑄錠即矩形鑄錠主要用于軋制成所需厚度的板、帶、箔材。近終形鋁合金鑄錠形狀不同于常規的鋁合金圓鑄錠或扁鑄錠，它主要是根據后續產品的形狀來設計鑄錠的外形尺寸，然后采用低成本半連續鑄造的方式制備出形狀尺寸與最終產品外形接近的近終形鋁合金鑄錠，供后續直接鍛造出鋁合金產品。

結晶器是制備鋁合金錠坯的關鍵和主要設備，它往往由金屬組成一件內部存放冷卻循環水的密閉箱體來提供液態金屬的冷卻并約束其凝固成型。在鑄錠制備開始階段，引錠底座與結晶器構成一個底部封閉的空間。鑄造開始后，液態金屬流入結晶器內部并保持一定高度，結晶器通入一定量的冷卻循環水。在冷卻水的作用下，液態金屬與結晶器內壁接觸并逐漸凝固成一薄層凝固殼，隨著引錠底座的下移，整個鑄錠逐漸接觸到結晶器內部的冷卻水并在冷卻水的作用下逐漸凝固成型。因此，結晶器不僅起著冷卻金屬鑄錠，使其凝固成型，同時它還起著約束液態金屬，使整個鑄錠順利凝固成需要形狀的作用。由此可見，鑄錠形狀尺寸的差異以及表面質量的好壞，其約束成型的鑄造結晶器設計起到至關重要的作用。

隨著鋁加工材產品質量要求的不斷提高，鋁合金結晶器經歷了銅板結晶器、矮槽結晶器、熱頂結晶器以及后續先進的氣滑結晶器和低液位鑄造結晶器的發展階段，這些先進結晶器的投入使用為鋁合金鑄錠質量帶來了革命性影響，不僅使鑄錠內部冶金質量顯著提高，而且鑄錠表面質量更是實現了飛躍式進步，鑄錠偏析層厚度降低，銑面量減少，綜合生產效率顯著提高。

然而，目前鋁合金鑄造結晶器主要以制備圓鑄錠和扁鑄錠為主，未見能夠鑄造不規則鑄錠形狀的結晶器結構及組成相關報道。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器，根據后續熱變形產品外形要求，設計鋁合金鑄錠截面形狀尺寸，進而制備形狀不規則的鋁合金錠坯并保證錠坯表面質量和偏析層厚度要求，從而滿足后續熱加工變形直接制備產品的需要。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器，特點是：包括結晶器本體和保溫熱頂，保溫熱頂置于結晶器本體之上，在保溫熱頂與結晶器本體之間設有油氣分配環，油氣分配環上沿周向均勻分布有注氣孔和注油孔，所述結晶器本體包括冷卻水腔體以及與水腔相連通的噴水結構，噴水結構呈非等寬式水縫結構，使沿結晶器周向冷卻水流量非等值分布。

進一步地，上述的鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器 ，所述冷卻水腔體內設有分水器。

更進一步地，上述的鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器 ，所述注油孔的寬度為0～2.5mm，高度為0～1.6mm，相鄰兩注油孔的間距為1～5mm。

更進一步地，上述的鋁合金近終形鑄錠用半連續鑄造結晶器 ，所述注氣孔的寬度為0～3.9mm，高度為0～2.8mm，相鄰兩注氣孔的間距為1～6mm。

本實用新型技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

①保溫熱頂布置于結晶器本體上方，起保持熔體溫度、增加熔體流動性、提高金屬補縮能力的作用；不僅能夠約束液態金屬，使其凝固成所需要的鑄錠形狀，而且能夠確保鑄錠表面光滑、質量一致，滿足鑄錠后續熱成型的尺寸要求；

②采用非等寬式水縫，實現沿鑄錠周邊依靠水縫寬度調節冷卻水流量值，實現冷卻水流量沿鑄錠周邊呈非等值分配；根據冷卻水流量的非等值分布來控制近終形鑄錠整體的冷卻強度和凝固收縮趨勢，進而實現順利鑄造成型；

③油氣分配環起到提高鑄錠表面質量的作用，壓縮空氣和潤滑油分別通過注氣孔和注油孔進入，其中壓縮空氣與熔體壓力形成動態平衡，在保溫熱頂下沿推動金屬熔體，使其形成彎月面，降低金屬溶體對結晶器內襯的靜壓力，潤滑油經出油孔后在結晶器內壁形成一薄層潤滑油膜，起到連續潤滑結晶器內表面，降低鑄錠表面與結晶器間摩擦力的作用；采用此結晶器制備的錠坯，鑄錠成型情況穩定，表面光滑，無拉痕、裂口等缺陷。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明：

圖1：本實用新型的剖視示意圖；

圖2：本實用新型的俯視示意圖。

具體實施方式