專利名稱：鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金行業的連鑄設備領域，更具體的說，是一種鋁合金大規格方
錠密布同水平熱頂鑄造裝置。
背景技術：
鋁合金棒材根據鑄成形狀可分類為圓錠和方錠，鋁合金棒材鑄造的歷史上，20世紀90年代前圓錠和方錠的鑄造裝置都是非同水平鑄造的方式。由于圓錠的工程學特性，20世紀90年代初鑄造業首先實現了同水平鑄造，接著再實現了同水平熱頂鑄造，然后又很快實現了當前通行的圓錠密布同水平熱頂鑄造形式。這種形式在鑄成圓錠的綜合工藝品質上和鑄造效率上的巨大優勢迅速成為鑄造業者的共識。(小規格方錠基礎上改進)[0003] 而同一時期老式落后的鋁合金大規格方錠非同水平鑄造形式卻一直不能得到突破，如圖2所示，這種方錠的鑄造裝置由結晶器16形成結晶帶，通過配置浮漂漏斗18控制液面，結合外圍傳動裝置構成鋁合金方錠的鑄造系統。該系統中完成其主體結晶的鑄造裝置結晶器16，通常是由8-10mm鋁板，用折邊方式折成方形，再外圍配以循環的冷卻水5構成。鑄造過程中，結晶器16裝在模臺上，結晶器16的上部設有導流作用的流管17和用來控制液面的浮漂漏斗18，結晶器16的下部設有引錠頭9，引錠頭9裝在引錠座10上。鑄造前，把模臺和引錠座10安上鑄造井，然后升上引錠頭9，使其進入結晶器16內形成鑄模；鑄造時，金屬鋁液1通過浮漂漏斗18流入結晶器16中，經冷卻水5的冷卻，引錠頭9以一定速度向鑄造井下方移動，將結晶器16內冷卻成形的鑄錠拉出，達到一定長度時停止供金屬鋁液1和冷卻水5，翻開模臺吊出方形鑄錠8。這種非同水平鋁合金方錠鑄造的最大缺點是鑄造液面會有落差問題的存在，當同水平輸送分配裝置2中的金屬鋁液1從流管17中流出，流經浮漂漏斗18時會產生紊流現象，在此過程中鋁液產生翻滾，并且高溫鋁液與大量空氣接觸造成氧化鋁膜二次夾雜和含氫量的增加，從而大大降低了鋁液的品質；其產生的結晶帶高度一般會在120mm以上，過高的結晶帶導致結晶時間加長，二次冷卻不能及時跟上等問題的出現，這些原因促使鑄成的鋁錠晶粒粗大、均勻度降低，并難以避免有大量鑄造冷隔的存在。另外在鑄造過程中也不能很好的控制結晶器內金屬液面的水平。液面過低會造成鑄錠表面形成冷隔，嚴重時會產生漏鋁；過高又會加重鑄錠表面偏析瘤的深度，極易造成鑄錠表面拉痕甚至拉裂。而且這種裝置的引錠配合性較差，容易發生引錠頭9直接撞擊破壞結晶器16的情況。
實用新型內容本實用新型的目的在于改變傳統的鋁合金大規格方錠非同水平的鑄造方式，提供一種能在鋁合金熔體出爐_凈化_輸送_鑄造階段實施密布同水平熱頂鑄造工藝的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，突破性地提升鋁合金大規格方錠鑄造的工藝品質，大大提升生產效率。 為了實現上述目的，本實用新型的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，包括結晶器以及與結晶器對應的下方引錠頭，所述結晶器由保溫熱頂帽、結晶器上套和結晶器下套組成；所述保溫熱頂帽、結晶器上套和結晶器下套從上至下依次相連，并所述引錠頭共同構成一個貯液空腔。 作為本實用新型的一種改進，所述保溫熱頂帽上至少設有一個以上的鋁液流口 ；所述鋁液流口根據所鑄方錠的截面需要確定形狀及大小。 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器上套上設有隔熱槽；所述隔熱槽沿整個結晶器上套的上表面周向環布。 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器上套的內部設有冷卻水平衡管；所述冷卻水平衡管相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔。 作為本實用新型的一種改進，所述冷卻水平衡管沿整個結晶器上套的周向環布。[0010] 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器下套為法蘭型式，其上帶有引錠頭導入塊；所述引錠頭導入塊的數量根據所鑄方錠截面形狀而確定。 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器下套上設有與結晶器內部相通的排水槽。 作為本實用新型的一種改進，所述引錠頭上至少設有一個以上的拉鋁器；所述拉
鋁器的數量及大小根據所鑄方錠截面的形狀而確定。 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器下套與引錠頭之間設有密封用的石棉繩相圍。 作為本實用新型的一種改進，所述結晶器上套為鍛打紫銅材料拼裝而成。 本實用新型以鋁合金大規格方錠熱頂鑄造結晶器為核心工作部件，配套由耐火材
料制成的鋁合金熔體同水平輸送分配裝置和冷卻水組裝分布裝置，輔以密布鑄造的設計，
再結合外圍的鑄造引錠傳動裝置，構成本實用新型的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄
造裝置。 由于本實用新型裝置中的鋁合金熔體的連續輸送是在同一水平面上的流動，和空氣接觸的面積降到了最小，表面的氧化鋁膜不會連續遭到破壞，最大限度地避免了鑄造過程的二次夾雜；本實用新型裝置還能消除鑄造時液面有落差所產生的負面影響，鑄成的鑄錠晶粒細化，材料均質化，消除了常見的鑄造冷隔，避免了以往非同水平鑄造工藝所產生的氧化物雜質及氫元素的二次污染。結晶器上套中的隔熱槽有效的改善了第一冷卻、第二冷卻的平衡。本實用新型裝置中的鑄前引錠改進為分兩級的引導定位結晶器下套及引錠頭導入塊的初步引導定位和引錠頭再順滑道滑入的準確定位，安全且效率高，可實現自動化操作，再輔以密布鑄造的設計，能大大提高鑄造產量。
圖1是本實用新型鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的結構剖視圖。[0018] 圖2是傳統的鋁合金大規格方錠鑄造裝置的結構剖視圖。 圖中1金屬鋁液、2同水平輸送分配裝置、3保溫熱頂帽、4冷卻水平衡管、5冷卻水、6結晶器上套、7結晶器下套、8方形鑄錠、9引錠頭、10引錠座、11排水槽、12冷卻水組裝分布裝置、13引錠頭導入塊、14隔熱槽、15拉鋁器、16結晶器、17流管、18浮漂漏斗。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述[0021] 如圖1所示，本實用新型鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置包括結晶器和和結晶器下部對應的裝在引錠座10上的引錠頭9，所述結晶器是由保溫熱頂帽3、結晶器上套6和結晶器下套7組成，保溫熱頂帽3、結晶器上套6和結晶器下套7從上至下依次相連，與引錠頭9可共同構成一個貯液空腔，即是在鑄造前引錠頭9進入結晶器內時形成的鑄模型腔。結晶器的保溫熱頂帽3中至少設有一個以上的鋁液流孔，可以根據所鑄方錠截面形狀確定導流孔的數量和尺寸作均勻排布，實現平均分配金屬鋁液l的目的。結晶器上套6采用材質為40 70X40 70mm鍛打紫銅材料拼裝加工而成，其內部設有一圈沿整個結晶器上套6周向延伸環繞的冷卻水平衡管4，冷卻水平衡管4的截面形狀為圓形，相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔，冷卻水進水孔和冷卻水出水孔根據冷卻水的流量計算得出并均勻分布在四周。由于紫銅的傳導熱性能大大優于傳統所采用的鋁材，加上合理分布的水流通道，保證了同水平方錠熱頂鑄造工藝中的一次結晶冷卻區的熱量充分傳導；結晶器下套7采用傳統的鍛鋁材質制造，節省了制造成本；結晶器下套7的外形為法蘭型式，其內輪廓與引錠頭9的外輪廓相配，在引錠頭9上升進入結晶器內的過程中起初步定位作用，也避免昂貴的結晶器上套6被引錠頭9直接撞擊。結晶器下套7設有與結晶器內部相通的排水槽11，合理排布的排水槽11保證了二次冷卻區水簾的充分均勻。結晶器和外圍配套的同水平輸送分配裝置2、冷卻水組裝分布裝置12，以及帶動引錠座10作上下運動的鑄造引錠傳動裝置，一起構成了本實用新型的鋁合金方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。[0022] 本實用新型鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置的工作過程先將密布鑄造設計的引錠頭9 一起安裝到引錠座10上，通過鑄造引錠傳動裝置使引錠座10帶著引錠頭9 一起上升，引錠頭9先與結晶器下套7進行初步定位，然后順著滑道準確滑入，定位于各自的結晶器內部當中，此時引錠頭9與結晶器形成了一個鑄模空腔。冶煉好的金屬鋁液1通過流槽輸送到由耐火材料制成的同水平輸送分配裝置2中，經保溫熱頂帽3流入結晶器內部的鑄模空腔，這階段金屬鋁液1在保溫熱頂帽3處能得到良好的保溫，降溫很少。隨后引錠頭9開始以一定的速度逐漸下移，形成第一次快速冷卻的結晶。冷卻水組裝分布裝置12圍繞著結晶器上套6并連通，冷卻水5連續不斷地從結晶器上套6中的冷卻水進水孔流入相連的冷卻水平衡管4中，通過循環不停地帶走熱量并由冷卻水出水孔中排出，排出的冷卻水5通過結晶器下套7上的排水槽ll，又形成第二次強制冷卻區所需的水簾。這階段結晶速度隨引錠頭9的下移加快，形成連續鑄造，最終生成所需要的方形鑄錠8。[0023] 最后，還要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型還可以有許多變形，本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求一種鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，包括結晶器以及與結晶器對應的下方引錠頭(9)，其特征在于，所述結晶器由保溫熱頂帽(3)、結晶器上套(6)和結晶器下套(7)組成；所述保溫熱頂帽(3)、結晶器上套(6)和結晶器下套(7)從上至下依次相連，并所述引錠頭(9)共同構成一個貯液空腔。
2. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述保溫熱頂帽(3)上至少設有一個以上的鋁液流口 ；所述鋁液流口根據所鑄方錠的截面需要確定形狀及大小。
3. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器上套(6)上設有隔熱槽(14);所述隔熱槽(14)沿整個結晶器上套(6)的上表面周向環布。
4. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器上套(6)的內部設有冷卻水平衡管(4);所述冷卻水平衡管(4)相連著至少一個冷卻水進水孔和至少一個冷卻水出水孔。
5. 根據權利要求4所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述冷卻水平衡管(4)沿整個結晶器上套(6)的周向環布。
6. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器下套(7)為法蘭型式，其上帶有引錠頭導入塊(13);所述引錠頭導入塊(13)的數量根據所鑄方錠截面形狀而確定。
7. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器下套(7)上設有與結晶器內部相通的排水槽(11)。
8. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述引錠頭(9)上至少設有一個以上的拉鋁器(14);所述拉鋁器(14)的數量及大小根據所鑄方錠截面的形狀而確定。
9. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器下套(7)與引錠頭(9)之間設有密封用的石棉繩相圍。
10. 根據權利要求1所述的鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置，其特征在于，所述結晶器上套(6)為鍛打紫銅材料拼裝而成。
專利摘要本實用新型涉及冶金行業的連鑄設備領域，旨在提供一種鋁合金大規格方錠密布同水平熱頂鑄造裝置。該裝置包括結晶器以及與結晶器對應的下方引錠頭，結晶器由保溫熱頂帽、結晶器上套和結晶器下套組成；保溫熱頂帽、結晶器上套和結晶器下套從上至下依次相連，并引錠頭共同構成一個貯液空腔。本實用新型提供了一種能在鋁合金熔體出爐-凈化-輸送-鑄造階段實施密布同水平熱頂鑄造工藝的鑄造裝置，突破性地提升鋁合金大規格方錠鑄造的工藝品質，而且也大大提升生產效率。
文檔編號B22D11/045GK201482944SQ20092018993
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者孔亞琴, 王建新, 王水富 申請人:王水富