一种连铸结晶器的制作方法

本实用新型属于金属连铸技术领域，特别涉及一种连铸结晶器。

背景技术：

连铸结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心脏”。

现有的连铸结晶器主要包括管式主体，管式主体上设有供金属液体流过的连铸孔，金属液体进入连铸孔的位置为连铸孔的进料口。

在实际实用当中，金属液相从进料口进入连铸孔中，通过与管式主体之间的热交换而温度降低，冷却结晶从出料口输出，为了进一步降低金属的温度，通常向出料口处喷射冷却水对金属进一步降温，此时，冷却水可能通过金属与连铸孔之间的缝隙进入连铸孔内部，造成连铸孔内部的金属发生氧化现象，影响连铸质量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种连铸结晶器，能够防止冲洗出料以后的金属的冷却水进入连铸孔中。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种连铸结晶器，包括管式主体，管式主体上设有供金属液体流过的连铸孔，所述管式主体上设置有气封装置，所述气封装置包括进气管道以及喷气口，所述喷气口为环形设置于连铸孔内壁上且位于连铸孔内壁靠近出料口位置，所述进气管道开设于管式主体内且与喷气口相连通。

通过采用上述技术方案，利用气封装置对连铸孔的出料口附近进行吹气，气体经喷气口喷出，在连铸孔与金属料之间形成气膜，气膜中的气压对连铸孔外的冷却水产生作用力，阻止冷却水进入连铸孔与金属料之间的空隙，避免了金属的氧化，提升了质量，此外，由于喷出的气体只能从出料口方向排出，进一步增强了对冷却水的作用，避免了冷却水的进入。

进一步设置为：所述连铸孔位于出料口的一端设置有柱状的出料接头，所述出料接头的内壁设置有耐高温缓冲橡胶套，所述耐高温缓冲橡胶套等于连铸孔内径。

通过采用上述技术方案，加工时，金属液体进入连铸孔并结晶成金属棒料，金属棒料贴着耐高温缓冲橡胶套穿出以完成出料工作，橡胶套具有一定的弹性，当喷气孔中喷出气体时，连铸孔与金属棒料之间形成气压，气体压力作用在耐高温缓冲橡胶套上使得耐高温缓冲橡胶套的内径略微增大，方便气体的排出，避免了气体沿连铸的反方向移动影响金属棒料的形状。

进一步设置为：所述耐高温缓冲橡胶套朝向连铸孔的表面设置有防火耐磨涂层。

通过采用上述技术方案，防火耐磨涂层的作用在于减少金属料与耐高温缓冲橡胶套的热传导，同时能够防止起火，增加耐磨性，增加耐高温缓冲橡胶套的使用寿命。

进一步设置为：所述出料接头的内径沿连铸方向逐渐增大，所述耐高温缓冲橡胶套朝向出料接头的表面与出料接头贴合。

通过采用上述技术方案，使得耐高温橡胶套的厚度沿连铸方向逐渐增大，沿连铸方向逐渐增加了耐高温橡胶套的可伸缩量，使得气体更将容易向连铸方向泄出，一方面对气体起到一定的导向作用，另一方面能够良好的阻止冷却书进入。

进一步设置为：所述出料接头通过锁紧件可拆卸连接于管式主体上。

通过采用上述技术方案，耐高温橡胶套为损耗件，将出料接头可拆卸连接可以方便拆下出料接头，然后对耐高温橡胶套进行更换。

进一步设置为：所述锁紧件包括若干设置于管式主体外壁上且沿管式主体周向分布的第一固定片、设置于出料接头外壁上且沿出料接头周向分布的第二固定片以及转动安装在第二固定片上且与第一固定片螺纹连接的锁紧螺栓。

通过采用上述技术方案，转动锁紧螺栓使得出料接头向管式主体靠近并锁紧在一起，若干锁紧螺栓的锁紧效果更好。

进一步设置为：所述管式主体朝向出料接头的端面设置有导杆，所述出料接头朝向管式主体的端面设置有导孔，所述导杆与导孔插接配合。

通过采用上述技术方案，通过导杆与导孔插接配合起到安装出料接头时的导向作用，使得第一固定片与第二固定片的对齐工作以及锁紧螺栓的转动锁紧过程更加简单、高效。

进一步设置为：所述管式主体上设置有水冷装置，所述水冷装置包括开设于管式主体且环形设置的冷却腔、设置于管式主体上且与冷却腔连通的进水管以及出水管。

通过采用上述技术方案，进水管用于向冷却腔通入冷却水，冷却水与金属之间通过管式主体进行换热，从而更好地降低金属的温度，有利于提升结晶速度以及结晶质量。

进一步设置为：所述进水管以及出水管均设置有多个且沿管式主体周向分布，所述进水管位于冷却腔靠近进料口的位置，所述出水管位于冷却腔靠近出料口的位置。

通过采用上述技术方案，冷却水通过进水管进入冷却腔后位于靠近进料口的位置，冷却水的初始温度是最低的，进料口的金属温度是最高的，冷却水能够对高温金属进行良好的冷却，然后冷却水沿着冷却腔流向出水管，并经出水管排出，在流动的过程中，冷却水温度逐渐升高，但仍然与金属之间进行热交换，对金属起到冷却作用，将进水管和出水管沿管式主体周向分布有助于使得金属周向冷却均匀，从而使得金属的结晶周向均匀，提升了结晶的质量。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用气封装置对连铸孔的出料口附近进行吹气，气体经喷气口喷出，在连铸孔与金属料之间形成气膜，气膜中的气压对连铸孔外的冷却水产生作用力，阻止冷却水进入连铸孔与金属料之间的空隙，避免了金属的氧化，提升了质量，此外，由于喷出的气体只能从出料口方向排出，进一步增强了对冷却水的作用，避免了冷却水的进入；

2、料接头的内径沿连铸方向逐渐增大，耐高温橡胶套的厚度沿连铸方向逐渐增大，沿连铸方向逐渐增加了耐高温橡胶套的可伸缩量，使得气体更将容易向连铸方向泄出，一方面对气体起到一定的导向作用，另一方面能够良好的阻止冷却书进入；

3、进水管用于向冷却腔通入冷却水，冷却水与金属之间通过管式主体进行换热，从而更好地降低金属的温度，有利于提升结晶速度以及结晶质量。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为图2中的B处放大图。

附图标记：1、管式主体；2、连铸孔；21、进料口；22、出料口；3、气封装置；31、进气管道；32、喷气口；4、出料接头；5、耐高温缓冲橡胶套；51、防火耐磨涂层；6、锁紧件；61、第一固定片；62、第二固定片；63、锁紧螺栓；64、导杆；65、导孔；7、水冷装置；71、冷却腔；72、进水管；73、出水管。

具体实施方式

一种连铸结晶器，如图1和图2所示，包括管式主体1，管式主体1上设有水冷装置7，水冷装置7包括冷却腔71、进水管72以及出水管73，冷却腔71开设于管式主体1内部且横截面为环形，进水管72和出水管73均设置有多根且均沿管式主体1周向分布，进水管72与冷却腔71靠近进料口21方向的端部连通，出水管73与冷却腔71靠近出料口22方向的位置连通。

管式主体1上设有气封装置3，气封装置3包括进气管道31以及喷气口32，喷气口32开设于连铸孔2内壁上且位于连铸孔2内壁靠近出料口22位置，进气管道31开设于管式主体1内且与喷气口32相连通。气体优选为氮气。

管式主体1朝向出料接头4的端面一体设有导杆64，连铸孔2位于出料口22的一端设有出料接头4，出料接头4一端开设有导孔65，导杆64与导杆64正好插接配合，且出料接头4的端面能够与管式主体1朝向出料方向的端部紧密贴合。

如图2和图3所示，出料接头4与管式主体1之间通过锁紧件6进行锁紧，锁紧件6包括四组组第一固定片61、第二固定片62以及锁紧螺栓63。四个第一固定片61均一体成型于管式主体1上且沿管式主体1周向分布，四个第二固定片62均一体成型于出料接头4上且与第一固定片61一一对应，第二固定片62与锁紧螺栓63转动连接，锁紧螺栓63的螺杆与第一固定片61螺纹连接。转动锁紧螺栓63使得第二固定片62带动出料接头4沿导杆64轴向移动，从而使得出料接头4靠近或远离管式主体1，以实现出料接头4的安装与拆卸。

出料接头4的内径沿连铸方向逐渐增大，出料接头4的内壁固定有耐高温缓冲橡胶套5，耐高温缓冲橡胶套5朝向出料接头4的表面与出料接头4的内壁相贴合，耐高温缓冲橡胶套5背对出料接头4的表面设有防火耐磨涂层51，防火耐磨涂层51是将碳化硅陶瓷涂覆在耐高温缓冲橡胶套5背内壁上而形成的。

涂有防火耐磨涂层51的耐高温缓冲橡胶套5的内壁与连铸孔2内壁平齐，即耐高温缓冲橡胶套5的内径与连铸孔2内径一致。

使用原理：连铸结晶器安装于连铸机中进行使用，使用前将进水管72与冷却水供给设备连接从而能够向冷却腔71中输送冷却水，将出水管73与排水设备或者冷却水循环系统连接，保证冷却腔71中冷却水的排出。

使用时，金属液体从进料口21方向进入，金属在连铸孔2中时与管式主体1进行热交换，管式主体1与冷却腔71中的冷却水进行热交换。由于进水管72沿管式主体1周向分布于冷却腔71靠近进料口21的端部，新的冷却液与温度最高的金属发生快速的热交换，使得金属温度迅速降低，外侧的金属液体首先开始结晶。周向分布的进水管72保证了金属液体周向的热交换的均匀性，使得金属液体的表面结晶均一稳定，冷却水的温度沿冷却腔71长度方向呈现线性增加的趋势，温度较高的冷却液进入出水管73排出冷却腔71。

使用时，出料口22附近进行冷却水喷射从而对金属棒料进行降温。同时利用进气管道31通气，使得喷气口32向连铸孔2连续喷射气体，气体从喷气口32进入连铸孔2以后形成气膜，气膜的气压阻止冷却水进入连铸孔2与金属之间的缝隙。气体气压对耐高温缓冲橡胶套5产生作用力，使得耐高温缓冲橡胶套5的内径略微增大，从而与金属棒料产生更大空隙，方便气体排出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。