銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水平連鑄技術領域，具體地說涉及一種銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]銅鋁復合材料具有銅鋁結合強度高、組織均勻，力學、電學性能好的特點，在水平連鑄過程中二次冷卻過程是一個非常重要的環節，對凝固組織及凝固潛熱釋放有很大的影響。常規的二次冷卻裝置多用于板帶材，水平方向水冷噴頭多為上下分布，噴頭直噴冷卻，縱向方向沒有冷卻梯度過渡，冷卻梯度小，冷卻覆蓋面不夠均勻合理，不能對鑄坯各個方向進行有效、均勻冷卻，無法精細控制鑄坯晶粒尺寸及形貌；更重要的，常規二次冷卻裝置設計使用時距離結晶器較遠，無法滿足銅鋁復合鑄造過程中鋁芯的及時冷卻凝固。鑄造過程中，如果選用常規的二次冷卻裝置，會造成如下問題:1、冷卻強度低、冷卻控制精度差，造成銅鋁界面反應嚴重，界面腐蝕，鋁芯冷隔、空洞，甚至銅層溶蝕，直接導致鑄造失敗；2、冷卻區域設置不合理，無法進行有效鋁芯冷卻，導致鋁芯處產生嚴重鑄造缺陷；3、各噴嘴流量不能獨立控制，鑄坯上下冷卻不均勻，導致鑄造組織不均勻，晶粒尺寸差異大，坯料不合格；4、鑄坯溫度控制波動較大，導致鑄造組織相差較大，性能不穩定，無法順利進行后續的壓力加工。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決上述問題而提供了一種銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，包括箱體，箱體上設有前面板和后擋板，箱體內設有噴嘴，所述的噴嘴縱向方向設為三組，每組噴嘴均分為上下左右四個，每個噴嘴的流量由流量控制系統控制；
流量控制系統由電動閥、流量計、溫度傳感器以及PLC構成，流量控制系統一端與冷卻水池連接，另一端與二次冷卻裝置連接；
所述的噴嘴尾部安有射流穩定器；
所述的后擋板上設有定位孔，后擋板通過定位孔與結晶器固定連接；
箱體上設有冷卻分區擋板，冷卻分區擋板與二次冷卻裝置底部噴嘴裝配在一起；
最外側噴嘴的冷卻點距離結晶器80-130mm之間，另外兩組噴嘴的間隔距離為25_45mm之間。
[0005]本發明的有益效果是:本發明滿足銅鋁復合鑄造，特別是可以滿足鋁芯鑄造的冷卻條件，冷卻強度高，快速帶走凝固潛熱；冷卻精度控制精準，高效、準確、穩定控制鑄坯二次冷卻，極大提升鑄坯銅鋁結合性能，各噴嘴流量獨立控制，可依照鑄坯實時狀態動態調整各個參數，達到鑄坯各個部位組織一致，晶粒細小均勻，性能均一。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明的右視圖；
圖2為本發明的剖面示意圖；
圖3為本發明的左視圖：
圖4為本發明的流量控制系統示意圖：
圖5為本發明圖2的局部放大示意圖。
[0007]零件說明：1、箱體，2、后擋板，3、噴嘴，4、前面板，5、后擋板，6、定位孔，7、平面扇形，8、冷卻分區擋板，9、電動閥，10、流量計，11、溫度傳感器，12、流量控制系統。
【具體實施方式】
[0008]為了更好地理解與實施，下面結合附圖對本發明作進一步說明：銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，包括箱體1，箱體1外形尺寸為45x45x22cm，采用6061鋁合金材質，力學性能優良，質輕耐腐蝕，前面板4尺寸為45x45cm，中空預留相應規格坯料通道，采用鋼化玻璃材質作為觀測口，以實時監控坯料表面鑄造狀況。后擋板2尺寸為45x45cm，中空預留相應規格坯料通道，采用304不銹鋼材質，耐高溫，后擋板2上設有定位孔6，后擋板2通過定位孔6裝配于結晶器上，半封閉式結構，可阻斷與結晶器的水流，防止水霧四處噴濺，在針對銅鋁復合鑄坯下表面的區域設置有冷卻分區擋板8，以保證鋁芯底部可以順利冷卻凝固，有效避免鋁芯鑄造缺陷。箱體1內設有噴嘴3，噴嘴3采用303不銹鋼材質，縱深方向分三組噴頭，形成一定的冷卻梯度，每組噴頭均分上下左右四個，每個噴嘴流量可經由電動閥9、流量計10、溫度傳感器11由PLC控制面板組成的流量控制系統12單獨控制，通過可調球形接頭連接，在45°范圍內方向可調，全方位覆蓋冷卻范圍，無冷卻盲區，可根據鑄造冷卻量進行精確量化分配。
[0009]最外側噴嘴3的冷卻點距離結晶器100mm，另外兩組噴嘴3的間隔距離為35mm，噴嘴3尾部安有射流穩定器5，當噴嘴3安裝在T形管、分支管或彎管上時，液體拐彎進入噴嘴就會產生內部渦流，這種渦流能顯著破壞噴流的均勻性，嚴重影響冷卻穩定性，而采用射流穩定器5則可以把渦流減少到最低程度，并通過穩定噴流的方式增強噴射沖擊力，提高冷卻強度與精度，進一步改善鑄坯質量。噴嘴3噴射角度范圍為40~80°，噴水分布呈平面扇形7，噴射范圍內不同部位噴淋均勻，液滴大小范圍為800 ym。箱體1上設有冷卻分區擋板8。
[0010]使用時，箱體1通過后擋板2上的四個定位孔6直接裝配在結晶器上，噴嘴3尾部裝有射流穩定器5連通到有過濾器的水管上，冷卻水經由水管、過濾器、射流穩定器5、噴嘴，噴淋到鑄坯表面，對鑄坯進行二次冷卻。冷卻水水溫為常溫20°C，流量控制到10L/min，水壓控制到0. 32Mpa。
【主權項】
1.銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，包括箱體(I)，箱體(I)上設有前面板(4)和后擋板(2)，箱體(I)內設有噴嘴(3)，其特征在于所述的噴嘴(3)縱向方向設為三組，每組噴嘴(3)均分為上下左右四個，每個噴嘴(3)的流量由流量控制系統(12)控制。2.如權利要求1所述的銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，其特征在于流量控制系統(12 )由電動閥(9 )、流量計(10)、溫度傳感器(11)以及PLC構成，流量控制系統(12 ) —端與冷卻水池連接，另一端與二次冷卻裝置連接。3.如權利要求1所述的銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，其特征在于所述的噴嘴(3)尾部安有射流穩定器(5)。4.如權利要求1所述的銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，其特征在于所述的后擋板(2)上設有定位孔(6)，后擋板(2)通過定位孔(6)與結晶器固定連接。5.如權利要求1所述的銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，其特征在于箱體(I)上設有冷卻分區擋板(8)，冷卻分區擋板(8)與二次冷卻裝置底部噴嘴裝配在一起。6.如權利要求1或3所述的銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，其特征在于最外側噴嘴(3)的冷卻點距離結晶器80-130mm之間，另外兩組噴嘴(3)的間隔距離為25_45mm之間。
【專利摘要】本發明提供了一種銅鋁復合鑄造用的二次冷卻裝置，包括箱體，箱體上設有前面板和后擋板，箱體內設有噴嘴，所述的噴嘴縱向方向設為三組，每組噴嘴均分為上下左右四個，每個噴嘴的流量由流量控制系統控制；流量控制系統由電動閥、流量計、溫度傳感器以及PLC構成，流量控制系統一端與冷卻水池連接，另一端與二次冷卻裝置連接。本發明滿足銅鋁復合鑄造，特別是可以滿足鋁芯鑄造的冷卻條件，冷卻強度高，快速帶走凝固潛熱；冷卻精度控制精準，高效、準確、穩定控制鑄坯二次冷卻，極大提升鑄坯銅鋁結合性能，各噴嘴流量、水壓獨立控制，可依照鑄坯實時狀態動態調整各個參數，達到鑄坯各個部位組織一致，晶粒細小均勻，性能均一。
【IPC分類】B22D11/124
【公開號】CN105014031
【申請號】CN201510462834
【發明人】董曉文, 王連忠, 蘭占軍
【申請人】煙臺孚信達雙金屬股份有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月1日