專利名稱:一種熱頂結晶器的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及金屬鑄造領域,更具體地說,是涉及一種熱頂結晶器。
背景技術:
變形鋁合金方錠大多采用普通半連續(xù)鑄造成形方法,該方法成形時其整個結晶器 壁是被直接冷卻的,結晶器內(nèi)熔體首先會生成金屬凝殼。凝殼產(chǎn)生收縮形成氣隙,影響到鑄 錠進一步冷卻。冷卻強度降低,鑄錠有效液穴會變深,鑄錠表面不可避免地產(chǎn)生皺紋、偏析 瘤、粗大晶粒層和表面裂紋等。在結晶器內(nèi)液面控制不穩(wěn)定時,鑄錠也易產(chǎn)生表面冷隔和夾 雜等缺陷。通過采用熱頂鑄造技術,在結晶器上沿部份設置一層保溫材料制成的保溫帶,使 得結晶器有效冷卻高度降低,有效液穴變淺,鑄錠截面組織更均勻,內(nèi)部晶粒尺寸更細小, 降低了鑄棒內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的趨勢,減小鑄錠表面粗晶層的厚度。另一方面還消除了傳統(tǒng)結 晶器成形時生成金屬凝殼產(chǎn)生空氣間隙的不利影響,降低了結晶器與鑄錠之間的摩擦力, 消除鑄錠表面冷隔、拉痕、偏析瘤等缺陷。目前較為先進的方錠鑄造新技術主要有美國Wagstaff公司最新的低液位(LHC) 鑄造技術,LHC的主要特點是在傳統(tǒng)結晶器上部內(nèi)壁襯鑲一層石墨板,利用石墨連續(xù)滲透式 潤滑和熱頂作用鑄造成形;LHC的石墨層熱頂有加工工藝復雜而且成本相對較高。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明提供一種加工工藝簡單而且成本低廉的熱頂結晶器。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下技術方案一種熱頂結晶器,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設計在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結構中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;
所述冷卻水腔設有冷卻水進水口和冷卻水出水口。優(yōu)選的,所述水套和托板為高強度鍛鋁LD5或標準硬鋁LYll加工坯料整體加工而 成。優(yōu)選的,所述冷卻水出水口變距分布,其中所述水套的大面中段部位的所述冷卻 水出水口間距較小。優(yōu)選的,所述冷卻水腔分隔為多個且各自獨立密閉。優(yōu)選的,所述水套、托板和保溫套壓板為數(shù)控精密加工制成。優(yōu)選的,所述水套的有效冷卻部位呈圓弧均勻光滑過渡。優(yōu)選的,所述耐火保溫纖維材料為經(jīng)高壓、高溫制成的整體結構。從上述的技術方案可以看出,本發(fā)明實施例通過在所述水套與熔體接觸的上部設 計有嵌入式保溫套的結構。不但制作工藝簡單,另外,還避免了粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點。本發(fā)明還使用耐火保溫纖維保溫套。該保溫套不但價格低廉,而且對鋁熔 體不會產(chǎn)生化學與物理污染,使用壽命長,耐熱沖擊與熱循環(huán),易于清理,不含石棉纖維性 物質,利于環(huán)境保護和降低成本。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn) 有技術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 發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,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。圖1為本發(fā)明實施例熱頂結晶器的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;?本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1所示,本發(fā)明實施例的系統(tǒng)包括了水套3、托板6、保溫套2和保溫套壓板1。本發(fā)明實施例中,結晶器上的所述水套3的上部設計有可嵌入保溫套的結構。所 述水套3的工作部位,即冷卻部位設計有冷卻水腔及冷卻水進出水孔。所述托板6有冷卻 水緩沖、導流及大小面水腔分隔設計。所述水套3與所述托板6之間設計有密封結構。所 述保溫套壓板1則用于將所述保溫套2壓緊在水套嵌入結構中。所述水套和托板采用高導 熱性、良好耐磨性的高強度鍛鋁(LD5)或標準硬鋁(LYll)加工坯料整體加工而成。本發(fā)明實施例中,通過在所述水套3與熔體接觸的上部設計有嵌入式保溫套2的 結構,不但避免粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點,而且加工工藝簡單,易于制作。本 發(fā)明實施例還通過合理設計所述水套3的有效冷卻高度,避免了其值偏大偏小所引起的偏 析浮出或出現(xiàn)冷隔、拉痕、裂口等缺陷。在所述水套3的有效冷卻部位,即鑄錠成形部位,充 分考慮到鑄錠尺寸與收縮阻礙應力的影響,使用計算機輔助設計(CAD設計)結晶器大小面 形狀,使其呈圓弧均勻光滑過渡。另外,所述水套3的大小面設計有變距分布的冷卻水出孔,所述水套3的大面中間 段部位采用間距較小的冷卻水出孔,而大面兩邊與小面采用間距較大的冷卻水出孔。另外, 本發(fā)明實施例中還通過將所述水套3的大小面冷卻水腔通過托板6分隔筋封閉而各自獨立 的設計方案,從而可以單獨調節(jié)冷卻水進入的流量,進而調整大小面冷卻均勻程度。另外,本發(fā)明實施例中在所述保溫套2的設計制作上,摒棄傳統(tǒng)硅氈纖維和石棉 纖維等熱頂材料。采用A1203、SiO2等耐火保溫纖維材料經(jīng)高壓、高溫制成整體結構。該特 制大型一體化結構的所述保溫套具2有高的破壞強度、較低密度及優(yōu)良的熱學性能(熱膨 脹系數(shù)小、熱導率低等),對鋁熔體不會產(chǎn)生化學與物理污染,使用壽命長,耐熱沖擊與熱循 環(huán),易于清理,不含石棉纖維性物質。從而,本發(fā)明實施例通過使用耐火保溫纖維材料制作 保溫套,既降低了成本還有利于環(huán)境的保護,并且所述保溫套2具有較高尺寸精度,利于所 述保溫套2與所述水套3之間的精確安裝。
此外,本發(fā)明實施例的熱頂結晶器的所述水套3、托板6和保溫套壓板1部份全部 數(shù)控精密加工,保證結晶器工作部位尺寸準確以及配合處的精準。對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明 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。
權利要求
一種熱頂結晶器,其特征在于,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設計在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結構中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;所述冷卻水腔設有冷卻水進水口和冷卻水出水口。
2.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述水套和托板為高強度鍛鋁LD5或標準 硬鋁LYll加工坯料整體加工而成。
3.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述冷卻水出水口變距分布,其中所述水 套的大面中段部位的所述冷卻水出水口間距較小。
4.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述冷卻水腔分隔為多個且各自獨立密閉。
5.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述水套、托板和保溫套壓板為數(shù)控精密 加工制成。
6.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述水套的有效冷卻部位呈圓弧均勻光 滑過渡。
7.根據(jù)權利要求1所述結晶器,其特征在于,所述耐火保溫纖維材料為經(jīng)高壓、高溫制 成的整體結構。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種熱頂結晶器,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設計在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結構中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;所述冷卻水腔設有冷卻水進水口和冷卻水出水口。本發(fā)明實施例通過在所述水套與熔體接觸的上部設計有嵌入式保溫套的結構。不但制作工藝簡單,另外,還避免了粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點。本發(fā)明還使用耐火保溫纖維保溫套。該保溫套不但價格低廉,而且對鋁熔體不會產(chǎn)生化學與物理污染,使用壽命長,耐熱沖擊與熱循環(huán),易于清理,不含石棉纖維性物質,利于環(huán)境保護和降低成本。
文檔編號B22D11/04GK101985160SQ20101056819
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權日2010年11月30日
發(fā)明者向曙光, 王義學, 羅杰, 謝紹俊 申請人:西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司