本發(fā)明屬于合金鑄造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂合金板坯鑄造結(jié)晶器。

背景技術(shù)：

鎂合金板坯鑄造結(jié)晶器是為鎂合金連續(xù)鑄造和半連續(xù)鑄造開發(fā)的一種專用設(shè)備。凝固成型設(shè)備是連鑄和半連鑄過程中的關(guān)鍵。在凝固成型設(shè)備中，鎂合金熔液的熱量傳導(dǎo)給設(shè)備內(nèi)壁，并由冷卻介質(zhì)將熱量帶走。隨著熱量的快速導(dǎo)出，與設(shè)備內(nèi)壁接觸的鎂合金熔液溫度降到凝固點(diǎn)之下，凝固形成初生坯殼。鎂合金熔液和坯殼在驅(qū)動(dòng)或引錠裝置的誘導(dǎo)下連續(xù)朝設(shè)備出口方向移動(dòng)，坯殼逐漸增厚。鑄坯到達(dá)出口時(shí)，已經(jīng)具有足夠的強(qiáng)度(厚度)抵抗設(shè)備內(nèi)部金屬熔液靜壓力，避免坯殼被其破壞造成漏液。

現(xiàn)有技術(shù)結(jié)晶冷卻長(zhǎng)度短(一般為30至150mm)，造成鑄造速度過低，且僅能實(shí)現(xiàn)鎂合金小直徑圓坯、小尺寸規(guī)格板坯的半連鑄，不能實(shí)現(xiàn)鎂合金板坯連續(xù)鑄造?，F(xiàn)有鎂合金鑄造中，是通過自結(jié)晶器頂端、沿冷卻壁注入潤(rùn)滑油的方式，對(duì)鎂合金坯殼和冷卻壁之間進(jìn)行潤(rùn)滑，這樣的潤(rùn)滑方式帶來的結(jié)果是在澆鑄方向上潤(rùn)滑長(zhǎng)度太短，限制了澆鑄速度的提高。同時(shí)，現(xiàn)有鎂合金鑄造技術(shù)中冷卻介質(zhì)種類、流速等澆鑄工藝參數(shù)從頭至尾完全相同，不能適應(yīng)鎂合金連鑄的復(fù)雜冷卻工藝需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金板坯鑄造結(jié)晶器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鎂合金板坯鑄造結(jié)晶器，包括呈箱式結(jié)構(gòu)的框架，所述框架上下兩側(cè)分別設(shè)置有上壓板和下壓板，所述上壓板設(shè)置有進(jìn)料口，下壓板設(shè)置有出料口；所述框架各側(cè)壁內(nèi)均設(shè)置有冷卻壁，所述冷卻壁包括由上至下依次設(shè)置的上部冷卻壁、中部冷卻壁和下部冷卻壁，各部冷卻壁分別連接有冷卻回路。

進(jìn)一步的，所述框架與冷卻壁之間設(shè)置有支撐板，所述支撐板內(nèi)側(cè)設(shè)置有若干油氣潤(rùn)滑槽，支撐板上部設(shè)置有油氣入口，并與油氣潤(rùn)滑槽聯(lián)通。

進(jìn)一步的，所述油氣潤(rùn)滑槽為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述支撐板由上至下均勻分布有若干個(gè)油氣潤(rùn)滑槽；所述油氣入口通過主槽路與各油氣潤(rùn)滑槽聯(lián)通。

進(jìn)一步的，所述冷卻壁高度方向呈錐形結(jié)構(gòu)設(shè)置。

進(jìn)一步的，冷卻壁內(nèi)腔的上口寬度大于下口寬度，上口厚度大于下口厚度。

進(jìn)一步的，所述冷卻壁高度為400～800mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：通過在框架內(nèi)部冷卻壁，并將冷卻壁設(shè)置為上、中、下三部分冷卻壁，設(shè)備內(nèi)腔共4個(gè)面，每個(gè)面劃分為3個(gè)區(qū)，總計(jì)12個(gè)冷卻區(qū)。并在各部分冷卻壁分別連接獨(dú)立的冷卻回路，使每個(gè)冷卻區(qū)具有一條冷卻介質(zhì)閉環(huán)通路；因此，對(duì)于不同牌號(hào)的鎂合金、鑄造速度的各種組合，各冷卻區(qū)域的冷卻強(qiáng)度可以獨(dú)立閉環(huán)控制，確保鑄坯快速成型，并避免冷卻介質(zhì)泄露后與鑄造目標(biāo)接觸帶來的危險(xiǎn)，保障安全生產(chǎn)的同時(shí)提高澆鑄速度，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，可以適應(yīng)復(fù)雜的冷卻工藝要求。

進(jìn)一步的，通過在支撐板上設(shè)置油氣潤(rùn)滑槽，通過油氣的滲透，可以在鑄坯移出設(shè)備的過程中，對(duì)鑄坯與冷卻壁間進(jìn)行潤(rùn)滑，防止因摩擦力過大而造成初生坯殼被拉斷，并大大提高鑄坯的表面質(zhì)量。

進(jìn)一步的，通過設(shè)置設(shè)備具有錐度，能夠適應(yīng)鑄坯尺寸的收縮，保持冷卻壁對(duì)坯殼的有效支撐，并減小產(chǎn)生的氣隙，防止對(duì)冷卻帶來的不利影響。

進(jìn)一步的，通過設(shè)置設(shè)備高度為400～800mm，為鎂合金的坯殼形成提供足夠的冷卻長(zhǎng)度范圍，保證鑄坯的凝固和質(zhì)量，連續(xù)鑄造時(shí)可有效保證拉速的提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖3為本發(fā)明油氣潤(rùn)滑槽結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明圖3的A-A視圖。

圖5為本發(fā)明冷卻壁內(nèi)腔尺寸示意圖。

圖6為本發(fā)明圖5的A-A視圖。

其中：1為上部冷卻壁；2為中部冷卻壁；3為下部冷卻壁；4為上壓板；5為支撐板；6為框架；7為下壓板；8為油氣入口；9為油氣潤(rùn)滑槽；10為冷卻回路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

參見圖1、圖2，本發(fā)明提供鎂合金板坯鑄造結(jié)晶器包括：呈箱式結(jié)構(gòu)的框架6，所述框架6上下兩側(cè)分別設(shè)置有上壓板4和下壓板7，所述上壓板4設(shè)置有進(jìn)料口，下壓板7設(shè)置有出料口；框架6內(nèi)設(shè)置有支撐板5，參見圖3、圖4，所述支撐板5內(nèi)側(cè)設(shè)置有若干油氣潤(rùn)滑槽9，支撐板5上部設(shè)置有油氣入口8，并與油氣潤(rùn)滑槽9聯(lián)通。所述油氣潤(rùn)滑槽9為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述支撐板5由上至下均勻分布有若干個(gè)油氣潤(rùn)滑槽9；所述油氣入口8通過主槽路與各油氣潤(rùn)滑槽9聯(lián)通。在每側(cè)的支撐板5內(nèi)均設(shè)置有冷卻壁，所述冷卻壁包括由上至下依次設(shè)置的上部冷卻壁1、中部冷卻壁2和下部冷卻壁3，各部分冷卻壁分別連接有冷卻回路10。

冷卻壁由上至下呈錐形結(jié)構(gòu)設(shè)置，冷卻壁內(nèi)腔的上口寬度大于下口寬度，上口厚度大于下口厚度。所述冷卻壁高度為400～800mm。

工作原理：由于液-固轉(zhuǎn)變以及鑄造過程中連續(xù)冷卻造成的溫度大幅降低，從設(shè)備的進(jìn)料口到出料口的過程中，鑄坯外形尺寸會(huì)有較大程度的收縮，因此在冷卻壁與金屬液、坯殼接觸的面上，整體設(shè)計(jì)一定的錐度，適應(yīng)鑄坯尺寸的收縮，保持冷卻壁對(duì)坯殼的有效支撐，并減小產(chǎn)生的氣隙，防止對(duì)冷卻帶來的不利影響。參見圖5、圖6，其中L₁為內(nèi)腔上口長(zhǎng)度，L_b為內(nèi)腔下口長(zhǎng)度，W₁為內(nèi)腔上口寬度，W_b為內(nèi)腔下口寬度，設(shè)置：L₁>L_b，W₁>W_b。

考慮到各種鎂合金的不同凝固特性以及生產(chǎn)上對(duì)拉速等要素的不同需求，冷卻壁被設(shè)計(jì)為三段組成，可以適應(yīng)復(fù)雜的冷卻工藝要求。

在鑄坯的四個(gè)冷卻面上，沿設(shè)備高度方向劃分為三個(gè)區(qū)，共計(jì)十二個(gè)冷卻區(qū)域?？蚣軆?nèi)構(gòu)建十二條獨(dú)立冷卻通路與之一一對(duì)應(yīng)。設(shè)備安裝就位后，這些通路與車間敷設(shè)的相應(yīng)管路構(gòu)成回路。當(dāng)澆鑄不同牌號(hào)鎂合金，或者匹配不同澆鑄速度時(shí)，可以對(duì)每一條回路的冷卻介質(zhì)種類、壓力、流量以及溫度等參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)控制，切實(shí)保證澆鑄質(zhì)量、速度以及安全。圖中左右兩側(cè)對(duì)稱布置，可以根據(jù)需要選擇任何一側(cè)作為冷卻介質(zhì)的出口或入口。

在冷卻壁的外部，支撐板與冷卻壁接觸的表面上，布置有獨(dú)特的油氣潤(rùn)滑槽，通過一定壓力下油氣的滲透，在鑄坯與冷卻壁間形成潤(rùn)滑膜，降低二者間的摩擦力，防止鑄坯被拉斷，同時(shí)大幅提高鑄坯表面質(zhì)量。

本發(fā)明中的框架為箱型焊接結(jié)構(gòu)，是本設(shè)備的主要受力部件，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。上部冷卻壁、中部冷卻壁和下部冷卻壁共同組成鑄造型腔。在框架內(nèi)部設(shè)置了十二條彼此獨(dú)立的冷卻通路，分別對(duì)應(yīng)本設(shè)備的各冷卻區(qū)域。上部冷卻壁、中部冷卻壁、下部冷卻壁、支撐板與框架之間通過上壓板、下壓板以及相應(yīng)的螺栓、墊圈聯(lián)結(jié)為整體。

鎂合金化學(xué)性能較為活躍，熔液狀態(tài)或高溫下易與空氣、水等發(fā)生反應(yīng)，為保證生產(chǎn)安全性、效率及質(zhì)量，本設(shè)備設(shè)計(jì)為400～800mm高，設(shè)備內(nèi)腔共四個(gè)面，每個(gè)面劃分為三個(gè)區(qū)，總計(jì)十二個(gè)冷卻區(qū)。每個(gè)冷卻區(qū)配備一條冷卻介質(zhì)閉環(huán)通路。因此，對(duì)于不同牌號(hào)的鎂合金、鑄造速度的各種組合，各冷卻區(qū)域的冷卻強(qiáng)度可以獨(dú)立閉環(huán)控制，確保鑄坯快速成型，并避免冷卻介質(zhì)泄露后與鑄造目標(biāo)接觸帶來的危險(xiǎn)，保障安全生產(chǎn)的同時(shí)提高澆鑄速度，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性。

本發(fā)明高度能夠達(dá)到400～800mm，全高范圍內(nèi)均可對(duì)鑄坯進(jìn)行冷卻，匹配帶有特定錐度的矩形型腔，可以實(shí)現(xiàn)鎂合金板坯的連續(xù)鑄造。本發(fā)明在4個(gè)冷卻面上，沿高度方向各自劃分為3個(gè)冷卻區(qū)，共計(jì)12個(gè)冷卻回路，每個(gè)冷卻回路可以對(duì)冷卻介質(zhì)的種類、流量、流速進(jìn)行單獨(dú)控制，以滿足鎂合金連續(xù)鑄造的特殊冷卻要求。并且，在冷卻壁的外部，支撐板與冷卻壁接觸的表面上，布置有獨(dú)特的油氣潤(rùn)滑槽，通過一定壓力下油氣的滲透，在鑄坯與冷卻壁間形成潤(rùn)滑膜，保證了結(jié)晶器內(nèi)最大的潤(rùn)滑長(zhǎng)度，為澆鑄速度的提高、連續(xù)鑄造的實(shí)現(xiàn)提供了保證。