半連續鑄造用引錠頭的制作方法

本實用新型涉及一種引錠工具，尤其涉及一種半連續鑄造用引錠頭。

背景技術：

引錠機構，是半連續熔鑄金屬的重要裝置之一。引錠桿由引錠頭、過渡件和桿身組成。澆注前，引錠頭和部分過渡件進入結晶器，形成結晶器可活動的"內底"，澆注開始后，金屬液凝固，與引錠頭凝結在一起，由拉錠桿機構牽引著引錠桿，把鑄坯連續地從結晶器拉出。這是常規半連續鑄造引錠裝置的作用與功能。

金屬半連續鑄造過程開始階段是整個鑄造過程最不穩定的階段，容易發生漏流、鑄錠開裂等鑄造問題。尤其對于凝固溫度范圍寬的合金，鑄錠發生熱裂紋的傾向更大。常規半連續鑄造結晶器中的凝固溫度場是由鑄造機的冷卻系統確定的，一般采用一、二次冷卻，但都是從鑄錠外圍冷卻，這導致了鑄錠邊緣的凝固與中心部分的凝固速度差別增大，而且鑄錠尺寸越大，這種不均勻的凝固越明顯，金屬溶體中部與邊部冷卻速率不均而引起較大的熱應力，容易導致鑄錠變形，降低合格率，影響鑄錠的質量。同時由于內外冷卻速率差別較大，導致鑄錠出現偏析，影響鑄錠的使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種減小半連續鑄造過程中金屬溶體內外冷卻速率差的半連續鑄造用引錠頭，提高鑄錠的合格率和質量，延長鑄錠的使用壽命。

本實用新型公開了一種半連續鑄造用引錠頭，包括托盤本體，所述托盤本體的內腔底面為凸形面，托盤本體底部設有導熱組件。

作為優選，所述導熱組件包括熱管排和翅片裙，熱管排的蒸發端嵌入托盤本體內腔底面的實體內、冷凝端伸出托盤本體的側壁外，翅片裙套于熱管排的冷凝端外使熱管排形成整體。

作為優選，所述托盤本體為圓盤，其內腔底面為上凸的二次曲面，內腔底面的最高點位于托盤本體的軸向中心線上。

作為優選，所述熱管排包括多根成輻射狀嵌裝于所述托盤本體內腔底面實體內的熱管，各熱管的蒸發端均朝向托盤本體的軸向中心。

作為優選，所述翅片裙為兩個相對布置的半圓環，翅片裙上沿厚度方向設有開口槽，翅片裙以開口槽套于所述熱管的蒸發端外，翅片裙上對應相鄰兩熱管之間的區域設有通水孔。

作為優選，所述托盤本體為矩形盤，其內腔的底面成四個曲面對稱加工，四個曲面的頂點重合且位于托盤本體底面幾何中心的正上方。

作為優選，所述熱管排包括多個沿所述托盤本體長度方向或寬度方向平行均布的熱管，各熱管均垂直連接于托盤本體的一對側壁上。

作為優選，所述翅片裙為兩個相對布置的矩形翅片裙，翅片裙上沿厚度方向設有開口槽，翅片裙以開口槽套于熱管的蒸發端外，翅片裙上對應兩熱管之間區域設有通水孔。

作為優選，所述托盤本體的材料為紫銅。

作為優選，所述翅片裙的材料為紫銅，所述熱管排為無機超導熱管排。

本實用新型將托盤本體內腔的底面設計為自邊部向中部凸起的曲面，增加了鑄錠中部的冷卻速率；同時在托盤本體上設有導熱組件，進一步提高了鑄錠中部的冷卻速率，降低了鑄錠中部與外部之間的冷卻速率差，減小了冷卻不均而引起的熱應力，減少偏析現象，防止鑄錠成形過程中出現大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質量，延長鑄錠的使用壽命。

同時，為了提高散熱效果，將導熱組件設置為包括熱管排和翅片裙的裝配件，且熱管排的蒸發端嵌入托盤本體內腔底面的實體內、冷凝端伸出托盤本體的側壁外，翅片裙套于熱管排的冷凝端外。

為了進一步提高中心位置處的冷卻速率，將托盤本體的底面設為向上凸起的曲面，且曲面的最高點位于托盤本體的軸向中心線上。

為了進一步提高散熱效果，在散熱用翅片裙上對應兩熱管之間的區域設置了通水孔。

為了提高冷卻速率，將熱管排設計為成輻射狀嵌裝于托盤本體內腔底面實體內的多個熱管；或者將熱管排設計為多個沿托盤本體長度方向或寬度方向平行均布的熱管，各熱管均垂直連接于托盤本體的一對側壁上。

為了進一步提高冷卻速率，熱管采用無機超導熱管，托盤本體和翅片裙的的材料選用為紫銅。

附圖說明

圖1為本實用新型優選實施例一的剖視示意圖。

圖2為圖1的俯視放大示意圖。

圖3為優選實施例一的工作狀態示意圖。

圖4為本實用新型優選實施例二的剖視示意圖。

圖5為圖4的俯視放大示意圖。

圖示序號：

1—圓盤形托盤本體、2—熱管排、3—半圓形翅片裙、4—噴水冷卻裝置、5—熔爐、6—流槽、7—結晶器、8—通水孔、11—排水孔、21—無機超導熱管、71—冷水通道、72—液穴、10—矩形托盤本體、30—矩形翅片裙。

具體實施方式

優選實施例一，如圖1、圖2所示，本實施例公開的這種連續鑄造用引錠頭，包括圓盤形托盤本體1、熱管排2和兩個相對布置的半圓形翅片裙3。

圓盤形托盤本體1內腔的底面為上凸的二次曲面，（可以是雙曲面、拋物面或橢球面），曲面的最高點位于圓盤形托盤本體1的軸向中心線上。圓盤形托盤本體1內設有排水孔11，熱管排2包括多個成輻射狀嵌裝于托盤本體1內腔底面實體內的無機超導熱管21，各無機超導熱管21的蒸發端均朝向托盤本體1的軸向中心、冷凝端均位于托盤本體1的側壁外。半圓形翅片裙3上沿厚度方向設有開口槽，兩相對布置的半圓形翅片裙3以開口槽套于無機超導熱管21的蒸發端外，半圓形翅片裙3上對應兩無機超導熱管21之間區域設有通水孔8。

在進行半連續鑄造時，首先通過引錠頭底面的排水孔將內腔存水排空并吹干。隨后控制引錠頭上升進入結晶器預定位置。在鑄造的開始階段，控制金屬熔體緩慢、均勻地流入引錠頭內腔，待熔體液面開始漫過引錠頭上表面后以設定的鑄錠速度下移，半連續鑄造過程開始。引錠頭內腔的底面設為凸出的曲面，且使曲面的最高點位于引錠頭的軸向中心線上，使得鑄造過程中鑄錠中部的冷卻速率加快，同時在托盤本體底部成輻射狀嵌裝了若干無機超導熱管，各熱管的蒸發端均朝向托盤本體的軸向中心線、冷凝端伸出托盤本體的側壁外，進一步提高了鑄錠中部的冷卻速率。

如圖3所示，實際運用中對于結晶器尺寸已確定的鑄造機，只需加工出配套尺寸的引錠頭即可。開始鑄造時，金屬溶體從熔爐5中經流槽6進入結晶器7的液穴72內，進入引錠頭的散熱托盤中，冷卻水從結晶器7的冷水通道71中撒向引錠頭，保證鑄錠中部的冷卻速率。當拉錠桿下行時，為了保證引錠頭的繼續冷卻作用，在引錠頭外設置噴水冷卻裝置4，噴水冷卻裝置4將冷卻水噴向引錠頭。可見在拉錠開始之前，引錠頭由從結晶器7的冷水通道71中流出的水進行冷卻；當拉錠開始后，冷水通道71中流出的水作用不到散熱用翅片裙裙及無機超導熱管上，此時啟動引錠頭外的噴水冷卻裝置4，保持中部已凝固部分的冷卻速率，雖然隨著引定桿的下行，引錠頭離凝固區越來越遠，但無機超導熱管的持續散熱為鑄錠中部導熱提供了一條快速通道，保證鑄錠中部的冷卻速率。降低鑄錠中部與外部之間的冷卻速率差，減小冷卻不均而引起的熱應力，減少偏析現象，防止鑄錠成形過程中出現大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質量，延長鑄錠的使用壽命。

優選實施例二，如圖4、圖5所示，本實施例公開的這種連續鑄造用引錠頭與優選實施例一的區別在于，托盤本體為矩形托盤本體10，矩形托盤本體10內腔的底面為四個曲面對稱加工，四個曲面的頂點重合且位于矩形托盤本體10底面幾何中心的正上方，各無機超導熱管21相互平行垂直連接于矩形托盤本體10的一對側壁上。無機超導熱管21的冷凝端外套有散熱用矩形翅片裙30，矩形翅片裙30上對應兩個無機超導熱管21之間區域設有通水孔8。本優選實施例其他結構以及使用方法均與優選實施例一相同。

綜上所述，本實用新型在半連續鑄造時，首先通過引錠頭底面的排水孔將內腔存水排空并吹干。隨后控制引錠頭上升進入結晶器預定位置。在鑄造的開始階段，控制金屬熔體緩慢、均勻地流入引錠頭內腔，待熔體液面開始漫過引錠頭上表面后以設定的鑄錠速度下移，半連續鑄造過程開始。引錠頭內腔的底面設為凸出的曲面，且使曲面的最高點位于引錠頭的軸向中心線上，使得鑄造過程中鑄錠中部的冷卻速率加快，同時在托盤本體底部成嵌裝若干無機超導熱管，各熱管的蒸發端均朝向托盤本體的中心、冷凝端伸出托盤本體的側壁外，進一步提高了鑄錠中部的冷卻速率。減小冷卻不均而引起的熱應力，減少偏析現象，防止鑄錠成形過程中出現大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質量，延長鑄錠的使用壽命。