生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴的制作方法

生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其主要由上、下盒板（45）與邊部擋塊（42）相互對接組裝而成，上、下盒板（45）之間形成一熔體型腔（43），熔體型腔（43）的一端為入流口（41），另一端設有出流口（46），熔體型腔（43）內設有多個間隔式布置的支撐塊，各支撐塊固接于上、下盒板（45）之間，所述鑄嘴的入流口（41）的寬度a略小于鑄嘴出流口（46）的寬度b，且出流口（46）的寬度b在1800mm以上。本發明的鑄嘴結構簡單、壽命長，能夠保證在生產寬幅鋁合金鑄軋板坯的熔體流穩定及熔體流熱場均勻性。
【專利說明】生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鑄軋法生產金屬板坯中用到的鑄嘴結構，尤其涉及一種鑄軋法生產寬幅鋁合金板坯中用到的鑄嘴結構。
【背景技術】
[0002]鋁合金鑄軋生產中，鑄嘴是輸送鋁液的關鍵部分，鑄嘴結構將直接影響熔體能否均勻、穩定的從鑄嘴型腔進入鑄軋區，進而影響板材質量，因此，鑄嘴結構設置的合理性在整個鋁合金鑄軋生產中起關鍵作用。
[0003]近年來，鑄軋生產鋁合金板材逐漸往生產寬幅鑄軋板方向發展，國外的鑄軋板板還寬度從IOOOmm?1500mm發展到1800mm甚至2000mm以上。隨著板還寬度的增大，對鑄嘴結構也提出了更高的要求，如何保證熔液能夠順利從鑄嘴流出并保證鑄嘴出口處熔體流熱場均勻、穩定，這都是本領域技術人員需要面臨的技術難題。
[0004]按照國內現有的hunter式鑄嘴(窄口鑄嘴)結構設計，當鑄嘴寬度達到1800mm時，鑄嘴采用一級分流、二級分流、三級分流(參見圖6?圖8)都很難保證鑄嘴出口處熔體流的熱場均勻合理。而采用傳統的前箱與3C型鑄嘴(寬口鑄嘴)配合，也很難實現1800mm以上鑄嘴出口熔體流熱場均勻。同時，由于鑄嘴寬度大幅度增加，如何提高鑄嘴結構強度以避免鑄嘴發生變形甚至破壞，這也是鑄嘴結構設計時需要考慮的因素。基于此，我們有必要探索和研發新型的鑄嘴結構，以適應寬幅鋁合金鑄軋板材的生產要求。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、壽命延長、能夠保證熔體流穩定及熔體流熱場均勻性的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其主要由上、下盒板與邊部擋塊相互對接組裝而成，上、下盒板之間形成一熔體型腔，熔體型腔的一端為入流口，另一端設有出流口，所述熔體型腔內設有多個間隔式布置的支撐塊，各支撐塊固接于上、下盒板之間，所述鑄嘴的入流口的寬度a略小于鑄嘴出流口的寬度b，且出流口的寬度b在1800mm以上。
[0007]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴中，優選的，所述支撐塊為橢圓柱狀支撐塊，且其底面呈橢圓形，橢圓形的長軸方向與熔體型腔內熔體流動方向平行，橢圓形的短軸方向與鑄嘴的寬度方向平行。更優選的，所述橢圓形的長軸長度為40mm?80mm,橢圓形的短軸長度15mm?25mm。
[0008]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴中，優選的，所述多個間隔式布置的支撐塊分兩排布設，其中，前排橢圓支撐塊靠近入流口，后排橢圓支撐塊靠近出流口，前排橢圓支撐塊和后排橢圓支撐塊相互錯落設置。更優選的，前排橢圓支撐塊的中心點距入流口的距離為60mm?80mm,后排橢圓支撐塊的中心點距前排橢圓支撐塊的中心點距離為80mm?150mm。前排橢圓支撐塊和后排橢圓支撐塊的數目均控制在4?12個,且前排橢圓支撐塊和后排橢圓支撐塊的數目相差一個；每一排相鄰兩支撐塊的間隔距離相等。
[0009]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴中，優選的，所述鑄嘴的入流口的寬度a比鑄嘴出流口的寬度b小IOmm~40mm。
[0010]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴中，優選的，所述出流口的寬度b控制在 1800mm ~2300mm。
[0011]作為對上述生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴的進一步改進，所述鑄嘴的入流口處優選連接有前箱體，所述前箱體中垂直于熔體流向的平面內設有隔熱保溫部件；所述隔熱保溫部件包括N個隔熱保溫單體，N ^ 2 (優選6~14個)，通過所述N個隔熱保溫單體將所述前箱體分隔成M個空腔(M可以為N+1或N-1);所述空腔內設有熔體流熱場調節裝置，所述熔體流熱場調節裝置的數目與空腔的數目對應；所述熔體流熱場調節裝置包括溫度調節裝置及流量調節裝置，所述溫度調節裝置設置在所述流量調節裝置上；所述熔體流熱場調節裝置沿前箱體的寬度方向排列，且熔體流熱場調節裝置、隔熱保溫部件與前箱體之間可形成多個供熔體流通過的流道，所述流道的一端連通至所述前箱體的入口，另一端連通至鑄嘴。當M為N+1時，所述熔體流熱場調節裝置、隔熱保溫部件以及前箱體之間形成流道；當M為N-1時，所述熔體流熱場調節裝置、隔熱保溫部件以及前箱體的底部之間形成流道。通過在所述鑄嘴的入流口處設置上述結構的前箱體，可使到達鑄嘴入流口處的熔體流熱場保持均勻、穩定，大大減小鑄嘴的穩流、均質的壓力；而本發明的鑄嘴結構則可以很好地配合上述前箱體， 使在入流口處的熔體流熱場均勻、穩定保持到鑄嘴的出流口處，進而大大提聞板還的加工質量。
[0012]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，優選的，所述流量調節裝置包括本體以及彈性片，所述彈性片設置在所述本體上，且所述彈性片能帶動所述本體沿所述空腔的兩相對側表面進行上下移動(移動區間位于前箱體的底部與隔熱保溫單體的頂部之間)，所述溫度調節裝置設置在所述本體底部的內壁上。
[0013]上述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，優選的，所述隔熱保溫單體的上端面不低于所述前箱體的上端面；所述隔熱保溫單體的寬度Dl為30mm~80mm，長度LI為50mm~100mm，空腔的寬度D2為120mm~200mm ;所述隔熱保溫單體的前端面到鑄嘴的距離d為IOOmm~250mm ;所述隔熱保溫單體的材質為陶瓷纖維耐熱保溫板。通過隔熱保溫單體的尺寸等進行優化，不僅便于設備的加工生產，而且可以更好地保證各股熔體流的穩定，而隔熱保溫單體的材質選用陶瓷纖維耐熱保溫板，不僅隔熱保溫效果好，而且可以防止各股熔體之間的溫度相互干擾。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0015](I)使用本發明鑄嘴生產寬幅鋁合金鑄軋板坯時，能更好地保證熔體流至邊部以及鑄嘴出流口處熔體流熱場的均勻性，生產出品質更優的1800_~2300_的寬幅鋁合金鑄軋板坯；
[0016](2)使用本發明鑄嘴生產寬幅鋁合金鑄軋板坯時，鑄嘴上下盒板結構穩定，可延長鑄嘴的使用壽命。
[0017]本發明的鑄嘴在優選配置上述的前箱體后，整體結構精簡，生產成本低；通過前箱體內設置的調節裝置，可使得熔體流至前箱體的隔熱保溫部件時將被分流成多股，且隔熱保溫單體對相鄰各股熔體之間能起到很好的防干擾作用，在此基礎上，我們能根據實際需求很好地調控各股熔體的溫度以及流速，從而使得整個熔體流熱場均勻、穩定。本發明中隔熱保溫單體的數量優選設置6?14個時，完全能滿足現實中生產2000mm以上的寬幅鑄軋板的需求。
[0018]另外，本發明中優選配置的流量調節裝置是采用本體和彈性片的組合，結構簡單，成本低；彈性片能帶動本體沿所述空腔相對的兩側壁表面進行上下移動，能自由調控流道的高度，實現在線調控，實用性強。
[0019]總體而言，本發明鑄嘴的結構簡單，加工方便，適用范圍廣，可以降低加工成本，提高加工效率，提高加工產品的質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例1中生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴的結構示意圖。
[0021]圖2為本發明實施例1中生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴去掉前箱體后的主剖視圖。
[0022]圖3為本發明實施例1中生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴沿圖2中A-A處的側首1J視圖。
[0023]圖4為本發明實施例1中的鑄嘴沿圖1中C-C處的剖面結構示意圖。
[0024]圖5為本發明實施例1中的鑄嘴沿圖1中B-B處的剖面結構示意圖(旋轉了 90° )。
[0025]圖6為現有技術中采用一級分流的鑄嘴結構示意圖。
[0026]圖7為現有技術中采用二級分流的鑄嘴結構示意圖。
[0027]圖8為現有技術中采用三級分流的鑄嘴結構示意圖。
[0028]圖例說明
[0029]1、前箱體；11、入口 ；2、隔熱保溫部件；21、隔熱保溫單體；3、熔體流熱場調節裝置；31、溫度調節裝置；32、流量調節裝置；321、本體；322、彈性片；4、鑄嘴；41、入流口 ；42、邊部擋塊；43、熔體型腔；44、前排橢圓支撐塊；45、上、下盒板；46、出流口 ；47、后排橢圓支撐塊；5、流道；
【具體實施方式】
[0030]以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但并不因此而限制本發明的保護范圍。
[0031]實施例1:
[0032]一種如圖1、圖2所示生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其主要由上、下盒板45與邊部擋塊42相互對接組裝而成，上、下盒板45之間形成一熔體型腔43，熔體型腔43的一端為入流口 41，另一端設有出流口 46，熔體型腔43內設有多個支撐塊，各支撐塊固接于上、下盒板45之間，鑄嘴的入流口 41的寬度a略小于鑄嘴出流口 46的寬度b (小20mm)，且鑄嘴入流口 41的寬度a為1860mm，鑄嘴出流口 46的寬度b為1880mm，且鑄嘴自身寬度在 1900mm。
[0033]本實施例的鑄嘴4中，各支撐塊為橢圓柱狀支撐塊(參見圖2)，且橢圓形的長軸方向與熔體型腔43內熔體流動方向平行，長軸長50mm，短軸方向與鑄嘴4的寬度方向平行，短軸長15mm。各支撐塊分兩排布設，前排橢圓支撐塊44中心點距入流口 41的距離cl為75mm,后排橢圓支撐塊47中心點距前排橢圓支撐塊44中心點的距離c2為IOOmm,前排橢圓支撐塊44 (共設置7個，圖2中5個僅為示意)和后排橢圓支撐塊47 (共設置8個，圖2中6個僅為示意)相互錯落設置，每一排相鄰兩支撐塊的間隔距離相等。
[0034]如圖1所示，本實施例鑄嘴4的入流口 41處連接有前箱體1，所述前箱體I中垂直于熔體流向的平面內設有隔熱保溫部件2 ;隔熱保溫部件2包括N個隔熱保溫單體21，N ^ 2，通過所述N個隔熱保溫單體21將前箱體I分隔成M個空腔；空腔內設有熔體流熱場調節裝置3，熔體流熱場調節裝置3的數目與空腔的數目對應；熔體流熱場調節裝置3包括溫度調節裝置31及流量調節裝置32，溫度調節裝置31設置在流量調節裝置32上；熔體流熱場調節裝置3沿前箱體I的寬度方向排列，且熔體流熱場調節裝置3、隔熱保溫部件2與前箱體I之間可形成多個供熔體流通過的流道5，流道5的一端連通至前箱體I的入口 11，另一端連通至鑄嘴4的入流口 41。流量調節裝置32包括本體321以及彈性片322，彈性片322設置在本體321上，且彈性片322能帶動本體321沿空腔的兩相對側表面進行上下移動，溫度調節裝置31設置在本體321底部的內壁上。隔熱保溫單體21的上端面不低于前箱體I的上端面；隔熱保溫單體21的寬度Dl為60mm，長度LI為100mm，空腔的寬度D2均為200mm ;隔熱保溫單體21的前端面到鑄嘴4的距離d為200mm ;隔熱保溫單體21的材質為陶瓷纖維耐熱保溫板。
[0035]實施例2:
[0036]一種本發明的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其結構與實施例1中的鑄嘴結構基本相同，但本實施例中鑄嘴的入流口的寬度為2000mm，鑄嘴出流口的寬度為2020mm，且鑄嘴自身寬度在2040mm。
[0037]另外，本實施例中 的前排橢圓支撐塊共設置8個，前排橢圓支撐塊共設置9個，每一排相鄰兩支撐塊的間隔距離相等。
[0038]采用上述本發明實施例的鑄嘴生產的鋁合金鑄軋板坯板面質量良好，板材中凸度控制在板厚的0.2%~0.8%內，邊差在±0.03mm，板材邊部與中心部位的微觀組織趨于一致。
[0039]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其主要由上、下盒板(45)與邊部擋塊(42)相互對接組裝而成，上、下盒板(45)之間形成一熔體型腔(43)，熔體型腔(43)的一端為入流口(41)，另一端設有出流口(46)，其特征在于:所述熔體型腔(43)內設有多個間隔式布置的支撐塊，各支撐塊固接于上、下盒板(45)之間，所述鑄嘴的入流口(41)的寬度a略小于鑄嘴出流口(46)的寬度b，且出流口(46)的寬度b在1800mm以上。
2.根據權利要求1所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述支撐塊為橢圓柱狀支撐塊，且其底面呈橢圓形，橢圓形的長軸方向與熔體型腔(43)內熔體流動方向平行，橢圓形的短軸方向與鑄嘴的寬度方向平行。
3.根據權利要求2所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述橢圓形的長軸長度為40mm~80mm,橢圓形的短軸長度15mm~25mm。
4.根據權利要求1或2或3所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述多個間隔式布置的支撐塊分兩排布設，其中，前排橢圓支撐塊(44)靠近入流口(41)，后排橢圓支撐塊(47)靠近出流口(46)，前排橢圓支撐塊(44)和后排橢圓支撐塊(47)相互錯落設置。
5.根據權利要求4所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:前排橢圓支撐塊(44)的中心點距入流口(41)的距離為60mm~80mm,后排橢圓支撐塊(47)的中心點距前排橢圓支撐塊(44)的中心點距離為80mm~150mm。
6.根據權利要求4所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:前排橢圓支撐塊(44)和后排橢圓支撐塊(47)的數目均控制在4~12個，且前排橢圓支撐塊(44)和后排橢圓支撐塊(47)的數目相差一個；每一排相鄰兩支撐塊的間隔距離相等。
7.根據權利要求1或2或3所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述鑄嘴的入流口(41)的寬度a比鑄嘴出流口(46)的寬度b小IOmm~40mm。
8.根據權利要求1或2或3所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述鑄嘴(4)的入流口( 41)處連接有前箱體(I )，所述前箱體(1)中垂直于熔體流向的平面內設有隔熱保溫部件(2);所述隔熱保溫部件(2)包括N個隔熱保溫單體(21)，N > 2，通過所述N個隔熱保溫單體(21)將所述前箱體(1)分隔成M個空腔；所述空腔內設有熔體流熱場調節裝置(3)，所述熔體流熱場調節裝置(3)的數目與空腔的數目對應；所述熔體流熱場調節裝置(3)包括溫度調節裝置(31)及流量調節裝置(32)，所述溫度調節裝置(31)設置在所述流量調節裝置(32 )上；所述熔體流熱場調節裝置(3 )沿前箱體(1)的寬度方向排列，且熔體流熱場調節裝置(3)、隔熱保溫部件(2)與前箱體(1)之間可形成多個供熔體流通過的流道(5 )，所述流道(5 )的一端連通至所述前箱體(1)的入口( 11)，另一端連通至鑄嘴(4 )。
9.根據權利要求8所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述流量調節裝置(32 )包括本體(321)以及彈性片(322 )，所述彈性片(322 )設置在所述本體(321)上，且所述彈性片(322)能帶動所述本體(321)沿所述空腔的兩相對側表面進行上下移動，所述溫度調節裝置(31)設置在所述本體(321)底部的內壁上。
10.根據權利要求9所述的生產寬幅鋁合金鑄軋板坯用的鑄嘴，其特征在于:所述隔熱保溫單體(21)的上端面不低于所述前箱體(1)的上端面；所述隔熱保溫單體(21)的寬度Dl為30mm~80mm,長度LI為50mm~100mm,空腔的寬度D2為1 20mm~200mm ;所述隔熱保溫單體(21)的前端面到鑄嘴(4)的距離d為IOOmm~250mm ;所述隔熱保溫單體(21)的材質為陶瓷纖維耐熱保溫板。`
【文檔編號】B22D11/06GK103691898SQ201310673964
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】丁吉林, 熊崇禮, 鄧運來, 李永平, 付利智, 胥福順, 戴青松, 王義仁, 陳勁戈, 張勁, 肖明富, 姜科達, 王洋 申請人:云南鋁業股份有限公司, 中南大學