CN104439128A - 铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝及铝合金铸造设备领域，旨在提供一种铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其上表面与保温转接导管相连，下表面与引锭头构成贮液空腔，所述结晶器为一体式结构，其周圈中部的高度位置处设有一圈以上的排水眼孔。本发明为整体式结晶器，可改善现有上下套组合结晶器存在铸件平整度不高、铸件冷却不均匀、冷却速度较慢及组合有缝隙等问题；并采用为双排孔冷却方式，冷却水角度设置合理，因此大大提高了冷却速度，从而使晶粒细化，铸成材料均质化，消除了冷隔，也减除氧化物杂质及氢元素对金属熔体的二次污染等。
Description
技术领域
本发明涉及铝及铝合金铸造设备领域，具体的说，是一种在铝及铝合金圆锭铸造设备用的整体式双排孔铸造结晶器。
背景技术
目前，国内铝厂对铝及铝合金方棒(锭)的铸造生产，大都为同水平热顶铸造，该铸造工艺生产的铸件品质可满足其广泛使用。然而，同水平热顶铸造工艺中的核心部件----结晶器，仍采用的是可拆卸式上下套组合结构，冷却也多为单排孔式。结晶器主要作用是对铝液进行结晶，结晶过程的好差直接影响铸件晶体颗粒度、弯曲度、表面性能等。上下套组合结晶器具有加工简单、组合方便、成本低等特点，但是随着市场对铝及铝合金铸件要求不断提高，上下套结晶器具有的铸件平整度不高、铸件冷却不均匀、冷却速度较慢及组合有缝隙等问题越来越明显，因此改善上下套组合结晶器存在问题，对铝及铝合金铸造会有重要意义。
专利号“201410163374.5”介绍了一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，采用上下环(套)连接，下环设置三排出水口，达到多级冷却目的；专利号“201320848759.6”介绍了一种大圆锭结晶器，采用单孔22°角冷却方式；专利号“201320849941.3”介绍了一种同水平热顶帽铸造用小圆锭结晶器，采用双孔双角度冷却方式，冷却角度为60°和75°；专利号“200920039618.3”介绍了构造简单的铝锭结晶器，主要有石墨环、冷却槽组成，用于制作铝合金轴瓦；而关于整体式，采用锻打铝制造，用于同水平转接导管铸造的圆锭结晶器尚无相关报道。
本发明在于提供一种整体式结晶器，结构上完全不同于上下套简单组合，是采用密度高、导热系数大、强度高及均一性好的锻打铝为材质，经车、铣、钻等多道工艺加工而成。从而改善现有上下套组合结晶器存在铸件平整度不高、铸件冷却不均匀、冷却速度较慢及组合有缝隙等问题，提供一种冷却均匀、冷却效果好、使用寿命长及安装方便的铸造结晶器。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种应用在圆锭同水平转接导管铸造工艺中整体式铸造结晶器，突破性地提升铝及铝合金圆锭铸造的工艺品质，大大提升生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其上表面与保温转接导管相连，下表面与引锭头构成贮液空腔，所述结晶器为一体式结构，其周圈中部的高度位置处设有一圈以上的排水眼孔。
作为本发明的一种改进，所述所述排水眼孔有两排，上下排眼孔的中心呈交错设置。
作为本发明的一种改进所述排水眼孔的直径φ2.0mm～φ3.0mm，间距10mm～15mm。
作为本发明的一种改进，所述排水眼孔具有向内向下的倾斜角；上排孔的倾角30°，下排孔的倾角45°。
作为本发明的一种改进，所述排水眼孔的外围还包裹一圈带孔的不锈钢条，防止有杂质堵塞。
作为本发明的一种改进，还包括石墨环，所述石墨环放置在结晶器的第二圆形台阶上，且石墨环高度与台阶高度等高，以防止铝液渗漏。
作为本发明的一种改进，所述结晶器的底部采用六角对称结构，中间设计为圆弧斜面，可排出冷却完成的冷却水。
作为本发明的一种改进，所述结晶器的底面四角设有对称螺母圆孔，用于固定结晶器到铸造平台上。
作为本发明的一种改进，所述结晶器采用密度高的锻打铝材料制成。
作为本发明的一种改进，所述结晶器的表面还进行氧化处理，氧化膜厚度0.05mm～0.08mm。
铝合金圆锭整体式铸造结晶器是实现同水平铸造工艺的前提条件，能消除传统铸造的液位有落差的负面影响，改善了圆锭铸造的工艺品质。本发明中采用双排孔冷却方式，冷却水角度设置合理，大大提高了冷却速度，从而使晶粒细化，铸成材料均质化，消除冷隔，减除氧化物杂质及氢元素对金属熔体的二次污染等；其结晶带采用矮结晶工艺，结晶带高度为10mm～30mm。
本发明的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其顶部与保温性能良好的转接导管相连，内部车有螺纹可放置压环，压环用于固定转接导管；其底部与引锭头3衔接，底部采用六角对称结构，中间设计为圆弧斜面；引锭头可自动滑入定位，避免与结晶器相撞，冷却水从圆弧斜面排出。
本发明的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，采用高密度的锻打铝为主体材质，具有表面光滑性好、膨胀系数低、使用寿命长等特点，相比紫铜结晶器具有成本低、与铝液接触流动性好等优点。
附图说明
图1是本发明铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器的主视图。
图2是图1的B-B剖视图。
图3是图1的剖视图。
图4是图3的A向视图。
图5是图3中排水孔的局部放大图。
图6是铝合金圆锭上下套组合结晶器的上套结构图。
图7是铝合金圆锭上下套组合结晶器的下套俯视图。
图8是图7中的A-A剖视图。
图9是本发明铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器的组装图。
图中：1、保温转接到管，2、整体式结晶器，3、引锭头。
具体实施方式
本发明的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，作为同水平铸造设备上的核心部件，在使用过程中需要对其组装方式和结构特点进行了解，方能正确指导生产。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图9所示，本发明的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其上表面与保温转接导管1相连，下表面与引锭头3构成贮液空腔，结晶器为一体式结构；且结晶器上的石墨环放置在结晶器的第二圆形台阶上，石墨环高度与台阶高度等高，以防止铝液渗漏。由图1-图4可见，结晶器的周圈中部的高度位置处设有2圈排水眼孔，上下排水眼孔的中心呈交错设置，直径φ2.0mm～φ3.0mm，间距10mm～15mm；排水眼孔的外围还包裹一圈带孔的不锈钢条，防止有杂质堵塞。排水眼孔如图5所示，具有向内向下的倾斜角；上排孔的倾角30°，下排孔的倾角45°。
如图6-8所示，本发明的结晶器底部采用六角对称结构，中间设计为圆弧斜面，可排出冷却完成的冷却水；底面四角设有对称螺母圆孔，用于固定结晶器到铸造平台上。本发明结晶器采用密度高的锻打铝材料制成，并表面进行氧化处理，氧化膜厚度0.05mm～0.08mm。
以下描述本发明的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器的3个具体实施方式。
具体实施案例1：
1、结晶器加工：将锻打铝圆棒切割成图纸要求高度的圆柱体，然后根据图纸要求进行钻、车、铣、刨、表面氧化等工序处理，加工成图纸要求的结构尺寸。
2、结晶器组装：将加工好的结晶器安装在铸造设备的模具上，结晶器顶部连接转接导管、流槽等保温产品，底部连接引锭头、引锭座等铝棒成型模具。
3、结晶器使用：将安装的结晶器按照不同规格牌号进行铝棒铸造生产，生产过程包括工序：
a)、将过滤净化好的铝熔体从过滤箱中放出，铝液经过流槽流入结晶器；
b)、生产铝棒直径为φ178mm，结晶器排水眼孔直径为φ2.0mm，排水眼孔的间距为15mm，双排孔冷却角度为30°和45°，结晶器表面氧化膜厚度为0.05mm，结晶器带高度设定为10mm。
c)、经结晶器冷却后的铝液流入引锭头，引锭头镶嵌在引锭座上缓缓向下移动，生产出规定长度的(如5000mm)的铝棒。
具体实施案例2：
1、结晶器加工：将锻打铝圆棒切割成图纸要求高度的圆柱体，然后根据图纸要求进行钻、车、铣、刨、表面氧化等工序处理，加工成图纸要求的结构尺寸。
2、结晶器组装：将加工好的结晶器安装在铸造设备的模具上，结晶器顶部连接转接导管、流槽等保温产品，底部连接引锭头、引锭座等铝棒成型模具。
3、结晶器使用：将安装的结晶器按照不同规格牌号进行铝棒铸造生产，生产过程包括工序：
a)、将过滤净化好的铝熔体从过滤箱中放出，铝液经过流槽流入结晶器；
b)、生产铝棒直径为φ220mm，结晶器排水眼孔直径为φ2.5mm，排水眼孔的间距为12mm，双排孔冷却角度为30°和45°，结晶器表面氧化膜厚度为0.06mm，结晶器带高度设定为20mm。
c)、经结晶器冷却后的铝液流入引锭头，引锭头镶嵌在引锭座上缓缓向下移动，生产出规定长度的(如6000mm)的铝棒。
具体实施案例3：
1、结晶器加工：将锻打铝圆棒切割成图纸要求高度的圆柱体，然后根据图纸要求进行钻、车、铣、刨、表面氧化等工序处理，加工成图纸要求的结构尺寸。
2、结晶器组装：将加工好的结晶器安装在铸造设备的模具上，结晶器顶部连接转接导管、流槽等保温产品，底部连接引锭头、引锭座等铝棒成型模具。
3、结晶器使用：将安装的结晶器按照不同规格牌号进行铝棒铸造生产，生产过程包括工序：
a)、将过滤净化好的铝熔体从过滤箱中放出，铝液经过流槽流入结晶器；
b)、生产铝棒直径为φ308mm，结晶器排水眼孔直径为φ3.0mm，排水眼孔的间距为10mm，双排孔冷却角度为30°和45°，结晶器表面氧化膜厚度为0.08mm，结晶器带高度设定为30mm。
c)、经结晶器冷却后的铝液流入引锭头，引锭头镶嵌在引锭座上缓缓向下移动，生产出规定长度的(如8000mm)的铝棒。
最后，还要注意的是，以上列举的仅是本发明的3个具体实施例。显然，本发明还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其上表面与保温转接导管(1)相连，下表面与引锭头(3)构成贮液空腔，其特征在于，所述结晶器为一体式结构，其周圈中部的高度位置处设有一圈以上的排水眼孔。
2.根据权利要求1所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述排水眼孔有两排，上下排眼孔的中心呈交错设置。
3.根据权利要求1或2所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述排水眼孔的直径φ2.0mm～φ3.0mm，间距10mm～15mm。
4.根据权利要求3所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述排水眼孔具有向内向下的倾斜角；上排孔的倾角30°，下排孔的倾角45°。
5.根据权利要求4所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述排水眼孔的外围还包裹一圈带孔的不锈钢条，防止有杂质堵塞。
6.根据权利要求1所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，还包括石墨环，所述石墨环放置在结晶器的第二圆形台阶上，且石墨环高度与台阶高度等高，以防止铝液渗漏。
7.根据权利要求1所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器的底部采用六角对称结构，中间设计为圆弧斜面，可排出冷却完成的冷却水。
8.根据权利要求7所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器的底面四角设有对称螺母圆孔，用于固定结晶器到铸造平台上。
9.根据权利要求1所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器采用密度高的锻打铝材料制成。
10.根据权利要求1或9所述的铝及铝合金圆锭整体式双排孔铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器的表面还进行氧化处理，氧化膜厚度0.05mm～0.08mm。
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