[發明專利]一種多金屬階梯型復合鑄造裝置及方法

有效

• 申請號: 201711040039.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107812904B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 韓星;楊英春;遲洋波;吳楠;李東洋;劉超;張文華;孫巍;李鵬偉
• 申請（專利權）人: 遼寧忠旺集團有限公司
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D19/16;B22D11/055;B22D11/041
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

1.一種多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，包括相互對應的組合階梯式結晶器、階梯冷卻板、熱頂和引錠，組合階梯式結晶器從上到下由組合階梯式的初始冷卻水箱、多個側面冷卻水箱和終端冷卻水箱組成，初始冷卻水箱、多個側面冷卻水箱和終端冷卻水箱上均連接有對應的熱頂，階梯冷卻板一端與初始冷卻水箱、多個側面冷卻水箱和終端冷卻水箱對應連接，另一端與對應的熱頂連接，階梯冷卻板將組合階梯式結晶器分隔為若干個熔體腔，引錠安裝在對應的熔體腔正下方，各熔體腔均設有分流板，熔體腔整體在豎直方向呈階梯式分布，所述側面冷卻水箱的個數為4個，組合階梯式結晶器從上到下依次為初始冷卻水箱、第一側面冷卻水箱、第二側面冷卻水箱、第三側面冷卻水箱、第四側面冷卻水箱和終端冷卻水箱，初始冷卻水箱、第一側面冷卻水箱、第二側面冷卻水箱、第三側面冷卻水箱和第四側面冷卻水箱上方分別連接熱頂、第一熱頂、第二熱頂、第三熱頂和第四熱頂，階梯冷卻板從上到下依次為初始冷卻板、第一冷卻板、第二冷卻板、第三冷卻板和終端冷卻板，初始冷卻板和第一冷卻板之間為第一熔體腔，第一熔體腔正下方為第一引錠，第一冷卻板和第二冷卻板之間為第二熔體腔，第二熔體腔正下方為第二引錠，第二冷卻板和第三冷卻板之間為第三熔體腔，第三熔體腔正下方為第三引錠，第三冷卻板和終端冷卻板之間為第四熔體腔，第四熔體腔正下方為第四引錠。

2.如權利要求1所述的多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，所述引錠為組合式結構，根據熔體腔橫截面尺寸分為四部分，四個熔體腔在豎直方向上進行上下調節。

3.如權利要求2所述的多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，所述熱頂的材質為中耐一號，分為上下兩部分，下半部分與熔體腔連接，進入熔體腔2~5mm，上半部分為供流口，熱頂與熔體腔之間墊有耐火氈。

4.如權利要求3所述的多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，所述側面冷卻水箱上的階梯冷卻板由高純石墨板、銅套和護罩組成，銅套上設有冷卻水腔、進水口和出水口，冷卻水腔通過出水口和進水口與外界的冷卻裝置連通，高純石墨板鑲在銅套一側，護罩材質為中耐一號，護罩與銅套之間墊有耐火氈。

5.如權利要求4所述的多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，所述側面冷卻水箱位置能上下調節。

6.如權利要求4所述的多金屬階梯型復合鑄造裝置，其特征在于，初始冷卻板包括初始冷卻石墨板，第一冷卻板包括第一石墨板、第一銅套和第一護罩，第二冷卻板包括第二石墨板、第二銅套和第二護罩，第三冷卻板包括第三石墨板、第三銅套和第三護罩，終端冷卻板包括終端冷卻石墨板，第一銅套、第二銅套和第三銅套上均設有對應的冷卻水腔、進水口和出水口，冷卻水腔通過出水口和進水口與外界的冷卻裝置連通，第一石墨板、第二石墨板和第三石墨板均鑲在對應銅套一側。

7.一種如權利要求6所述的裝置進行多金屬階梯型復合鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、將待復合的四種合金分別熔煉、精煉、靜置，其中作為復合鑄錠第一層的合金稱為第一合金，第二層的合金稱為第二合金，第三層的合金稱為第三合金，第四層的合金稱為第四合金，四種合金的凝固順序決定側面冷卻水箱和引錠各部分的高低位置，先凝固的液態合金對應的側面冷卻水箱和引錠位置較高，反之較低；

B、向初始冷卻水箱、四個側面冷卻水箱和終端冷卻水箱以及銅套中冷卻水腔中通入冷卻水至水流穩定；

C、將第一液態合金澆入第一熔體腔，使第一液態合金液面升至離熱頂頂端20mm，保持5s后，將第二液態合金澆入第二熔體腔，當第二液態合金液面升至離熱頂頂端20mm時，啟動引錠向下運行，同時將第三液態合金澆入第三熔體腔，使第三液態合金液面升至離熱頂頂端30mm，等待5s后將將第四液態合金澆入第四熔體腔，使第四液態合金液面升至離熱頂頂端40mm；

D、鑄造時持續供流，保持各個合金液面高度穩定，直至鑄造過程結束，其中在鑄造過程中，任何一個液態合金液面發生明顯波動時，應立刻停止供流，鑄造過程中斷，當其中一個液面明顯上升時，表明該層合金未正常下降，當中間層液面明顯下降時，表明發生混流，當外層液面明顯下降時，表明發生漏鋁。

8.如權利要求7所述的多金屬階梯型復合鑄造方法，其特征在于，液態合金澆注溫度為710~860℃，鑄造速度為30~200mm/min，初始冷卻水箱內每米冷卻板的冷卻水量為40~200L/min，第一冷卻板冷卻水腔內每米冷卻板的冷卻水量為30~80L/min，第二冷卻板冷卻水腔內每米冷卻板的冷卻水量為30~60L/min，第三冷卻板冷卻水腔內每米冷卻板的冷卻水量為10~50L/min，終端冷卻水箱內每米冷卻板的冷卻水量為50~100L/min。