一种渐冷却结晶器及其使用方法与流程

本发明涉及一种渐冷却结晶器及其使用方法。

背景技术：

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金；其特点是：密度小，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物及碱的腐蚀性能好；主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门；目前国内外大部分都采用压铸方法制造镁合金器件，但这种方法成本高，且容易在镁合金内部产生气孔而降低性能；而采用连铸机制作镁合金时，结晶器是连铸机非常重要的部件，目前采用连铸机多是制造其他合金(例如铝合金)使用，而用来制作镁合金时，偶尔会存在开裂的情况，且力学性能一般。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种渐冷却结晶器及其使用方法。

本申请人在实验中发现，镁合金热容小，冷却速度过快是产生开裂及影响力学性能的主要原因，所以本发明采用以下技术方案：

一种渐冷却结晶器，包括金属内套、金属外套、密封件，所述金属内套外圈套有所述金属外套，所述密封件呈环形，安装于所述金属内套上端；所述金属外套设有若干降温层；所述若干降温层从结晶器入口到结晶器出口降温效果依次提高；所述若干降温层包括第一循环层、第二循环层；所述第一循环层为低速温水循环层，设有温水入口、温水水道、温水出口，所述温水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层为高速冷水循环层，设有冷水入口、冷水水道、冷水出口，所述冷水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层设于第一循环层下方。

优选的，所述金属外套还设有保温层；所述保温层设于若干降温层上方；所述保温层环绕所述金属内套。

优选的，所述密封件设有：加油口、油腔、油槽；所述加油口设有密封件上方；所述油腔设于所述密封件的内部，与所述加油口连通；所述油槽，与所述油腔相通，设于密封件的内侧，位于金属内套内壁的上方。

优选的，所述油槽的位置低于所述油腔的位置。

优选的，所述油槽为环绕密封件一圈的开口槽，或为密封件环绕一圈均匀分布的若干切割开口。

优选的，所述加油口有若干个，均匀分布于所述密封件的上方。

优选的，所述温水入口为两条，于所述温水水道相切安装，且进水后循环方向相同。

优选的，所述冷水入口为两条，于所述冷水水道相切安装，且进水后循环方向相同。

一种渐冷却结晶器的使用方法：铸造时，先通过盛油器于加油口注入润滑油，使得润滑油经过油腔流到油槽，在金属内套内表面形成环形润滑层，铸造期间不停注入润滑油，直到铸造结束；镁合金液体进入结晶器时，由于结晶器的金属内套内表面具有润滑层，减小了镁合金液与结晶器的金属内套的磨擦阻力，使得制成的镁合金表面更光滑，且表面不容易产生铸造缺陷；镁合金液体进入时，陆续经过保温层、低速温水循环层，使得镁合金温度阶梯下降到一定程度，再通过高速冷水循环层；这样就使得镁合金进行阶梯降温，避免拉速降温过快，冷却补缩不足，造成材料中心或外部开裂，同时采用这种方法可以增加熔融状态镁合金液体冷却结晶收缩的漏斗深度，结晶冷却十分均匀，提高镁合金材料的力学性能。

本发明的有益效果为：镁合金液体进入时，陆续经过保温层、低速温水循环层，使得镁合金温度阶梯下降到一定程度，再通过高速冷水循环层；这样就使得镁合金进行阶梯降温，避免拉速降温过快，冷却补缩不足，造成材料中心或外部开裂；同时采用这种方法可以增加熔融状态镁合金液体冷却结晶收缩的漏斗深度，结晶冷却十分均匀，提高镁合金材料的力学性能；同时，由于结晶器的金属内套内表面具有润滑层，减小了镁合金液与结晶器的金属内套的磨擦阻力，使得制成的镁合金表面更光滑，且表面不容易产生铸造缺陷。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明的局部放大图。

图3是本发明的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明：

如图1～图3所示的一种渐冷却结晶器，包括金属内套2、金属外套3、密封件4，所述金属内套2外圈套有所述金属外套3，所述密封件4呈环形，安装于所述金属内套2的上端；所述金属外套2设有若干降温层；所述若干降温层从结晶器入口11到结晶器出口12降温效果依次提高；所述若干降温层包括第一循环层32、第二循环层33；所述第一循环层为低速温水循环层，设有温水入口321、温水水道322、温水出口323，所述温水水道322环绕所述金属内套2；所述第二循环层33为高速冷水循环层，设有冷水入口331、冷水水道332、冷水出口333，所述冷水水道332环绕所述金属内套2；所述第二循环层33设于第一循环层32下方。

优选的，所述金属外套3还设有保温层31，内填充有保温材料；所述保温层31设于若干降温层上方；所述保温层31环绕所述金属内套2。

镁合金液体进入结晶体，先进入保温层，使得上方镁合金液体的温度变化小，接着进入低速温水循环层，此时，采用温水降温，且水流速度较慢，使得在这一阶段镁合金熔液缓慢降温，再通过快速流动的高速冷水循环层对镁合金液进行降温，避免拉漏事故的产生，也使得镁合金避免快速降温导致开裂及性能下降问题的产生。

优选的，所述密封件4设有：加油口41、油腔42、油槽43；所述加油口41设有密封件上方；所述油腔42设于所述密封件的内部，与所述加油口41连通；所述油槽43，与所述油腔42相通，设于密封件的内侧，位于金属内套2内壁的上方

优选的，所述油槽43的位置低于所述油腔42的位置。

优选的，所述油槽43为环绕密封件一圈的开口槽，或为密封件环绕一圈均匀分布的若干切割开口。

优选的，所述加油口41有若干个，均匀分布于所述密封件的上方。

优选的，所述温水入口321为两条，于所述温水水道322相切安装，且进水后循环方向相同。

优选的，所述冷水入口331为两条，于所述冷水水道332相切安装，且进水后循环方向相同。

传统冷却水入口一般为一个，且为直进直出，进入后会向两侧进行流动，流速慢且难控制，本发明设置两个冷却水入口，且与水道相切，进水后循环方向相同，保证水流方向不变，水循环效率更高且容易控制。

一种渐冷却结晶器的使用方法：铸造时，先通过盛油器于加油口41注入润滑油，使得润滑油经过油腔42流到油槽43，在金属内套2内表面形成环形润滑层，铸造期间不停注入润滑油，直到铸造结束；镁合金液体进入结晶器时，由于结晶器的金属内套2内表面具有润滑层，减小了镁合金液与结晶器的金属内套的磨擦阻力，使得制成的镁合金表面更光滑，且表面不容易产生铸造缺陷；镁合金液体进入时，陆续经过保温层、低速温水循环层，使得镁合金温度阶梯下降到一定程度，再通过高速冷水循环层；这样就使得镁合金进行阶梯降温，避免拉速降温过快，冷却补缩不足，造成材料中心或外部开裂，同时采用这种方法可以增加熔融状态镁合金液体冷却结晶收缩的漏斗深度，结晶冷却十分均匀，提高镁合金材料的力学性能。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。