CN203900430U - 一种多根铸锭的铸造结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多根铸锭的铸造结构，包括：具有多个铸锭型腔可同时铸造多根铸锭的结晶器；用于将熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的分流盘；用于防止分流盘内或流道处熔体发生冷凝堵塞的保温帽；所述结晶器还包括位于所述结晶器的中心处的连接孔以及分别连接于连接孔和多个铸锭型腔之间的多个支撑梁；所述分流盘包括：集液包和置于所述集液包外表面用于将所述集液包内熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的多个分流嘴；所述保温帽包括：保温帽本体、保温帽压盖、保温帽压垫以及保温帽加热器。本实用新型中可同时铸造6~8根铸锭，有效提高了铸锭的生产效率，缩短了铸锭的熔铸时间，相应的人力、电力、物力都可大量的节省，从而降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及半连续铸锭技术领域，特别是涉及立式直接水冷半连续铸锭技术领域，具体为一种多根铸锭的铸造结构。
背景技术
铸锭就是将经检验合格的铝熔体在690℃～720℃时(根据合金品种而定)，通过转注工具，浇注到带有水冷却设施的结晶器(模具)中，使熔体在重力下充型、冷却、凝固成具有铸模型腔状铝锭坯的工艺过程，即熔体金属连续地通过结晶器，实现凝固结晶并成型的锭坯生产工艺。工程上把这种铸锭方式简称DC法，即直接水冷铸锭法。因受铸锭设备空间尺寸的限制，每一铸次的铸坯长度都不能超出设备允许的范围，因此这种方法只能是半连续的。
半连续铸锭时，金属熔体被均匀地导入外壁用水冷却的结晶器中，在结晶器壁和结晶器底座的共同作用下迅速凝固结晶，并形成一个较坚固的凝固壳。待结晶器中金属熔体的水平液面达到一定高度时，铸锭机的牵引机构就带动底座和已凝固在底座上的凝固壳一起以一定速度连续、均匀地向下移动。脱离开结晶器的已凝固成铸坯的部分立即受到来自结晶器下缘处的二次冷却水的直接冷却，锭坯的结晶层也随之连续地向中心区域推进并完全凝固结晶。待铸坯长度达到规定尺寸后，停止铸锭，卸下铸坯，铸锭机底座回到原始位置，即完成一个铸次。
半连续铸锭法按铸坯运行方式可分为立式或水平式两种。立式直接水冷半连续铸锭，1933年由法国人研制成功。至今已成为铜、铝、镁、锌及其合金锭坯广泛采用的生产方法。
不论立式还是水平式半连续铸锭法为实现连续、稳定地凝固结晶过程，单位时间内熔体带入结晶器中的总热量必须与通过结晶器、冷却水等冷却渠道向空间散失的热量保持平衡，否则，正常的工艺过程将遭到破坏。半连续铸锭的工艺特点是：铸锭过程中浇注系统与结晶间的合理配置，减少了金属液体的飞溅和扰动，防止了氧化膜和夹渣等有害物质的混入；可连续、稳定地将熔体金属注入结晶器中，因此可以采用较低的浇注温度进行铸锭，这有利于消除铸锭的气孔和疏松缺陷；以水为冷却介质，铸锭的凝固结晶是在极强的过冷条件下完成的，铸锭结晶组织致密，又因结晶始终保持顺序结晶，有明显的方向性，这有利于清除缩孔和裂纹缺陷；铸锭的长度较长，可根据加工车间工艺要求进行合理切断，这可减少切头、切尾的损失；同生铁模铸锭法比劳动条件好。
目前，立式直接水冷半连续铸锭均为单根铸锭，立式直接水冷半连续单根铸锭的缺点如下：
1、质量较差：因结晶器内冷凝外壳的收缩而形成气隙，在铸锭的表面产生严重的偏析廇，甚至出现表面拉裂、拉漏现象，由于液面控制的不稳定而产生冷隔和夹渣缺陷。
2、工作效率较低：因每次只能铸锭一根6米长的铸锭，以的镁合金铸棒来测算，铸锭一吨产品共需22小时。
3、生产成本较高：22小时的熔铸时间，需要使熔体一直处于加热和保温状态，铸锭设备一直处于开机运行状态。人力、电力、物力都处于大量的消耗之中。
4、难以实现自动化的生产作业：因在极窄小的结晶器型腔中进行操作，没有足够的工作空间，所以不能安装自动控制液面装置，只能依赖有经验的工人进行作业。
目前国内也有企业进行半连续多根铸锭的生产方式，即若同时生产2根，则由2个人各自同时控制其中的1根；若同时生产4根，则由4个人各自同时控制其中的1根进行人海操作，若再增加根数，却因没有多人站立的位置而没法实现。此外，由于因熔体(例如镁及镁合金)在空气中极易氧化燃烧，目前国内外都没有实现立式直接水冷半连续同时铸造4根以上镁合金铸锭的工业生产系统。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多根铸锭的铸造结构，用于解决现有技术中无法简单高效的实现立式直接水冷半连续多根铸锭铸造的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多根铸锭的铸造结构，装设于铸造平台中，所述铸造结构包括：具有多个铸锭型腔可同时铸造多根铸锭的结晶器；与所述结晶器相连用于将熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的分流盘；扣盖在所述结晶器并与所述分流盘相连用于防止分流盘内或流道处熔体发生冷凝堵塞的保温帽。
优选地，所述结晶器中的多个铸锭型腔呈圆周均匀分布；所述结晶器还包括位于所述结晶器的中心处的连接孔以及分别连接于连接孔和多个铸锭型腔之间的多个支撑梁。
优选地，所述结晶器外设有结晶器壳体。
优选地，所述结晶器壳体上设有用于向铸造平台通入防护气体以防止流出的熔体发生氧化燃烧的进气孔；所述结晶器壳体底端设有若干冷却水出水孔。
优选地，铸锭型腔的数量为4～8个。
优选地，所述分流盘包括：用于盛装从流道流入的熔体的集液包；与所述集液包相通置于所述集液包外表面用于将所述集液包内熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的多个分流嘴；设置于所述集液包顶端的连接板。
优选地，每一个所述分流嘴包括一个底板和设置于所述底板两侧的两个侧板。
优选地，所述保温帽包括：保温帽本体，所述保温帽本体一侧开设有分流口；装设于所述保温帽本体顶部的保温帽压盖；装设于所述保温帽本体和所述保温帽压盖之间的保温帽压垫；装设于所述保温帽本体底端的保温帽加热器。
如上所述，本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构，具有以下有益效果：
1、本实用新型中的铸造结构通过采用具有多个铸锭型腔的结晶器和与结晶器配套的分流盘、保温帽，可同时铸造6～8根铸锭，有效提高了铸锭的生产效率，缩短了铸锭的熔铸时间，相应的人力、电力、物力都可大量的节省，从而降低了生产成本。
2、本实用新型中的分流盘通过设置集液包和与结晶器中的多个铸锭型腔相匹配的多个特定结构的分流嘴，可平稳均匀分配流向结晶器中的熔体，实现了铸锭生产的自动控制，减少了因人工控制而带来的许多不稳定因素。
3、本实用新型中的保温帽可与铸造平台中具有多个铸锭型腔的结晶器和分流盘等结构相匹配，对铸造多个铸锭的铸造平台内的熔体进行加热和保温。
附图说明
图1～图3显示为本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构中保温帽、分流盘及结晶器的安装示意图。
图4显示为本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构中结晶器的结构示意图。
图5～图7显示为本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构中分流盘的结构示意图。
图8显示为本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构中保温帽的结构示意图。
元件标号说明
1 铸造结构
11 结晶器
111 结晶器壳体 112 铸锭型腔
113 支撑梁 114 连接孔
111a 进气孔 111b 冷却水出水孔
12 保温帽
121 保温帽本体 122 保温帽压盖
123 保温帽压垫 124 分流口
125 保温帽加热器 126 通孔
13 分流盘
131 集液包 132 分流嘴
133 连接板
14 冷却水箱 15 进水管
2 铸锭
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实用新型的目的在于提供一种多根铸锭的铸造结构，用于解决现有技术中无法简单高效的实现立式直接水冷半连续多根铸锭铸造的问题。以下将详细描述本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构的原理和实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实用新型的一种多根铸锭的铸造结构。
本实用新型提供一种多根铸锭的铸造结构，所述铸造结构装设于铸造平台中，如图1至图3所示，所述铸造结构1包括结晶器11、保温帽12以及分流盘13。
结晶器11的结构不仅决定了铸锭2的形状和尺寸，还影响到铸锭2的内部组织、表面质量及裂纹状况。如图1和图4所示，在本实施例中，所述结晶器11具有多个铸锭型腔112，可同时铸造多根铸锭2。
所述结晶器11外设有结晶器壳体111，所述结晶器11包括呈圆周均匀分布的多个铸锭型腔112、位于圆心处的连接孔114以及分别连接于连接孔114和多个铸锭型腔112之间的多个支撑梁113。
多个铸锭型腔112呈圆周均匀分布，铸锭型腔112的数量为4～8个，所述连接孔114位于多个铸锭型腔112形成的圆的圆心处。
用于铸锭的熔体经漏斗流道流入所述分流盘2。所述分流盘13与所述结晶器11相连用于将熔体分流至所述结晶器11各铸锭型腔112，如图1所示，显示为所述分流盘13与所述结晶器11的安装结合的示意图。
如图5～图7所示，所述分流盘13包括：用于盛装流道流入的熔体的集液包131；与所述集液包131相通置于所述集液包131外表面用于将所述集液包131内熔体分流至所述结晶器11各铸锭型腔112的多个分流嘴132；设置于所述集液包131顶端的连接板1333。
所述集液包131用于盛装熔体；具体地，在本实施例中，所述集液包131为碗状，即所述集液包131的横截面为圆形，且从顶端至底端，圆形截面的面积逐渐减小。
在本实施例中，所述分流嘴132与所述集液包131相通的通口为方形通口，但不限于方形通口，也可为圆形通口，多边形通口等。
多个分流嘴132与所述集液包131相通用于将所述集液包131内熔体分流至结晶器11的各铸锭型腔112。
具体地，所述分流嘴132置于所述集液包131的外表面，而且，所述分流嘴132的数量与结晶器11的各铸锭型腔的数量相同。结晶器11的结构不仅决定了铸锭的形状和尺寸，还影响到铸锭的内部组织、表面质量及裂纹状况。在本实施例中，所述结晶器11用于铸造多根铸锭，铸锭型腔112的数量可选为4～8个，所以，所述分流嘴132的数量相应也为4～8个。
具体地，在本实施例中，每一个所述分流嘴132包括一个底板和设置于所述底板两侧的两个侧板。
此外，在本实施例中，所述分流盘13还包括设置于所述集液包131的顶端的连接板133。具体地，所述连接板133的数量为两个，且两个连接板133对称装设于所述集液包131的顶端。
通过采用本实施例中的分流盘13可平稳均匀分配流向结晶器11中的熔体，实现了铸锭2生产的自动控制，减少了因人工控制而带来的许多不稳定因素。
所述保温帽12扣盖在所述结晶器11并与所述分流盘13相连用于防止分流盘13内或漏斗流道处熔体发生冷凝堵塞。
如图8所示，所述保温帽12包括：保温帽本体121，所述保温帽本体121一侧开设有分流口124；装设于所述保温帽本体121顶部的保温帽压盖122；装设于所述保温帽本体121和所述保温帽压盖122之间的保温帽压垫123；装设于所述保温帽本体121的底端的保温帽加热器125。
其中，所述保温帽本体121一侧开设有分流口124，所述分流口124呈凹槽状，所述保温帽压盖122和所述保温帽压垫123分别设有与所述保温帽本体121上的分流口124相匹配的缺口(图中未示出)。
在本实施例中，所述保温帽本体121为中心镂空的盖状结构，同时，所述保温帽本体121的中心镂空的截面为圆形。
在本实施例中，所述保温帽本体121的外表面设有外螺纹，以用于保温帽12与结晶器连接。
在本实施例中，所述保温帽本体121的表面还设有通孔126，具体地，所述通孔126的数量为两个。
在本实施例中，所述保温帽12中设有保温帽加热器125，以对熔体进行加热和保温，所述保温帽加热器125的形状与所述保温帽本体121的形状相匹配。
如图2和图3所示，显示为保温帽12、分流盘13及结晶器11的安装示意图，其中，所述结晶器壳体111也设有与保温帽12中分流口124相匹配的缺口；所述结晶器壳体111上装设有用于向铸造平台1通入防护气体以防止流出的熔体发生氧化燃烧的进气孔111a；所述结晶器壳体111底端设有若干冷却水出水孔111b。
在铸锭2的下行过程中，需要不断调整流口处的钎塞，使结晶器11中的熔体液面应始终保持在适当的位置，高则溢出，低则拉漏，后果很严重。所述液面控制仪与所述结晶器11相连在铸造机通过引锭托座牵引已经冷凝的铸锭2下行时使结晶器11中的熔体液面保持在预设位置。
本实施例通过采用特定结构的结晶器11和液面控制仪，缩短了结晶器11的高度，从而减小了因冷凝外壳收缩而形成的气隙，使铸锭2表面的偏析廇、拉裂、拉漏、冷隔和夹渣现象几乎消除。
所述铸造平台上设置有冷却水箱14，所述冷却水箱14盛装有冷却水并通过冷却水的流动冷却熔体；如图1所示，所述冷却水箱14设有进水管15，所述铸造平台设有多个出水口16，以更好地通过冷却水的流动冷却熔体。
熔体在铸造结构内的铸造过程如下：
首先，使熔体流入所述分流盘13，所述保温帽12通过加热防止分流盘13内或漏斗流道处熔体发生冷凝堵塞，熔体经所述分流盘13分流至结晶器11的多个铸锭型腔112内，熔体在铸锭型腔112内通过冷却水进行冷凝。在铸造平台铸造铸锭的过程中，铸造机通过引锭托座牵引从结晶器11出来的已经冷凝的铸锭。
目前铸造单根铸锭时每次只能铸造一根6米长的铸锭，例如，以直径为90mm的镁合金铸棒来测算，铸造一吨产品共需22小时，若采用本实用新型的多根铸造系统同时铸造6-8根，铸造一吨产品共需3-5小时，有效提高了铸锭2的生产效率，缩短了铸锭2的熔铸时间，相应的人力、电力、物力都可大量的节省，从而降低了生产成本。
综上所述，本实用新型中的铸造结构通过采用具有多个铸锭型腔的结晶器和与结晶器配套的分流盘、保温帽，可同时铸造6～8根铸锭，有效提高了铸锭的生产效率，缩短了铸锭的熔铸时间，相应的人力、电力、物力都可大量的节省，从而降低了生产成本；本实用新型中的分流盘通过设置集液包和与结晶器中的多个铸锭型腔相匹配的多个特定结构的分流嘴，可平稳均匀分配流向结晶器中的熔体，实现了铸锭生产的自动控制，减少了因人工控制而带来的许多不稳定因素；本实用新型中的保温帽可与铸造平台中具有多个铸锭型腔的结晶器和分流盘等结构相匹配，对铸造多个铸锭的铸造平台内的熔体进行加热和保温。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种多根铸锭的铸造结构，装设于铸造平台中，其特征在于，所述铸造结构包括：
具有多个铸锭型腔可同时铸造多根铸锭的结晶器；
与所述结晶器相连用于将熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的分流盘；
扣盖在所述结晶器并与所述分流盘相连用于防止分流盘内或流道处熔体发生冷凝堵塞的保温帽。
2.根据权利要求1所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，所述结晶器中的多个铸锭型腔呈圆周均匀分布；所述结晶器还包括位于所述结晶器的中心处的连接孔以及分别连接于连接孔和多个铸锭型腔之间的多个支撑梁。
3.根据权利要求1所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，所述结晶器外设有结晶器壳体。
4.根据权利要求3所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，所述结晶器壳体上设有用于向铸造平台通入防护气体以防止流出的熔体发生氧化燃烧的进气孔；所述结晶器壳体底端设有若干冷却水出水孔。
5.根据权利要求1所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，铸锭型腔的数量为4～8个。
6.据权利要求1或2所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，所述分流盘包括：
用于盛装从流道流入的熔体的集液包；
与所述集液包相通置于所述集液包外表面用于将所述集液包内熔体分流至所述结晶器各铸锭型腔的多个分流嘴；
设置于所述集液包顶端的连接板。
7.据权利要求6所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，每一个所述分流嘴包括一个底板和设置于所述底板两侧的两个侧板。
8.根据权利要求1所述的多根铸锭的铸造结构，其特征在于，所述保温帽包括：
保温帽本体，所述保温帽本体一侧开设有分流口；
装设于所述保温帽本体顶部的保温帽压盖；
装设于所述保温帽本体和所述保温帽压盖之间的保温帽压垫；
装设于所述保温帽本体底端的保温帽加热器。
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