一种铸造用结晶器及其内腔分水装置的制作方法

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种铸造用结晶器的内腔分水装置。还涉及一种包含该内腔分水装置的铸造用结晶器。

背景技术：

铸造用结晶器应用于铝合金铸造，铸造用结晶器的内腔分水装置是重要的组成部分，用于合金铸造过程中的冷却处理。

现有的铸造用结晶器的内腔分水装置大多采用单个分水圈，分水圈上设置有一圈水孔，水流从分水圈的外部经水孔进入分水圈内，对内部的合金铸造表面进行冷却。铸造用结晶器冷却分为一次冷却(铸造用结晶器表面冷却)和二次冷却。现有的铸造用结晶器的内腔分水装置能够满足铸造过程中二次冷却的稳定性。但是，在一次冷却过程中，特别是对于硬质合金的冷却，硬质合金在铸造过程中，因为使用单个分水圈和单圈水孔的分水结构，水流经单圈水孔后会高压喷射在距离铸造用结晶器工作面较近的合金上，会对合金喷射点造成强冷却，使得该点填充金属流动不均匀，补缩不到位，形成汇聚交叉点，对硬质铝合金而言铸造表面该类型交叉点会有较大的应力集中，造成铸锭表面开裂。

综上所述，如何解决铸锭一次冷却过程中的冷却不均匀性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铸造用结晶器的内腔分水装置，以在进行铸锭一次冷却过程中，提高铸锭的冷却均匀性，减小铸锭开裂几率。

本发明的另一个目的在于提供一种包含该内腔分水装置的铸造用结晶器，以在进行铸锭一次冷却过程中，提高铸锭的冷却均匀性，减小铸锭开裂几率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种铸造用结晶器的内腔分水装置，包括至少两圈分水圈，每相邻两个所述分水圈之间形成容水槽，每个所述分水圈上均设置有水孔，且位于内侧的两个所述分水圈上的水孔相互交错设置。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述分水圈的数量为两圈，分为内分水圈和外分水圈。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述内分水圈和所述外分水圈之间形成的所述容水槽的间距为20mm～30mm。

优选的，在上述的内腔分水装置中，位于内圈的所述分水圈上设置有至少两圈所述水孔。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述位于外圈的所述分水圈上设置有一圈所述水孔。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述分水圈为矩形分水圈或跑道形分水圈。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述矩形分水圈的转角为圆弧过渡角。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述水孔设置在距离所述分水圈的转角70mm之外的圈壁上。

优选的，在上述的内腔分水装置中，所述分水圈为铝制分水圈或不锈钢分水圈。

本发明还提供了一种铸造用结晶器，包括内腔分水装置，所述内腔分水装置为以上任一项所述的内腔分水装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的铸造用结晶器的内腔分水装置包括至少两圈分水圈，每相邻两个分水圈之间形成容水槽，每个分水圈上均设置有水孔，且位于内圈的分水圈与紧邻该分水圈上的水孔相互交错设置。因此，在进行铸锭一次冷却过程中，外部水流由外至内依次经过每个分水圈上的水孔，且位于内侧的两个分水圈上的水孔相互交错设置，则水流不会从外部通过水孔直接高压冲击铸锭表面，能够缓和进入内腔分水装置内的水流速度，使水流均匀流动，从而在铸锭表面不会造成强冷却，提高了铸锭的一次冷却的均匀性，减小了铸锭开裂几率。

本发明提供的铸造用结晶器采用了本申请中的内腔分水装置，因此，能够在进行铸锭一次冷却过程中，提高铸锭的冷却均匀性，减小铸锭开裂几率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种铸造用结晶器的内腔分水装置的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图。

其中，1为分水圈、101为内分水圈、102为外分水圈、2为容水槽、3为水孔、301为内圈水孔、302为外圈水孔。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种铸造用结晶器的内腔分水装置，在进行铸锭一次冷却过程中，提高了铸锭的冷却均匀性，减小了铸锭开裂几率。

本发明还提供了一种包含该内腔分水装置的铸造用结晶器，在进行铸锭一次冷却过程中，提高了铸锭的冷却均匀性，减小了铸锭开裂几率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供了一种铸造用结晶器的内腔分水装置，包括至少两圈分水圈1，每相邻两个分水圈1之间形成容水槽2，每个分水圈1上均设置有水孔3，且至少位于内侧的两个分水圈1上的水孔3相互交错设置，即只有位于内侧的两个分水圈1上的水孔3相互交错设置，或者每两个相邻的分水圈1上的水孔均相互交错设置。

该内腔分水装置的工作过程是：在进行铸锭一次冷却过程中，外部水流由外至内依次经过每个分水圈1上的水孔3，最终进入内腔分水装置内部，对金属进行冷却，由于至少位于内侧的两个分水圈1上的水孔相互交错设置，则水流不会从外部通过水孔3直接高压冲击铸锭表面，能够缓和进入内腔分水装置内的水流速度，使水流均匀流动，从而在铸锭表面不会造成强冷却，提高了铸锭的一次冷却过程的均匀性，不会形成汇聚交叉点，不存在较大的应力集中，减小了铸锭开裂几率。本申请中的内腔分水装置是在满足二次冷却过程稳定的基础上进行的改进。

优选地，在本实施例中，分水圈1的数量为两圈，分别为内分水圈101和外分水圈102。内分水圈101上设置的水孔3为内圈水孔301，外分水圈102上设置的水孔3为外圈水孔302，分水圈1的数量不仅要达到缓冲水流的作用，还需要根据实际的铸造用结晶器的内部尺寸确定，当分水圈1的数量为两个时，能够更方便设置在铸造用结晶器内，同时满足稳定一次冷却的要求。当然，分水圈1的数量还可以为三个或更多个，只要铸造用结晶器的空间允许即可。

进一步地，在本实施例中，内分水圈101和外分水圈102之间形成的容水槽2的间距为20mm～30mm。外部水流从外分水圈102的外圈水孔302进入容水槽2内，在容水槽2中缓和流速后，从内分水圈101的内圈水孔301流进内分水圈101内部。

更进一步地，在本实施例中，位于内圈的分水圈1上设置有至少两圈水孔3，例如，当分水圈1为两个时，则内分水圈101的圈壁上设置有至少两圈内圈水孔301，优选为两圈，还可以为三圈等多圈，从而增大了水流与铸锭的接触范围，使冷却更加均匀。为了保证内分水圈101与外分水圈102之间具有足够的压差，内分水圈101的内圈水孔301孔径以及内圈水孔301之间的间距满足内分水圈101的出水量小于外分水圈102的进水量。

在本实施例中，位于外圈的分水圈1上设置有一圈水孔3，以便使外圈的分水圈1与内圈的分水圈1之间具有一定压差，便于水流流进内腔分水装置内部。

如图1所示，在本实施例中，分水圈1为矩形分水圈或跑道形分水圈，跑道形分水圈即为两个相对的边为弧形，具体根据铸造用结晶器的内部构造而定。

对于矩形分水圈，为了减小铸锭在转角处的应力集中，矩形分水圈的转角为圆弧过渡角。当然，也可以为直角。

为了进一步减小铸锭在分水圈1的转角处的应力集中，将水孔3设置在距离转角70mm之外的圈壁上，即靠近转角70mm内的区域不设置水孔3。此处的转角可以为直角，还可以为圆弧过度角，分水圈1可以为矩形分水圈或跑道形分水圈。

在本实施例中，分水圈1为铝制分水圈或不锈钢分水圈。

本发明实施例还提供了一种铸造用结晶器，包括内腔分水装置，其中，内腔分水装置为以上全部实施例所描述的内腔分水装置。由于铸造用结晶器采用了本申请中的内腔分水装置，因此，能够在进行铸锭一次冷却过程中，提高铸锭的冷却均匀性，减小铸锭开裂几率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。