CN204817969U - 一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，包括箱体，箱体上设有前面板和后挡板，箱体内设有喷嘴，所述的喷嘴纵向方向设为三组，每组喷嘴均分为上下左右四个，每个喷嘴的流量由流量控制系统控制；流量控制系统由电动阀、流量计、温度传感器以及PLC构成，流量控制系统一端与冷却水池连接，另一端与二次冷却装置连接。本实用新型满足铜铝复合铸造，特别是可以满足铝芯铸造的冷却条件，冷却强度高，快速带走凝固潜热；冷却精度控制精准，高效、准确、稳定控制铸坯二次冷却，极大提升铸坯铜铝结合性能，各喷嘴流量、水压独立控制，可依照铸坯实时状态动态调整各个参数，达到铸坯各个部位组织一致，晶粒细小均匀，性能均一。

Description

一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置

技术领域

本实用新型属于水平连铸技术领域，具体地说涉及一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置。

背景技术

铜铝复合材料具有铜铝结合强度高、组织均匀，力学、电学性能好的特点，在水平连铸过程中二次冷却过程是一个非常重要的环节，对凝固组织及凝固潜热释放有很大的影响。常规的二次冷却装置多用于板带材，水平方向水冷喷头多为上下分布，喷头直喷冷却，纵向方向没有冷却梯度过渡，冷却梯度小，冷却覆盖面不够均匀合理，不能对铸坯各个方向进行有效、均匀冷却，无法精细控制铸坯晶粒尺寸及形貌；更重要的，常规二次冷却装置设计使用时距离结晶器较远，无法满足铜铝复合铸造过程中铝芯的及时冷却凝固。铸造过程中，如果选用常规的二次冷却装置，会造成如下问题：1、冷却强度低、冷却控制精度差，造成铜铝界面反应严重，界面腐蚀，铝芯冷隔、空洞，甚至铜层溶蚀，直接导致铸造失败；2、冷却区域设置不合理，无法进行有效铝芯冷却，导致铝芯处产生严重铸造缺陷；3、各喷嘴流量不能独立控制，铸坯上下冷却不均匀，导致铸造组织不均匀，晶粒尺寸差异大，坯料不合格；4、铸坯温度控制波动较大，导致铸造组织相差较大，性能不稳定，无法顺利进行后续的压力加工。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题而提供了一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，包括箱体，箱体上设有前面板和后挡板，箱体内设有喷嘴，所述的喷嘴纵向方向设为三组，每组喷嘴均分为上下左右四个，每个喷嘴的流量由流量控制系统控制；

流量控制系统由电动阀、流量计、温度传感器以及PLC构成，流量控制系统一端与冷却水池连接，另一端与二次冷却装置连接；

所述的喷嘴尾部安有射流稳定器；

所述的后挡板上设有定位孔，后挡板通过定位孔与结晶器固定连接；

箱体上设有冷却分区挡板，冷却分区挡板与二次冷却装置底部喷嘴装配在一起；

最外侧喷嘴的冷却点距离结晶器80-130mm之间，另外两组喷嘴的间隔距离为25-45mm之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型满足铜铝复合铸造，特别是可以满足铝芯铸造的冷却条件，冷却强度高，快速带走凝固潜热；冷却精度控制精准，高效、准确、稳定控制铸坯二次冷却，极大提升铸坯铜铝结合性能，各喷嘴流量独立控制，可依照铸坯实时状态动态调整各个参数，达到铸坯各个部位组织一致，晶粒细小均匀，性能均一。

附图说明

图1为本实用新型的右视图；

图2为本实用新型的剖面示意图；

图3为本实用新型的左视图：

图4为本实用新型的流量控制系统示意图：

图5为本实用新型图2的局部放大示意图。

零件说明：1、箱体，2、后挡板，3、喷嘴，4、前面板，5、后挡板，6、定位孔，7、平面扇形，8、冷却分区挡板，9、电动阀，10、流量计，11、温度传感器，12、流量控制系统。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图对本实用新型作进一步说明：一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，包括箱体1，箱体1外形尺寸为45x45x22cm，采用6061铝合金材质，力学性能优良，质轻耐腐蚀，前面板4尺寸为45x45cm，中空预留相应规格坯料通道，采用钢化玻璃材质作为观测口，以实时监控坯料表面铸造状况。后挡板2尺寸为45x45cm，中空预留相应规格坯料通道，采用304不锈钢材质，耐高温，后挡板2上设有定位孔6，后挡板2通过定位孔6装配于结晶器上，半封闭式结构，可阻断与结晶器的水流，防止水雾四处喷溅，在针对铜铝复合铸坯下表面的区域设置有冷却分区挡板8，以保证铝芯底部可以顺利冷却凝固，有效避免铝芯铸造缺陷。箱体1内设有喷嘴3，喷嘴3采用303不锈钢材质，纵深方向分三组喷头，形成一定的冷却梯度，每组喷头均分上下左右四个，每个喷嘴流量可经由电动阀9、流量计10、温度传感器11由PLC控制面板组成的流量控制系统12单独控制，通过可调球形接头连接，在45°范围内方向可调，全方位覆盖冷却范围，无冷却盲区，可根据铸造冷却量进行精确量化分配。

最外侧喷嘴3的冷却点距离结晶器100mm，另外两组喷嘴3的间隔距离为35mm，喷嘴3尾部安有射流稳定器5，当喷嘴3安装在T形管、分支管或弯管上时，液体拐弯进入喷嘴就会产生内部涡流，这种涡流能显著破坏喷流的均匀性，严重影响冷却稳定性，而采用射流稳定器5则可以把涡流减少到最低程度，并通过稳定喷流的方式增强喷射冲击力，提高冷却强度与精度，进一步改善铸坯质量。喷嘴3喷射角度范围为40~80°，喷水分布呈平面扇形7，喷射范围内不同部位喷淋均匀，液滴大小范围为800μm。箱体1上设有冷却分区挡板8。

使用时，箱体1通过后挡板2上的四个定位孔6直接装配在结晶器上，喷嘴3尾部装有射流稳定器5连通到有过滤器的水管上，冷却水经由水管、过滤器、射流稳定器5、喷嘴，喷淋到铸坯表面，对铸坯进行二次冷却。冷却水水温为常温20℃，流量控制到10L/min，水压控制到0.32MPa。

Claims (6)

1.一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，包括箱体（1），箱体（1）上设有前面板（4）和后挡板（2），箱体（1）内设有喷嘴（3），其特征在于所述的喷嘴（3）纵向方向设为三组，每组喷嘴（3）均分为上下左右四个，每个喷嘴（3）的流量由流量控制系统（12）控制。

2.如权利要求1所述的一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，其特征在于流量控制系统（12）由电动阀（9）、流量计（10）、温度传感器（11）以及PLC构成，流量控制系统（12）一端与冷却水池连接，另一端与二次冷却装置连接。

3.如权利要求1所述的一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，其特征在于所述的喷嘴（3）尾部安有射流稳定器（5）。

4.如权利要求1所述的一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，其特征在于所述的后挡板（2）上设有定位孔（6），后挡板（2）通过定位孔（6）与结晶器固定连接。

5.如权利要求1所述的一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，其特征在于箱体（1）上设有冷却分区挡板（8），冷却分区挡板（8）与二次冷却装置底部喷嘴装配在一起。

6.如权利要求1或3所述的一种铜铝复合铸造用的二次冷却装置，其特征在于最外侧喷嘴（3）的冷却点距离结晶器80-130mm之间，另外两组喷嘴（3）的间隔距离为25-45mm之间。