專利名稱:一種熱頂結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及金屬鑄造領(lǐng)域,更具體地說(shuō),是涉及一種熱頂結(jié)晶器。
背景技術(shù):
變形鋁合金方錠大多采用普通半連續(xù)鑄造成形方法,該方法成形時(shí)其整個(gè)結(jié)晶器 壁是被直接冷卻的,結(jié)晶器內(nèi)熔體首先會(huì)生成金屬凝殼。凝殼產(chǎn)生收縮形成氣隙,影響到鑄 錠進(jìn)一步冷卻。冷卻強(qiáng)度降低,鑄錠有效液穴會(huì)變深,鑄錠表面不可避免地產(chǎn)生皺紋、偏析 瘤、粗大晶粒層和表面裂紋等。在結(jié)晶器內(nèi)液面控制不穩(wěn)定時(shí),鑄錠也易產(chǎn)生表面冷隔和夾 雜等缺陷。通過采用熱頂鑄造技術(shù),在結(jié)晶器上沿部份設(shè)置一層保溫材料制成的保溫帶,使 得結(jié)晶器有效冷卻高度降低,有效液穴變淺,鑄錠截面組織更均勻,內(nèi)部晶粒尺寸更細(xì)小, 降低了鑄棒內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的趨勢(shì),減小鑄錠表面粗晶層的厚度。另一方面還消除了傳統(tǒng)結(jié) 晶器成形時(shí)生成金屬凝殼產(chǎn)生空氣間隙的不利影響,降低了結(jié)晶器與鑄錠之間的摩擦力, 消除鑄錠表面冷隔、拉痕、偏析瘤等缺陷。目前較為先進(jìn)的方錠鑄造新技術(shù)主要有美國(guó)Wagstaff公司最新的低液位(LHC) 鑄造技術(shù),LHC的主要特點(diǎn)是在傳統(tǒng)結(jié)晶器上部?jī)?nèi)壁襯鑲一層石墨板,利用石墨連續(xù)滲透式 潤(rùn)滑和熱頂作用鑄造成形;LHC的石墨層熱頂有加工工藝復(fù)雜而且成本相對(duì)較高。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明提供一種加工工藝簡(jiǎn)單而且成本低廉的熱頂結(jié)晶器。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種熱頂結(jié)晶器,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設(shè)計(jì)在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結(jié)構(gòu)中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;
所述冷卻水腔設(shè)有冷卻水進(jìn)水口和冷卻水出水口。優(yōu)選的,所述水套和托板為高強(qiáng)度鍛鋁LD5或標(biāo)準(zhǔn)硬鋁LYll加工坯料整體加工而 成。優(yōu)選的,所述冷卻水出水口變距分布,其中所述水套的大面中段部位的所述冷卻 水出水口間距較小。優(yōu)選的,所述冷卻水腔分隔為多個(gè)且各自獨(dú)立密閉。優(yōu)選的,所述水套、托板和保溫套壓板為數(shù)控精密加工制成。優(yōu)選的,所述水套的有效冷卻部位呈圓弧均勻光滑過渡。優(yōu)選的,所述耐火保溫纖維材料為經(jīng)高壓、高溫制成的整體結(jié)構(gòu)。從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明實(shí)施例通過在所述水套與熔體接觸的上部設(shè) 計(jì)有嵌入式保溫套的結(jié)構(gòu)。不但制作工藝簡(jiǎn)單,另外,還避免了粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點(diǎn)。本發(fā)明還使用耐火保溫纖維保溫套。該保溫套不但價(jià)格低廉,而且對(duì)鋁熔 體不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)與物理污染,使用壽命長(zhǎng),耐熱沖擊與熱循環(huán),易于清理,不含石棉纖維性 物質(zhì),利于環(huán)境保護(hù)和降低成本。
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例熱頂結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)包括了水套3、托板6、保溫套2和保溫套壓板1。本發(fā)明實(shí)施例中,結(jié)晶器上的所述水套3的上部設(shè)計(jì)有可嵌入保溫套的結(jié)構(gòu)。所 述水套3的工作部位,即冷卻部位設(shè)計(jì)有冷卻水腔及冷卻水進(jìn)出水孔。所述托板6有冷卻 水緩沖、導(dǎo)流及大小面水腔分隔設(shè)計(jì)。所述水套3與所述托板6之間設(shè)計(jì)有密封結(jié)構(gòu)。所 述保溫套壓板1則用于將所述保溫套2壓緊在水套嵌入結(jié)構(gòu)中。所述水套和托板采用高導(dǎo) 熱性、良好耐磨性的高強(qiáng)度鍛鋁(LD5)或標(biāo)準(zhǔn)硬鋁(LYll)加工坯料整體加工而成。本發(fā)明實(shí)施例中,通過在所述水套3與熔體接觸的上部設(shè)計(jì)有嵌入式保溫套2的 結(jié)構(gòu),不但避免粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點(diǎn),而且加工工藝簡(jiǎn)單,易于制作。本 發(fā)明實(shí)施例還通過合理設(shè)計(jì)所述水套3的有效冷卻高度,避免了其值偏大偏小所引起的偏 析浮出或出現(xiàn)冷隔、拉痕、裂口等缺陷。在所述水套3的有效冷卻部位,即鑄錠成形部位,充 分考慮到鑄錠尺寸與收縮阻礙應(yīng)力的影響,使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD設(shè)計(jì))結(jié)晶器大小面 形狀,使其呈圓弧均勻光滑過渡。另外,所述水套3的大小面設(shè)計(jì)有變距分布的冷卻水出孔,所述水套3的大面中間 段部位采用間距較小的冷卻水出孔,而大面兩邊與小面采用間距較大的冷卻水出孔。另外, 本發(fā)明實(shí)施例中還通過將所述水套3的大小面冷卻水腔通過托板6分隔筋封閉而各自獨(dú)立 的設(shè)計(jì)方案,從而可以單獨(dú)調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)入的流量,進(jìn)而調(diào)整大小面冷卻均勻程度。另外,本發(fā)明實(shí)施例中在所述保溫套2的設(shè)計(jì)制作上,摒棄傳統(tǒng)硅氈纖維和石棉 纖維等熱頂材料。采用A1203、SiO2等耐火保溫纖維材料經(jīng)高壓、高溫制成整體結(jié)構(gòu)。該特 制大型一體化結(jié)構(gòu)的所述保溫套具2有高的破壞強(qiáng)度、較低密度及優(yōu)良的熱學(xué)性能(熱膨 脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率低等),對(duì)鋁熔體不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)與物理污染,使用壽命長(zhǎng),耐熱沖擊與熱循 環(huán),易于清理,不含石棉纖維性物質(zhì)。從而,本發(fā)明實(shí)施例通過使用耐火保溫纖維材料制作 保溫套,既降低了成本還有利于環(huán)境的保護(hù),并且所述保溫套2具有較高尺寸精度,利于所 述保溫套2與所述水套3之間的精確安裝。
此外,本發(fā)明實(shí)施例的熱頂結(jié)晶器的所述水套3、托板6和保溫套壓板1部份全部 數(shù)控精密加工,保證結(jié)晶器工作部位尺寸準(zhǔn)確以及配合處的精準(zhǔn)。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的,本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種熱頂結(jié)晶器,其特征在于,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設(shè)計(jì)在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結(jié)構(gòu)中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;所述冷卻水腔設(shè)有冷卻水進(jìn)水口和冷卻水出水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述水套和托板為高強(qiáng)度鍛鋁LD5或標(biāo)準(zhǔn) 硬鋁LYll加工坯料整體加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述冷卻水出水口變距分布,其中所述水 套的大面中段部位的所述冷卻水出水口間距較小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述冷卻水腔分隔為多個(gè)且各自獨(dú)立密閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述水套、托板和保溫套壓板為數(shù)控精密 加工制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述水套的有效冷卻部位呈圓弧均勻光 滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)晶器,其特征在于,所述耐火保溫纖維材料為經(jīng)高壓、高溫制 成的整體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種熱頂結(jié)晶器,包括水套、托板、保溫套和保溫套壓板;所述保溫套嵌入式設(shè)計(jì)在所述水套的上部;所述保溫套壓板用于將所述保溫套壓緊在所述水套的嵌入結(jié)構(gòu)中;所述保溫套為耐火保溫纖維;所述水套與所述托板合圍密閉形成冷卻水腔;所述冷卻水腔設(shè)有冷卻水進(jìn)水口和冷卻水出水口。本發(fā)明實(shí)施例通過在所述水套與熔體接觸的上部設(shè)計(jì)有嵌入式保溫套的結(jié)構(gòu)。不但制作工藝簡(jiǎn)單,另外,還避免了粘貼式保溫層粘貼不牢,易于滑落的缺點(diǎn)。本發(fā)明還使用耐火保溫纖維保溫套。該保溫套不但價(jià)格低廉,而且對(duì)鋁熔體不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)與物理污染,使用壽命長(zhǎng),耐熱沖擊與熱循環(huán),易于清理,不含石棉纖維性物質(zhì),利于環(huán)境保護(hù)和降低成本。
文檔編號(hào)B22D11/04GK101985160SQ20101056819
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者向曙光, 王義學(xué), 羅杰, 謝紹俊 申請(qǐng)人:西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司