專利名稱：鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金行業(yè)的連鑄設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說，是一種鋁合金 方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。
技術(shù)背景鋁合金棒材根據(jù)鑄成形狀可分類為圓錠和方錠，鋁合金棒材鑄造的歷史上，20世紀(jì)90年代前圓錠和方錠的鑄造裝置都是非同水平鑄造的方式。由于 圓錠的工程學(xué)特性，20世紀(jì)90年代初鑄造業(yè)首先實現(xiàn)了同水平鑄造，接著再 實現(xiàn)了同水平熱頂鑄造，然后又很快實現(xiàn)了當(dāng)前通行的圓錠密布同水平熱頂 鑄造形式。這種形式在鑄成圓錠的綜合工藝品質(zhì)上和鑄造效率上的巨大優(yōu)勢 迅速成為鑄造業(yè)者的共識。而同一時期老式落后的鋁合金方錠非同水平鑄造形式卻一直不能得到突 破，如圖2所示，這種方錠的鑄造裝置由結(jié)晶器13形成結(jié)晶帶，通過配置浮 漂漏斗15控制液面，結(jié)合外圍傳動裝置構(gòu)成鋁合金方錠的鑄造系統(tǒng)。該系統(tǒng) 中完成其主體結(jié)晶的鑄造裝置結(jié)晶器13，通常是由8_--10mm鋁板，用折邊方 式折成方形，再外圍配以循環(huán)的冷卻水5構(gòu)成。鑄造過程中，結(jié)晶器13裝在 模臺上，結(jié)晶器13的上部設(shè)有導(dǎo)流作用的管14和用來控制液面的浮漂漏斗 15，結(jié)晶器13的下部設(shè)有引錠頭9，引錠頭9裝在引錠座10上。鑄造前，把 模臺和引錠座IO安上鑄造井，然后升上引錠頭9，使其進入結(jié)晶器13內(nèi)形成 鑄模；鑄造時，金屬鋁液1通過浮漂漏斗15流入結(jié)晶器13中，經(jīng)冷卻水5 的冷卻，引錠頭9以一定速度向鑄造井下方移動，將結(jié)晶器13內(nèi)冷卻成形的 鑄錠拉出，達到一定長度時停止供金屬鋁液1和冷卻水5，翻開模臺吊出方形 鑄錠8。這種非同水平鋁合金方錠鑄造的最大缺點是鑄造液面會有落差問題的 存在，當(dāng)同水平輸送分配裝置2中的金屬鋁液1從管14中流出，流經(jīng)浮漂漏 斗15時會產(chǎn)生紊流現(xiàn)象，在此過程中鋁液產(chǎn)生翻滾，并且高溫鋁液與大量空 氣接觸造成氧化鋁膜二次夾雜和含氫量的增加，從而大大降低了鋁液的品質(zhì); 其產(chǎn)生的結(jié)晶帶高度一般會在120mm以上，過高的結(jié)晶帶導(dǎo)致結(jié)晶時間加長， 二次冷卻不能及時跟上等問題的出現(xiàn)，這些原因促使鑄成的鋁錠晶粒粗大、 均勻度降低，并難以避免有大量鑄造冷隔的存在。另外在鑄造過程中也不能很好的控制結(jié)晶器內(nèi)金屬液面的水平。液面過低會造成鑄錠表面形成冷隔，嚴(yán)重時會產(chǎn)生漏鋁；過高又會加重鑄錠表面偏折瘤的深度，極易造成鑄錠表 面拉痕甚至拉裂。由于采用浮漂漏斗會占用鑄錠的鑄造液面，導(dǎo)致120mm以 下寬度的小型方錠在鑄造中難度很大。而且這種裝置的引錠配合性較差，容 易發(fā)生引錠頭9直接撞擊破壞結(jié)晶器13的情況。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于改變傳統(tǒng)的鋁合金方錠非同水平的鑄造方式，提 供一種能在鋁合金熔體出爐——凈化——輸送——鑄造階段實施密布同水平 熱頂鑄造工藝的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，突破性地提升鋁合金 方錠鑄造的工藝品質(zhì)，大大提升生產(chǎn)效率。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置， 包括結(jié)晶器和結(jié)晶器下部對應(yīng)的裝在引錠座10上的引錠頭9,所述結(jié)晶器是 由保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3、結(jié)晶器上套6和結(jié)晶器下套7組成；保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3、 結(jié)晶器上套6和結(jié)晶器下套7從上至下依次相連，與引錠頭9構(gòu)成一個貯液 空腔。作為一種改進，所述結(jié)晶器的保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3包括基座和導(dǎo)流管，導(dǎo) 流管上至少設(shè)有一個以上的導(dǎo)流孔，可根據(jù)所鑄方錠截面形狀的需要確定數(shù) 量和大小。作為一種改進，所述導(dǎo)流孔的下端具有形狀為上小下大的喇叭形的擴口。 作為一種改進，所述導(dǎo)流孔的截面開口形狀為方形，與所鑄方錠的截面 形狀相應(yīng)。作為一種改進，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器上套6中設(shè)有冷卻水平衡管4;所述冷卻水平衡管4相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔。 作為一種改進，所述冷卻水平衡管4沿整個結(jié)晶器上套6的周向延伸。 作為一種改進，所述冷卻水平衡管4的截面形狀為圓形。 作為一種改進，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器下套7為法蘭型式，其內(nèi)輪廓與引錠頭9的外輪廓相配，起到定位作用。作為一種改進，所述結(jié)晶器下套7設(shè)有與結(jié)晶器內(nèi)部相通的排水槽11。 作為一種改進，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器上套6為鍛打紫銅材料拼裝而成，具有良好的導(dǎo)熱性能。本實用新型以鋁合金方錠熱頂鑄造結(jié)晶器為核心工作部件，配套由耐火材料制成的鋁合金熔體同水平輸送分配裝置2和冷卻水組裝分布裝置12，輔以密布鑄造的設(shè)計，再結(jié)合外圍的鑄造引錠傳動裝置，構(gòu)成本實用新型的鋁 合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。由于本實用新型裝置中的鋁合金熔體的連續(xù)輸送是在同一水平面上的流 動，和空氣接觸的面積降到了最小，表面的氧化鋁膜不會連續(xù)遭到破壞，最 大限度地避免了鑄造過程的二次夾雜；本實用新型裝置還能消除鑄造時液面 有落差所產(chǎn)生的負(fù)面影響，鑄成的鑄錠晶粒細(xì)化，材料均質(zhì)化，消除了常見 的鑄造冷隔，避免了以往非同水平鑄造工藝所產(chǎn)生的氧化物雜質(zhì)及氫元素的 二次污染。本實用新型裝置中的鑄前引錠改進為分兩級的引導(dǎo)定位結(jié)晶器 下套7的初步引導(dǎo)定位和引錠頭9再順滑道滑入的準(zhǔn)確定位，安全且效率高， 可實現(xiàn)自動化操作，再輔以密布鑄造的設(shè)計，能大大提高鑄造產(chǎn)量。

圖1是本實用新型鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖2是傳統(tǒng)的鋁合金方錠鑄造裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖中1金屬鋁液、2同水平輸送分配裝置、3保溫?zé)犴攲?dǎo)流管、4冷卻 水平衡管、5冷卻水、6結(jié)晶器上套、7結(jié)晶器下套、8方形鑄錠、9引錠頭、 IO引錠座、ll排水槽、12冷卻水組裝分布裝置、13結(jié)晶器、14管、15浮漂 漏斗。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)的描述-如圖1所示，本實用新型鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置包括結(jié)晶 器和和結(jié)晶器下部對應(yīng)的裝在引錠座10上的引錠頭9，所述結(jié)晶器是由保溫 熱頂導(dǎo)流管3、結(jié)晶器上套6和結(jié)晶器下套7組成，保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3、結(jié)晶 器上套6和結(jié)晶器下套7從上至下依次相連，與引錠頭9可共同構(gòu)成一個貯 液空腔，即是在鑄造前引錠頭9進入結(jié)晶器內(nèi)時形成的鑄模型腔。結(jié)晶器的 保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3呈寶蓋形，包括基座和導(dǎo)流管，在導(dǎo)流管中至少設(shè)有一個 以上的導(dǎo)流孔，可以根據(jù)所鑄方錠截面形狀確定導(dǎo)流孔的數(shù)量和尺寸作均勻 排布，實現(xiàn)平均分配金屬鋁液1的目的。在本實施例中，導(dǎo)流孔是一個開在 保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3中心部位的方形孔，其橫截面形狀與所鑄方錠的截面形狀 相似，尺寸略小；導(dǎo)流孔下端具有一個形狀為上小下大的喇叭形的擴口，這 種擴口能更利于液體的分流。結(jié)晶器上套6采用材質(zhì)為40 70X40 70mm鍛 打紫銅材料拼裝加工而成，其內(nèi)部設(shè)有一圈沿整個結(jié)晶器上套6周向延伸環(huán) 繞的冷卻水平衡管4，冷卻水平衡管4的截面形狀為圓形，相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔，冷卻水進水孔和冷卻水出水孔根據(jù)冷 卻水的流量計算得出并均勻分布在四周。由于紫銅的傳導(dǎo)熱性能大大優(yōu)于傳 統(tǒng)所采用的鋁材，加上合理分布的水流通道，保證了同水平方錠熱頂鑄造工藝中的一次結(jié)晶冷卻區(qū)的熱量充分傳導(dǎo)；結(jié)晶器下套7采用傳統(tǒng)的鍛鋁材質(zhì) 制造，節(jié)省了制造成本；結(jié)晶器下套7的外形為法蘭型式，其內(nèi)輪廓與引錠 頭9的外輪廓相配，在引錠頭9上升進入結(jié)晶器內(nèi)的過程中起初步定位作用， 也避免昂貴的結(jié)晶器上套6被引錠頭9直接撞擊。結(jié)晶器下套7設(shè)有與結(jié)晶 器內(nèi)部相通的排水槽11，合理排布的排水槽11保證了二次冷卻區(qū)水簾的充分 均勻。結(jié)晶器和外圍配套的同水平輸送分配裝置2、冷卻水組裝分布裝置12， 以及帶動引錠座IO作上下運動的鑄造引錠傳動裝置， 一起構(gòu)成了本實用新型 的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。本實用新型鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的工作過程先將密布 鑄造設(shè)計的引錠頭9 一起安裝到引錠座10上，通過鑄造引錠傳動裝置使引錠 座10帶著引錠頭9一起上升，引錠頭9先與結(jié)晶器下套7進行初步定位，然 后順著滑道準(zhǔn)確滑入，定位于各自的結(jié)晶器內(nèi)部當(dāng)中，此時引錠頭9與結(jié)晶 器形成了一個鑄模空腔。冶煉好的金屬鋁液1通過流槽輸送到由耐火材料制 成的同水平輸送分配裝置2中，經(jīng)保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3中的導(dǎo)流孔均勻地分配 流入結(jié)晶器內(nèi)部的鑄?？涨?，這階段金屬鋁液1在保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3處能得 到良好的保溫，降溫很少。隨后引錠頭9開始以一定的速度逐漸下移，形成 第一次快速冷卻的結(jié)晶。冷卻水組裝分布裝置12圍繞著結(jié)晶器上套6并連通， 冷卻水5連續(xù)不斷地從結(jié)晶器上套6中的冷卻水進水孔流入相連的冷卻水平 衡管4中，通過循環(huán)不停地帶走熱量并由冷卻水出水孔中排出，排出的冷卻 水5通過結(jié)晶器下套7上的排水槽11，又形成第二次強制冷卻區(qū)所需的水簾。 這階段結(jié)晶速度隨引錠頭9的下移加快，形成連續(xù)鑄造，最終生成所需要的 方形鑄錠8。最后，還要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。 顯然，本實用新型還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新 型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護 范圍。
權(quán)利要求1、一種鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，包括結(jié)晶器和結(jié)晶器下部對應(yīng)的裝在引錠座(10)上的引錠頭(9)，其特征在于，所述結(jié)晶器是由保溫?zé)犴攲?dǎo)流管(3)、結(jié)晶器上套(6)和結(jié)晶器下套(7)組成；保溫?zé)犴攲?dǎo)流管(3)、結(jié)晶器上套(6)和結(jié)晶器下套(7)從上至下依次相連，與引錠頭(9)構(gòu)成一個貯液空腔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述結(jié)晶器的保溫?zé)犴攲?dǎo)流管(3)包括基座和導(dǎo)流管，在導(dǎo)流管中 至少設(shè)有一個以上的導(dǎo)流孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述導(dǎo)流孔的下端具有形狀為上小下大的喇叭形的擴口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述導(dǎo)流孔的截面開口形狀為方形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器上套(2)中設(shè)有冷卻水平衡管(4);所述冷卻 水平衡管(4)相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述冷卻水平衡管(4)沿整個結(jié)晶器上套(6)周向延伸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述冷卻水平衡管(4)的截面形狀為圓形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器下套(7)為法蘭型式，其內(nèi)輪廓與引錠頭(9) 的外輪廓相匹配。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在 于，所述結(jié)晶器下套(7)設(shè)有與結(jié)晶器內(nèi)部相通的排水槽。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝 置，其特征在于，所述結(jié)晶器的結(jié)晶器上套(6)為鍛打紫銅材料拼裝而 成。
專利摘要本實用新型涉及冶金行業(yè)的連鑄設(shè)備領(lǐng)域，旨在提供一種鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。該裝置包括結(jié)晶器和結(jié)晶器下部對應(yīng)的裝在引錠座10上的引錠頭9，所述結(jié)晶器是由保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3、結(jié)晶器上套6和結(jié)晶器下套7組成；保溫?zé)犴攲?dǎo)流管3、結(jié)晶器上套6和結(jié)晶器下套7從上至下依次相連，與引錠頭9構(gòu)成一個貯液空腔。采用該裝置可實現(xiàn)鋁合金方錠的密布同水平熱頂鑄造新工藝，通過二次冷卻結(jié)晶和鑄前引錠的二級定位，突破性地提升了鋁合金方錠鑄造的工藝品質(zhì)又大大提升生產(chǎn)效率。
文檔編號B22D11/045GK201098726SQ200720184110
公開日2008年8月13日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者孔亞琴, 王建新, 王水富 申請人:王水富