铝及铝合金热顶铸造用结晶器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，包括上环和下环，上环与下环通过螺栓连接，上环与下环的贴合面之间设置有密封圈，上环的内圈上设置有安全凸台，下环的内圈上设置有与安全凸台相适配的安全凹台；下环的外圈上设置有一排水平开设的进水孔，下环内圈的锥形斜面上设置有至少三排出水孔，进水孔分别与出水孔、第二出水孔、第三出水孔相互贯通。在结晶器下环上设置了三排出水孔，出水孔对刚出结晶器铸棒进行一级冷却，第二出水孔和第三出水孔对铸棒进行二、三级冷却，提高冷却强度，加快结晶速度，降低由于热应力而导致开裂的倾向，抑制了晶粒的长大，改善铸棒晶粒组织。多级冷却还可以降低了铸棒表面的温度，避免铸造结束员工起吊棒料时被烫伤，降低了安全风险。
【专利说明】铝及铝合金热顶铸造用结晶器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，属于铝及铝合金热顶铸造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前铝及铝合金热顶铸造结晶器见图1所示，主要包括上环I和下环2，石墨环11安装在上环I上，进水孔6设置在上环I外圈上，上、下环的间隙形成了出水孔7。铝液通过石墨环11形成铸棒表面凝壳，再由出水孔7喷射出的冷却水进行单级冷却。
[0003]该结晶器存在的弊端在于结晶器上、下环必须一一对应使用，出水角度由上、下环配合所定，使用时受牌号的限制，这种单级出水的冷却强度不足，容易导致铸棒开裂，晶粒不良等缺陷，从而降低了铸棒的成品率。另外，冷却不足导致尾部铸棒温度较高，员工起吊棒料时容易被烫伤，造成安全事故。铝合金牌号特性导致结晶过程的冷却强度要求不一样，而传统热顶铸造结晶器上下环又必须一一对应，使用过程中受牌号的限制，无法满足不同牌号的使用，所以铸造现场需要配备多套不同结晶器来满足不同的牌号需求，这样不但占用了较大的空间，而且增加了生产成本和管理难度，降低了生产效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铸造过程冷却充分，可以多级冷却、铸造组织性能好，安全风险低，适合不同铝合金牌号铸造，提高利用率，减低生产成本的铝及铝合金热顶铸造用结晶器。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，包括上环和下环，上环与下环通过螺栓连接，上环与下环的贴合面之间设置有密封圈，上环的内圈上设置有安全凸台，下环的内圈上设置有与安全凸台相适配的安全凹台；
[0007]下环的外圈上设置有一排水平开设的进水孔，下环内圈的锥形斜面上设置有至少三排出水孔，分别是出水孔、第二出水孔、第三出水孔，进水孔分别与出水孔、第二出水孔、第三出水孔相互贯通。
[0008]出水孔与进水孔的夹角为110度至140度。
[0009]第二出水孔与第三出水孔相互平行，与进水孔夹角为120度至150度。
[0010]有益效果:因为本实用新型在结晶器下环上设置了三排出水孔，出水孔对刚出结晶器铸棒进行一级冷却，第二出水孔和第三出水孔对铸棒进行二、三级冷却，所以提高了冷却强度，加快了结晶速度，降低了由于热应力而导致开裂的倾向，抑制了晶粒的长大，改善铸棒晶粒组织。多级冷却还可以降低了铸棒表面的温度，避免铸造结束员工起吊棒料时被烫伤，降低了安全风险。
[0011]因为本实用新型将进出水孔设置在结晶器下环内侧，结晶器下环可根据铝合金牌号的冷却强度要求不同进行选择性更换，所以可使一个结晶器上环配合多个结晶器下环，可更换式结晶器下环的使用，提高了结晶器的利用率，降低了生产成本。结晶器上环配合多个结晶器下环，结晶器下环可根据铝合金牌号的冷却强度要求不同进行选择性更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是传统结晶器的剖面图；
[0013]图2是本实用新型结晶器的俯视图；
[0014]图3是本实用新型结晶器A-A剖面图；
[0015]图4是本实用新型结晶器B-B剖面图；
[0016]图5是图3中结晶器进出水处的局部放大图。
[0017]图中:1一上环、2—下环、3—密封圈、4一安全凸台、5—安全凹台、6—进水孔、7—出水孔、8—第二出水孔、9一第二出水孔、10—螺检、11一石墨环、α—出水孔7与进水孔6的夹角、β—第二出水孔8与进水孔6的夹角。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0019]一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，包括上环I和下环2，上环I与下环2通过螺栓10连接，上环I与下环2的贴合面之间设置有密封圈3，上环的内圈上设置有安全凸台
4,下环的内圈上设置有与安全凸台4相适配的安全凹台5 ；
[0020]下环2的外圈上设置有一排水平开设的进水孔6，下环2内圈的锥形斜面上设置有至少三排出水孔，分别是出水孔7、第二出水孔8、第三出水孔9，进水孔6分别与出水孔7、第二出水孔8、第二出水孔9相互贯通。
[0021]第一出水孔7与进水孔6的夹角α为110度至140度。
[0022]第二出水孔8与第三出水孔9相互平行，与进水孔6夹角β为120度至150度。
[0023]上环I与下环2通过螺栓10连接，便于拆卸或更换。上、下环贴合面采用密封圈3进行密封，密封圈上的卡槽采用倒置喇叭口型，可以卡住密封圈防止其掉落。上环内圈的安全凸台4与下环内圈的安全凹台5相互配合使用，不仅起到定位作用，而且可以防止密封圈密封不良冷却水泄漏，以便溅到石墨环上造成安全风险。
[0024]出水孔7与进水孔6夹角α为110度至140度，第二出水孔8与第三出水孔9相互平行，与进水孔6夹角β为120度至150度。铝液通过石墨环11形成铸棒的表面凝壳，冷却水由进水孔6进入，再由出水孔7和第二出水孔8与第三出水孔9直接喷射至铸棒表面进行冷却。出水孔7喷射出的冷却水对铸棒进行一级冷却，使铸棒表面凝壳更加坚固，并由表面至心部进行结晶，但冷却不足，结晶未全部完成，存在较大的热应力，容易造成铸造缺陷；第二出水孔8与第三出水孔9对铸棒进行二、三级冷却，加强铸棒冷却，使铸棒结晶充分，控制晶粒长大，并且降低了铸棒表面温度，防止吊棒时被烫伤。出水孔7与进水孔6夹角α小于第二出水孔8与进水孔6夹角β，防止角度过大使冷却水反弹至石墨环而造成铸造缺陷和安全事故。
[0025]结晶器下环2可根据不同的牌号特征进行更换，可使一个结晶器上环I配合多个结晶器下环2，一整套可更换式结晶器适应不同铝合金牌号的铸造，提高了结晶器的利用率,降低了生产成本。
【权利要求】
1.一种铝及铝合金热顶铸造用结晶器，包括上环(I)和下环(2)，其特征在于:所述上环(I)与下环(2)通过螺栓(10)连接，上环(I)与下环(2)的贴合面之间设置有密封圈(3)，上环的内圈上设置有安全凸台(4)，下环的内圈上设置有与安全凸台(4)相适配的安全凹台(5)； 下环(2)的外圈上设置有一排水平开设的进水孔(6)，下环(2)内圈的锥形斜面上设置有至少三排出水孔，分别是出水孔(7)、第二出水孔(8)、第三出水孔(9)，进水孔(6)分别与出水孔(7)、第二出水孔(8)、第三出水孔(9)相互贯通。
2.根据权利要求1所述的铝及铝合金热顶铸造用结晶器，其特征在于:所述出水孔(7)与进水孔(6)的夹角(α )为110度至140度。
3.根据权利要求1所述的铝及铝合金热顶铸造用结晶器，其特征在于:所述第二出水孔(8)与第三出水孔( 9)相互平行，与进水孔(6)夹角(β)为120度至150度。
【文档编号】B22D11/055GK203817324SQ201420198244
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】蒋丹华, 彭俊芳 申请人:江苏亚太轻合金科技股份有限公司