本發(fā)明涉及鋁合金熔鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)晶器。

背景技術(shù)：

在鋁加工過程中，鋁合金熔鑄是第一道工序，結(jié)晶器作為鋁合金熔鑄工序的關(guān)鍵設(shè)備，鋁液在結(jié)晶器中澆鑄成型。現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)晶器與冷卻水相互獨(dú)立設(shè)置，冷卻水通過水套出水來實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的冷卻目的。該種冷卻方式容易造成結(jié)晶器的大面和小面冷卻不匹配，導(dǎo)致結(jié)晶質(zhì)量降低。

因此，如何實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器大面與小面的冷卻匹配，提高鑄錠結(jié)晶質(zhì)量，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種結(jié)晶器，以實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器大面與小面的冷卻匹配，提高鑄錠結(jié)晶質(zhì)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種結(jié)晶器，包括：

結(jié)晶器本體，所述結(jié)晶器本體的中部開設(shè)有結(jié)晶空腔，所述結(jié)晶器本體沿所述結(jié)晶空腔的外壁開設(shè)有環(huán)狀空腔，所述環(huán)狀空腔與冷卻水系統(tǒng)連通；

位于所述結(jié)晶器本體下端用于牽引和支撐鑄錠的底座。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述環(huán)狀空腔的進(jìn)水口設(shè)置在所述結(jié)晶器本體的下端，所述環(huán)狀空腔的排水通道一端與所述環(huán)狀空腔的中部連通，另一端與所述結(jié)晶器本體的下端連通；

還包括能夠與所述結(jié)晶器本體的下端連接用于封堵所述排水口的封板，所述封板與所述結(jié)晶器本體下端形狀相同，所述封板上設(shè)置有與所述冷卻水系統(tǒng)連通的排水口。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述結(jié)晶器本體的長度方向的兩端均開設(shè)有用于充注油液的油槽；

還包括設(shè)置在所述結(jié)晶器本體上端面的油槽壓蓋，所述油槽壓蓋與所述結(jié)晶器本體的上端面設(shè)置有用于供油液流通的縫隙，所述縫隙與所述油槽通過油道連通。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，還包括環(huán)狀擋水板，所述擋水板上開設(shè)有用于分散水壓的孔，所述擋水板位于所述環(huán)狀空腔內(nèi)且與所述環(huán)狀空腔同軸布置，所述封板和所述環(huán)狀空腔上開設(shè)有與所述環(huán)狀擋水板配合的限位凹槽。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述結(jié)晶器本體的拐角位置設(shè)置有與所述環(huán)狀空腔連通的冷卻水孔，所述冷卻水孔沿所述結(jié)晶空腔的軸線方向開設(shè)。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述結(jié)晶器本體的拐角的角度40°-80°。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述冷卻水孔的直徑為3-5mm。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述底座與所述結(jié)晶器本體配合的一端為光滑雙曲凹面。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述底座上開設(shè)有用于釋放收縮應(yīng)力的孔，所述孔為通孔。

優(yōu)選的，在上述結(jié)晶器中，所述結(jié)晶器本體為6061鋁合金結(jié)晶器。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體和底座，本方案將結(jié)晶器本體與冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行一體式設(shè)計(jì)，結(jié)晶器本體的中部開設(shè)有結(jié)晶空腔，結(jié)晶器本體沿結(jié)晶空腔的外壁開設(shè)有環(huán)狀空腔，環(huán)狀空腔與冷卻水系統(tǒng)連通，冷卻水系統(tǒng)進(jìn)入環(huán)狀空腔對(duì)結(jié)晶器腔體進(jìn)行冷卻，不需要單獨(dú)設(shè)置水套，且該種設(shè)置方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)結(jié)晶空腔外壁的均勻冷卻，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器大面與小面的冷卻匹配，提高了結(jié)晶質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(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)施例提供的結(jié)晶器的俯視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的主視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的仰視圖；

圖4為圖2中C的局部放大圖；

圖5為圖2中D的局部放大圖；

圖6為圖1中J的局部放大圖；

圖7為圖3中G的局部放大圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的左視圖。

1、結(jié)晶器本體，2、環(huán)狀空腔，3、油槽，4、冷卻水孔，5、油道，6、環(huán)狀擋水板。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種結(jié)晶器，以實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器大面與小面的冷卻匹配，提高鑄錠結(jié)晶質(zhì)量。

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?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(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。

請(qǐng)參閱圖1-圖8，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的俯視圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的主視圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的仰視圖；圖4為圖2中C的局部放大圖；圖5為圖2中D的局部放大圖；圖6為圖1中J的局部放大圖；圖7為圖3中G的局部放大圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)晶器的左視圖。

本發(fā)明公開了一種結(jié)晶器，包括結(jié)晶器本體1和底座，底座與結(jié)晶器本體1活動(dòng)配合。

本方案結(jié)晶器本體1與冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行一體式設(shè)計(jì)，結(jié)晶器本體1的中部開設(shè)有結(jié)晶空腔，結(jié)晶器本體1沿結(jié)晶空腔的外壁開設(shè)有環(huán)狀空腔2，環(huán)狀空腔2與冷卻水系統(tǒng)連通，冷卻水系統(tǒng)進(jìn)入環(huán)狀空腔2對(duì)結(jié)晶器腔體進(jìn)行冷卻，不需要單獨(dú)設(shè)置水套，且該種設(shè)置方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)結(jié)晶空腔外壁的均勻冷卻，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶器大面與小面的冷卻匹配，提高結(jié)晶質(zhì)量。

底座位于結(jié)晶器本體1下端用于牽引和支撐鑄錠。鑄造開始時(shí)，底座上端伸入結(jié)晶器內(nèi)，作為結(jié)晶器的活底，在鑄造過程中，底座下降，將鑄錠拉出結(jié)晶器的結(jié)晶空腔。

本方案提供的結(jié)晶器能夠?qū)崿F(xiàn)鑄錠的連續(xù)生產(chǎn)。

優(yōu)選的，環(huán)狀空腔2沿結(jié)晶器軸線方向的高度越高越好，能夠最大程度的提高鑄錠質(zhì)量，環(huán)狀空腔2與結(jié)晶空腔同軸布置，能夠保證對(duì)結(jié)晶空腔任意位置的均勻冷卻，從而進(jìn)一步提高了鑄錠結(jié)晶質(zhì)量。

環(huán)狀空腔2的進(jìn)水口設(shè)置在結(jié)晶器本體1的下端，環(huán)狀空腔2的排水通道一端與環(huán)狀空腔2的中部連通，另一端與結(jié)晶器本體1的下端連通，環(huán)狀空腔2的進(jìn)水口與排水通道之間間隔一定的距離，優(yōu)選的，排水通道的水流量較進(jìn)水口的水流量小，從而能夠保證冷卻水的利用率。

本方案提供的結(jié)晶器還包括能夠與結(jié)晶器本體1的下端連接用于封堵排水口的封板，封板與結(jié)晶器本體1下端形狀相同，封板上開設(shè)有與結(jié)晶空腔位置對(duì)應(yīng)且尺寸相等的孔，從而保證鑄錠結(jié)晶的正常進(jìn)行。

封板的作用是對(duì)結(jié)晶器本體1的下端起到封堵作用，在環(huán)狀空腔2進(jìn)行清洗時(shí)，能夠封堵排水通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)狀空腔2的有效清理。

優(yōu)選的，封板與結(jié)晶器本體1配合的端面上設(shè)置橡膠圈，避免漏水。

封板與結(jié)晶器本體1可以采用可拆卸連接的方式，例如封板與結(jié)晶器本體1螺栓連接，封板與結(jié)晶器本體1還可以采用不可拆卸的方式連接，例如焊接連接或者鉚接連接。

封板上設(shè)置有與冷卻水系統(tǒng)連通的排水口。

結(jié)晶器本體1的長度方向的兩端均開設(shè)有用于充注油液的油槽3；

還包括設(shè)置在結(jié)晶器本體1上端面的油槽3壓蓋，油槽3壓蓋與結(jié)晶器本體1的上端面設(shè)置有用于供油液流通的縫隙，縫隙與油槽3通過油道5連通。

油槽3內(nèi)充入的油液為潤滑油，起到潤滑的作用，能夠保證鑄錠與結(jié)晶器順利脫離，進(jìn)一步提高鑄錠的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

兩個(gè)油槽3同時(shí)充入潤滑油，潤滑油通過縫隙流至鑄錠與結(jié)晶空腔的內(nèi)壁之間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄錠的有效潤滑。

縫隙與油槽3的連通通過油道5實(shí)現(xiàn)，如圖所示，油道5包括與油槽3連接的水平油道5和與縫隙垂直的豎直油道5，水平油道5與豎直油道5連通。

在本方案的一個(gè)實(shí)施例中，油槽3壓蓋與結(jié)晶器本體1螺栓連接。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，結(jié)晶器還包括環(huán)狀擋水板6，擋水板上開設(shè)有用于分散水壓的孔，擋水板位于環(huán)狀空腔2內(nèi)且與環(huán)狀空腔2同軸布置，封板和環(huán)狀空腔2上開設(shè)有與環(huán)狀擋水板6配合的限位凹槽。

擋水板的作用是對(duì)環(huán)狀空腔2內(nèi)的冷卻水起到分流的作用，擋水板上的孔分散冷卻水的水壓，避免離結(jié)晶器進(jìn)水口近的位置水壓大，離進(jìn)水口遠(yuǎn)的位置水壓小，實(shí)現(xiàn)水流量的控制，使得冷卻水從結(jié)晶器大小面中心沿結(jié)晶器軸線方向的上下兩端均勻分布。

優(yōu)選的，分散水壓的孔的直徑為10mm。出水孔的總面積大于擋水板總面積的20％-25％。

結(jié)晶器本體1的拐角位置設(shè)置有與環(huán)狀空腔2連通的冷卻水孔4，冷卻水孔4沿結(jié)晶空腔的軸線方向開設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄錠的位于結(jié)晶器拐角位置的有效冷卻，進(jìn)一步提高鑄錠的結(jié)晶質(zhì)量。

優(yōu)選的，結(jié)晶器本體1的拐角的角度40°-80°。在考慮鑄錠結(jié)晶設(shè)計(jì)時(shí)，一般考慮鑄錠收縮而設(shè)計(jì)，通常鑄錠橫截面寬度方向的收縮率為1.5％-2.0％，厚度方向在長度方向兩端的收縮率為2.8％-4.35％，厚度方向在中心處的收縮率為5.5％-8.5％，拐角處的角度一般稱為R角，對(duì)航空用鋁合金鑄錠成型，R角應(yīng)該是越大越好，通常選擇80°，在實(shí)際生產(chǎn)過程中考慮到幾何廢料，下道工序等因素，需要減小R角，在本方案的一個(gè)具體實(shí)施例中將R角設(shè)計(jì)為50°，此時(shí)效果最優(yōu)。

優(yōu)選的，冷卻水孔4的直徑為3-5mm，優(yōu)選的，冷卻水孔4的直徑為4mm，冷卻水孔4直徑的選擇與合金性質(zhì)油管，根據(jù)鑄錠成型條件得到。結(jié)晶器的每個(gè)拐角處均設(shè)置有冷卻水孔4。

當(dāng)結(jié)晶器的尺寸為600mm*1600mm時(shí)，R角為50°，冷卻水孔4的直徑為4mm，冷卻水孔4的總個(gè)數(shù)為512個(gè)。

優(yōu)選的，底座與結(jié)晶器本體1配合的一端為光滑雙曲凹面，能夠減小鑄錠在底座上凝固時(shí)的的收縮抗力，逐層收縮，降低鑄錠底部拉應(yīng)力，并增大了鑄錠中間的厚度，提高鑄錠產(chǎn)生底部裂紋的抗力。

底座上開設(shè)有用于釋放收縮應(yīng)力的孔，優(yōu)選的，底座的兩端分別設(shè)置三個(gè)孔，起到均勻釋放應(yīng)力的作用。在本方案的具體實(shí)施例中，孔為通孔，還可以起到排水的作用。

優(yōu)選的，本方案中結(jié)晶器本體1為6061鋁合金結(jié)晶器，6061鋁合金鍛造后具有高強(qiáng)度和高抗變形能力，能夠在一定程度上延長結(jié)晶器的使用壽命。

優(yōu)選的，底座也可以為6061鋁合金底座。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，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)人員來說將是顯而易見的，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。