一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，包括擋板及與擋板相配合的結(jié)晶器，所述結(jié)晶器包括：第一圓筒、第二圓筒及第三圓筒，所述第二圓筒的上端設(shè)有進水口，所述第一圓筒的一端設(shè)有第一端蓋，所述第一圓筒的另一端設(shè)有第二端蓋，所述擋板的中間設(shè)有第一通孔，所述第一端蓋設(shè)有與第一通孔相貫通的第二通孔，所述第三圓筒的一端延伸入第一圓筒內(nèi)并與第一端蓋之間形成噴水縫，所述第三圓筒的另一端延伸出第二端蓋并形成出水口，所述第一圓筒與第三圓筒之間形成冷水腔，所述鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置滿足一定的關(guān)系式，本實用新型通過對進水口、冷水腔、噴水縫等關(guān)鍵要素進行設(shè)計計算，實現(xiàn)對鋁合金圓線冷卻能力和冷卻均勻性的控制。
【專利說明】一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋁合金線材連鑄生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金圓線連續(xù)生產(chǎn)用結(jié)晶器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]冷卻能力和冷卻的均勻性直接關(guān)系到金屬材料凝固組織的均勻性和性能。傳統(tǒng)鋁合金圓線生產(chǎn)時采用直接滴水冷卻，冷卻水由上而下自由流淌，對鋁合金線材四周的冷卻能力不均勻，且冷卻效果差，影響鋁合金圓線材料組織和性能的均勻性。為了提高鋁合金圓線連鑄成型的生產(chǎn)效率和材質(zhì)性能，有效的辦法之一是使用結(jié)晶器。采用結(jié)晶器可以通過控制冷卻水流量和水壓，使冷卻水以設(shè)定的流量、流速和流向均勻地噴射到鋁合金線材表面，提高對鋁合金圓線的冷卻能力和冷卻均勻性。結(jié)晶器是鋁合金連鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理直接關(guān)系到鋁合金連鑄產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
[0003]有鑒于此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、冷卻均勻的結(jié)晶器裝置是業(yè)界的重要技術(shù)課題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、冷卻均勻的鋁合金圓線生產(chǎn)用結(jié)晶器裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，包括擋板及與擋板相配合的結(jié)晶器，所述結(jié)晶器包括:第一圓筒、安裝于第一圓筒上方的第二圓筒及與第一圓筒相焊接的第三圓筒，所述第二圓筒的上端設(shè)有進水口，所述第二圓筒的下端與第一圓筒相焊接，所述第一圓筒的一端設(shè)有第一端蓋，所述第一圓筒的另一端設(shè)有第二端蓋，所述擋板的中間設(shè)有第一通孔，所述第一端蓋設(shè)有與第一通孔相貫通的第二通孔，所述第三圓筒的一端延伸入第一圓筒內(nèi)并與第一端蓋之間形成噴水縫，所述第三圓筒的另一端延伸出第二端蓋并形成出水口，所述第一圓筒與第三圓筒之間形成冷水腔，所述鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置滿足:
[0006]關(guān)系式1:S1〈S2 ；
[0007]關(guān)系式:2:D2-Dl>2f ；
[0008]關(guān)系式3:S3>S2,
[0009]其中，S1:噴水縫的面積；S2:進水口的面積；D2:第三圓筒的內(nèi)壁直徑；D1:第一通孔的直徑；f:噴水縫的縫隙；S3:冷水腔的截面積。
[0010]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一端蓋的中央設(shè)有與第二通孔相鄰設(shè)置的導(dǎo)流斜面。
[0011]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述結(jié)晶器由紫銅制成。
[0012]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述擋板由耐火材料制成。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過對進水口、冷水腔、噴水縫等關(guān)鍵要素進行設(shè)計計算，通過控制冷卻水流量、流速和流向，實現(xiàn)對鋁合金圓線冷卻能力和冷卻均勻 性的控制，從而提高鋁合金圓線生產(chǎn)效率以及材料組織、性能的均勻性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為鋁合金圓線用結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1所示A-A處的局部放大圖。
[0017]圖1及圖2中:1、擋板,10、第一通孔,2、結(jié)晶器,20、第一圓筒,201、第一端蓋，2010、第二通孔，2011、導(dǎo)流斜面，2012、孔壁，202、第二端蓋，21、第二圓筒，210、進水口，22、第三圓筒，220、噴水縫，221、出水口，23、冷水腔。
【具體實施方式】
[0018]為了進一步理解本實用新型，下面結(jié)合實施例對本實用新型優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本實用新型的特征和優(yōu)點，而不是對本實用新型權(quán)利要求的限制。
[0019]請參閱圖1及圖2，本實用新型實施例提供一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，包括擋板I及與擋板I相配合的結(jié)晶器2，所述結(jié)晶器2由紫銅制成。所述擋板I由石棉或石墨之類的耐火材料制成。所述結(jié)晶器2包括:第一圓筒20、安裝于第一圓筒20上方的第二圓筒21及與第一圓筒20相焊接的第三圓筒22，所述第二圓筒21的上端設(shè)有進水口 210，所述第二圓筒21的下端與第一圓筒20相焊接，所述第一圓筒20的一端設(shè)有第一端蓋201，所述第一圓筒20的另一端設(shè)有第二端蓋202，所述擋板I的中間設(shè)有第一通孔10，第一通孔10的形狀和尺寸均取決于鋁合金線材的截面形狀和尺寸，所述第一端蓋201設(shè)有與第一通孔10相貫通的第二通孔2010，所述第一端蓋201的中央設(shè)有與第二通孔2010相鄰設(shè)置的導(dǎo)流斜面2011,所述第三圓筒22的一端延伸入第一圓筒20內(nèi)并與第一端蓋201之間形成噴水縫220，所述第三圓筒22的另一端延伸出第二端蓋202并形成出水口 221，所述第一圓筒20與第三圓筒22之間形成冷水腔23，所述鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置滿足:
[0020]關(guān)系式1:S1〈S2 ；
[0021]關(guān)系式:2:D2-Dl>2f ;
[0022]關(guān)系式3:S3>S2,
[0023]其中，S1:噴水縫的面積；S2:進水口的面積；D2:第三圓筒的內(nèi)壁直徑；D1:第一通孔的直徑；f:噴水縫的縫隙；S3:冷水腔的截面積。
[0024]關(guān)系式1、關(guān)系式2及關(guān)系式3的主要作用均是使噴水縫產(chǎn)生足夠的水壓，從而可使冷水腔內(nèi)的水均勻噴射到了鋁合金圓線的四周，進而提高鋁合金材料的組織性能。
[0025]以生產(chǎn)直徑為IOmm的鋁合金圓線為例，由于擋板I的第一通孔10的形狀和尺寸取決于鋁合金圓線的形狀和尺寸，因此第一通孔10的直徑Dl也為10mm，進水口 210的直徑D3設(shè)計為9.5mm,噴水縫220的縫隙f設(shè)計為1mm，所述第一端蓋201的導(dǎo)流斜面2011與第二通孔2010的孔壁2012之間形成噴水角α，所述噴水角α設(shè)計為80°，第三圓筒22的內(nèi)壁直徑D2設(shè)計為15mm，所述第一圓筒20的內(nèi)壁直徑D4設(shè)計為32mm.[0026]在本實施方式中:所述第一圓筒20、第二圓筒21及第三圓筒22均由銅管制成。
[0027]因此通過計算得出:
[0028]噴水縫的面積Sl=f X π D2 / 2=23.56mm2
[0029]進水口的面積 S2= π (D3 / 2)2=70.88mm2
[0030]冷水腔的截面積S3= π (D4 / 2)2-3i (D2 / 2) 2=627.53mm2
[0031]上述各要素滿足下列關(guān)系式:
[0032]關(guān)系式1:S1〈S2 ；
[0033]關(guān)系式:2:D2-Dl>2f ；
[0034]關(guān)系式3:S3>S2,
[0035]本實用新型中結(jié)晶器的工作原理為:冷卻水從進水口 210進入冷水腔23內(nèi)，通過對進水口 210、冷水腔23、噴水縫220等關(guān)鍵要素進行設(shè)計計算，使得冷卻水能夠在噴水縫220的位置形成水壓，這樣就能夠使冷水腔23內(nèi)的冷水均勻的噴射到鋁合金圓線的四周，導(dǎo)流斜面2011的設(shè)置主要起兩個作用:1.導(dǎo)引冷卻水噴到鋁合金圓線上，2.導(dǎo)引對鋁合金圓線冷卻后的水進入第三圓筒22內(nèi)，對鋁合金圓線冷卻后的水途徑第三圓筒22最后從第三圓筒22的出水口 221流出。
[0036]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過對進水口、冷水腔、噴水縫等關(guān)鍵要素進行設(shè)計計算，從而只要控制進`水口的水力，就可以控制冷卻水流量和噴水縫的出水狀態(tài)，實現(xiàn)對鋁合金圓線冷卻能力和冷卻均勻性的控制，從而提高鋁合金圓線生產(chǎn)效率以及材料組織、性能的均勻性。
[0037]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0038]以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0039]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，包括擋板及與擋板相配合的結(jié)晶器，其特征在于:所述結(jié)晶器包括:第一圓筒、安裝于第一圓筒上方的第二圓筒及與第一圓筒相焊接的第三圓筒，所述第二圓筒的上端設(shè)有進水口，所述第二圓筒的下端與第一圓筒相焊接，所述第一圓筒的一端設(shè)有第一端蓋，所述第一圓筒的另一端設(shè)有第二端蓋，所述擋板的中間設(shè)有第一通孔，所述第一端蓋設(shè)有與第一通孔相貫通的第二通孔，所述第三圓筒的一端延伸入第一圓筒內(nèi)并與第一端蓋之間形成噴水縫，所述第三圓筒的另一端延伸出第二端蓋并形成出水口，所述第一圓筒與第三圓筒之間形成冷水腔，所述鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置滿足: 關(guān)系式1:S1〈S2 ； 關(guān)系式:2:D2-Dl>2f ； 關(guān)系式3:S3>S2, 其中，S1:噴水縫的面積；S2:進水口的面積；D2:第三圓筒的內(nèi)壁直徑；D1:第一通孔的直徑:噴水縫的縫隙；S3:冷水腔的截面積。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，其特征在于:所述第一端蓋的中央設(shè)有與第二通孔相鄰設(shè)置的導(dǎo)流斜面。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，其特征在于:所述結(jié)晶器由紫銅制成。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種鋁合金圓線用結(jié)晶器裝置，其特征在于:所述擋板由耐火材料制成。
【文檔編號】B22D11/055GK203448635SQ201320526832
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】王澤華, 徐祺瑋, 沈玲峰 申請人:張家港市宏基特種鋁材研發(fā)有限公司