專利名稱：上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)金屬及合金的一種連續(xù)鑄造設(shè)備，特別是包括有冷卻套和石墨模的上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器。
國內(nèi)外現(xiàn)有的上引連續(xù)鑄造設(shè)備，均使用結(jié)晶器作為鑄坯的結(jié)晶凝固和冷卻之用。鑄造時(shí)，結(jié)晶器固定在上引鑄造機(jī)上，結(jié)晶器的下端插入被鑄造的金屬液中。金屬液由結(jié)晶器下方的石墨模孔連續(xù)地進(jìn)入石墨模，在石墨模中凝固成鑄坯，被上引出來。由于結(jié)晶時(shí)金屬液比較穩(wěn)定，所以，鑄造出來的金屬鑄坯晶粒粗大，屬鑄造組織，導(dǎo)致機(jī)械性能低。這樣的鑄坯在某些應(yīng)用中不能直接使用，尚需要一定的壓力加工，故鑄坯的適用范圍窄。
為解決這個(gè)問題，曾有人采用增加水冷強(qiáng)度，提高鑄造速度，添加變質(zhì)劑等措施，但是效果并不明顯。最后得到的金屬及合金的鑄坯仍為鑄造組織，對(duì)于純金屬就更是如此。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有射吸作用的上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器。它能使鑄坯晶粒顯著細(xì)化，消除鑄造組織，機(jī)械性能接近或相當(dāng)于壓力加工材，故可以不經(jīng)過壓力加工而直接使用。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的將現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)晶器的水冷套分成有冷卻腔的內(nèi)套6和有冷卻腔的外套7兩部分，并分別進(jìn)行冷卻。內(nèi)套6與外套7之間裝有下滑套5和上滑動(dòng)套10，外套7和內(nèi)套6可以沿軸線上下相對(duì)滑動(dòng)。外套7底部裝有石墨模4，?？紫驴诠潭ò惭b一個(gè)有孔的堵片2，堵片2上有一個(gè)以上的小孔或窄縫1。在石墨模4內(nèi)的鑄坯8和堵片2之間形成一個(gè)液態(tài)金屬腔3，該腔通過小孔或窄縫1與外部金屬液相連通。
這樣的結(jié)構(gòu)在鑄造時(shí)鑄坯8被勻速上引，振動(dòng)源驅(qū)動(dòng)外套7上下振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)安裝在外套7下面的石墨模4相對(duì)鑄坯8上下振動(dòng)，液態(tài)金屬腔3的體積隨振動(dòng)而增減，腔內(nèi)壓力也隨之增減，液態(tài)金屬就從小孔或窄縫1中射出或吸入金屬液射出，對(duì)應(yīng)著腔內(nèi)的壓力增大，對(duì)鑄坯8底層有擠壓作用。吸入時(shí)，金屬液射入液態(tài)金屬腔3，產(chǎn)生攪拌、湍流、沖刷作用。石墨模4對(duì)鑄坯8的振動(dòng)，形成了液面振蕩，刮下靠近鑄坯8的石墨模4壁上的新生小晶粒。上述作用可以有效地細(xì)化晶粒，消除偏折，使鑄坯8的鑄造組織消失。由此可看出本實(shí)用新型的效果是明顯的，使鑄坯的晶粒細(xì)化消除鑄造組織，用此法鑄造出的金屬及合金型材機(jī)械性能接近或相當(dāng)于經(jīng)過壓力加工的型材，從而可減少工序提高生產(chǎn)效率。


圖1是本實(shí)用新型上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器一種具體實(shí)施方案的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A－A向的剖視示意圖。
以下結(jié)合附圖介紹一種本實(shí)用新型的實(shí)施例主要由冷卻套和石墨模組成的上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器，其冷卻套是由具有冷卻腔的內(nèi)套6和有冷卻腔的外套7兩部分組成；在內(nèi)套6和外套7之間裝有下滑動(dòng)套5和上滑動(dòng)套10，并使內(nèi)套6和外套7可沿軸向上、下相對(duì)滑動(dòng)；在外套7的底部安裝石墨模4，石墨模4的?？紫驴诠潭ò惭b一個(gè)有孔的堵片2，在堵片2上有一個(gè)以上的小孔或窄縫1。小孔或窄縫1的數(shù)量、位置、孔徑與孔形要根據(jù)不同的鑄坯8的具體要求來確定。內(nèi)套6的形狀是同心園柱套，套內(nèi)有同心園套形冷卻腔，在冷卻腔橫截面的直徑兩端沿軸線在腔內(nèi)上半部裝有兩個(gè)內(nèi)套隔板16、19，將冷卻腔分隔成下部相通的內(nèi)套進(jìn)水腔18和內(nèi)套出水腔17。在內(nèi)套6的上方橫截面直徑兩端各裝有內(nèi)套進(jìn)水管11與內(nèi)套進(jìn)水腔18相通和內(nèi)套出水管12與內(nèi)套出水腔17相通。外套7的形狀亦是同心園柱套，套內(nèi)同樣有同心園套形冷卻腔，在冷卻腔橫截面的直徑兩端沿軸線在腔內(nèi)上半部裝有兩個(gè)外套隔板14，20，將冷卻腔分成下部相通的外套進(jìn)水腔21和外套出水腔15。在外套7的上方橫截面直徑兩端各裝有外套進(jìn)水管9與外套進(jìn)水腔21相通和外套出水管13與外套出水腔15相通。如此構(gòu)成了本實(shí)用新型的一種上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器。
用此上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器，在鑄造過程中，鑄坯8沿箭頭B所示的方向被勻速上引。內(nèi)套6固定不動(dòng)。外套7連接機(jī)械振動(dòng)源并在機(jī)械振動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)下，沿雙向箭頭C所示的方向與內(nèi)套6作上、下相對(duì)振動(dòng)。同時(shí)帶動(dòng)與外套7底部固定連接的石墨模4進(jìn)行振動(dòng)。由此引起液態(tài)金屬腔3的容積和壓力隨振動(dòng)而變化，金屬液通過安裝在石墨模4下?？滋幎缕?的小孔或窄縫1中射出和吸入，使即將凝固的金屬液處于劇烈地振動(dòng)和攪拌狀態(tài)，達(dá)到細(xì)化晶粒和消除鑄造組織的目的。至于外套7振動(dòng)的幅度和頻率，則要根據(jù)對(duì)鑄坯機(jī)械性能的具體要求來調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型特別適用于純銅及部分銅合金的上引連續(xù)鑄造。
權(quán)利要求1.一種上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器，主要由冷卻套及石墨模組成，其特征在于a、所述的冷卻套是由有冷卻腔的內(nèi)套6和有冷卻腔的外套7兩部分組成；在b、所述石墨模4的模孔下口固定安裝一個(gè)有孔的堵片2；c、在內(nèi)套6與外套7之間裝有下滑動(dòng)套5和上滑動(dòng)套10，使內(nèi)套6與外套7可沿軸向上、下相對(duì)滑動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于石墨模4安裝在外套7的底部。
3.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于安裝在石墨模4?？紫碌亩缕?上有一個(gè)以上的小孔或窄縫1。
4.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于內(nèi)套6為同心園柱套，套內(nèi)有同心園套形冷卻腔，在冷卻腔橫截面的直徑兩端沿軸線在腔內(nèi)上半部裝有兩個(gè)內(nèi)套隔板16、19，將冷卻腔分隔成下部相通的內(nèi)套進(jìn)水腔18和內(nèi)套出水腔17。
5.按照權(quán)利要求4所述的結(jié)晶器，其特征在于內(nèi)套6的上方橫截面直徑兩端各裝有內(nèi)套進(jìn)水管11與內(nèi)套進(jìn)水腔18相通和內(nèi)套出水管12與內(nèi)套出水腔17相通。
6.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于外套7為同心園柱套，套內(nèi)有同心園套形冷卻腔，在冷卻腔橫截面的直徑兩端沿軸線在腔內(nèi)上半部裝有兩個(gè)外套隔板14、20，將冷卻腔分成下部相通的外套進(jìn)水腔21和外套出水腔15。
7.按照權(quán)利要求6所述的結(jié)晶器，其特征在于外套7的上方橫截面直徑兩端各裝有外套進(jìn)水管9與外套進(jìn)水腔21相通和外套出水管13與外套出水腔15相通。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種上引連續(xù)鑄造結(jié)晶器。該結(jié)晶器的特點(diǎn)是冷卻套分內(nèi)套、外套二部分，外套下部固定石墨模，石墨模底部固定一堵片，堵片上有小孔或窄縫。在鑄造過程中，外套規(guī)律地上下滑動(dòng)帶動(dòng)石墨模相對(duì)于勻速上引的鑄坯做上下振動(dòng)。使鑄坯下方的液態(tài)金屬產(chǎn)生液面振蕩、攪拌、湍流、壓緊等作用，有效地使晶粒細(xì)化，并由此得到機(jī)械性能接近或相當(dāng)于壓力加工材的鑄坯。
文檔編號(hào)B22D11/04GK2046047SQ89210910
公開日1989年10月18日 申請(qǐng)日期1989年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月21日
發(fā)明者夏立德 申請(qǐng)人:新泰市銅材研究所