镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装置的制作方法

本发明属于镁合金铸坯连铸技术领域，涉及镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装。

背景技术：

镁合金当前采用半连铸生产工艺，因没有适合其生产需要的凝固器内壁润滑技术，拉坯速度极慢，严重影响了镁合金铸坯的快速生产，进而制约了镁合金作为结构件应用普及进程。

技术实现要素：

本发明解决的问题在于提供一种镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装置，在镁合金铸坯连铸机生产过程中可调冷却，提高凝固器内壁润滑效果，为镁合金连续铸造实现高速高效生产提供条件。

本发明是通过以下技术方案来实现：

镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装置，包括由多层曲线拼合组成的内壁，背板与内壁相配合构成能够通入冷却水的结合面；结合面内从上到下划分为若干个冷却区域，每个冷却区域设有独立的进出水口；

内壁上曲线拼合形成的拼合面间留有间隙，该间隙与开设于背板上的润滑油通孔相连通，为镁合金凝固壳与内壁之间区域提供润滑通道。

所述的内壁由上内壁、中内壁和下内壁，背板由宽面背板和窄面背板围合构成，并由宽面密封件组、窄面密封件组密封；内壁与背板通过紧固件相连接。

所述的上内壁、中内壁和下内壁分别分解成独立的四块，分别与宽面背板，窄面背板通过紧固螺件紧固；或者分别固定于宽面背板或窄面背板上再拼合连接。

所述的上内壁、中内壁和下内壁的每个宽面和窄面都设独立的冷却水流动通道，这些流动通道周边设有封闭的环形密封槽，当紧固件将宽面背板或窄面背板与对应的内壁紧固在一起时，位于密封槽内的密封圈对冷却水流动通道进行密封，使冷却水能够在独立冷却范围对内壁进行冷却。

所述的结合面内从上到下划分为三个冷却区域，每个冷却区域分别由位于背板的两个宽面进出水路、两个窄面进出水路构成宽面冷却水路和窄面冷却水路，能够进行单独可调的独立控制冷却；

上部冷却区的内壁由一组上内壁和两组中内壁构成；中部冷却区的内壁由三组中内壁构成；下部冷却区的内壁由一组下内壁和一组中内壁构成。

在冷却区域中的宽面冷却水路为：

在上部冷却区中，上内壁、中内壁的宽面分别对应两个进水孔和两个出水孔，上内壁与下方中内壁的进水孔通过宽面背板的内部暗道汇合在一起，从上部进水口进入；上内壁、中内壁的宽面分别对应出水孔通过宽面背板背面的内部暗道汇合在一起，从上部出水口流出，对铸坯表面进行冷却；

在中冷却区中，三组中内壁的宽面分别对应两个进水孔和两个出水孔，通过中部宽面总进水孔后分别供给各自进水孔，经过冷却通道后流经出水孔后，流入中部宽面出水孔流出；

在下部冷却区，一组中内壁和一组下内壁的宽面分别对应两个进水孔和两个出水孔，通过中部宽面总进水孔后分别供给各自进水孔，经过冷却通道后流经出水孔后，流入中部宽面出水孔流出。

在冷却区域中的窄面冷却水路为：

在上部冷却区中，上内壁、中内壁的窄面分别对应两个窄面进水孔和两个窄面出水孔，上内壁与下方中内壁的窄面进水孔通过窄面背板背面的窄面内部暗道汇合在一起，从窄面上部进水口进入；上内壁、中内壁的窄面分别对应出水孔窄面出水孔通过窄面背板背面的窄面内部暗道汇合在一起，从窄面上部出水口流出，对铸坯表面进行冷却；

在中冷却区中，三组中内壁的窄面分别对应两个窄面进水孔和两个窄面出水孔，通过中部窄面总进水孔后分别供给各自窄面进水孔，经过冷却通道后流经窄面出水孔后，流入中部窄面出水孔流出；

在下部冷却区，一组中内壁和一组内壁的窄面分别两个窄面进水孔和两个窄面出水孔，通过中部宽面总进水孔后分别供给各自窄面进水孔，经过冷却通道后窄面流经出水孔后，流入中部宽面出水孔流出。

所述的内壁两件结合曲线形成的拼合面间隙处设有环形沟槽，沟槽与背板润滑孔相通，润滑介质以固定的压力供给，通过环形沟槽挤入拼合面间隙后，顺内壁下流，形成均匀的润滑膜对坯壳进行润滑。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装置，巧妙的将冷却和润滑都结合在内壁和背板中，在提供冷却面的同时提供润滑；其中内壁与背板相配合，结合面内可通入冷却水对内壁进行冷却，带走内壁内熔融态镁合金的热量，使接触部分熔体温度降低到凝固线以下，达到液固转化的作用。同时，内壁采用多层曲线拼合方式组成，拼合面间留有一定的小间隙，通过背板的润滑油通孔可渗透到曲线拼合面，流入镁合金凝固壳与内壁之间区域，对凝固壳表面进行润滑，起到减少铸坯下移时的摩擦力的功能，降低铸坯坯壳与凝固器内壁的摩擦力，提升铸坯的脱壳效果，以便提高铸坯拉坯速度。

附图说明

图1为本发明的轴侧结构示意图；

图2为本发明的轴侧爆炸示意图；

图3为图2中X部位放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，本发明提供的镁合金连续铸液固转化器的冷却与内壁润滑装置，包括由多层曲线拼合组成的内壁B，背板A与内壁B相配合构成能够通入冷却水的结合面；结合面内从上到下划分为若干个冷却区域，每个冷却区域设有独立的进出水口；

内壁B上曲线拼合形成的拼合面E间留有间隙，该间隙与开设于背板A上的润滑油通孔C相连通，为镁合金凝固壳与内壁B之间区域提供润滑通道。

本发明将冷却和润滑都结合在内壁和背板中，在提供冷却面的同时提供润滑；镁合金连续铸造液固转化器的内壁B与背板A相配合，结合面内可通入冷却水对内壁B进行冷却，带走内壁B内熔融态镁合金的热量，使接触部分熔体温度降低到凝固线以下，达到液固转化的作用。同时，内壁B采用多层曲线拼合方式组成，拼合面E间留有一定的小间隙，通过背板A的润滑油通孔C、D可渗透到曲线拼合面，流入镁合金凝固壳与内壁B之间区域，对凝固壳表面进行润滑，起到减少铸坯下移时的摩擦力的功能。

如图1、图2、图3所示，所述的内壁B由上内壁3、中内壁4和下内壁7，背板A由宽面背板和窄面背板围合构成，并由宽面密封件组9、窄面密封件组10密封；内壁B与背板A通过紧固件11相连接。

所述的上内壁3、中内壁4和下内壁7分别分解成独立的四块，分别与宽面背板，窄面背板通过紧固螺件11紧固；或者分别固定于宽面背板或窄面背板上再拼合连接。

总体结构上由宽面背板1、5，窄面背板2、6，上内壁3，中内壁4，下内壁7，宽面密封件组9、窄面密封件组10和紧固件11构成。图例中的两宽面背板和两窄面背板结构分别相同。

上部冷却区由一组上内壁3和两组中内壁4构成；中部冷却区由三组中内壁4构成；下部冷却区由一组下内壁7和一组中内壁4构成；这些组合可根据工艺条件进行设计组合，下面就以图2、图3为例进行说明。

上内壁3，中内壁4，下内壁7可根据需要分解成独立的四块，分别与宽面背板1、5，窄面背板2、6通过紧固件11紧固；宽面背板1、5，窄面背板2、6也可将四块焊接成一个整体式结构。

根据所生产的镁合金种类、铸坯的断面尺寸和拉速的工艺需要，内壁的长度有所不同，为了适合结晶器高度的增加或降低，可通过增加或中内壁4数量的方式解决。

上内壁3，中内壁4，下内壁7的每个宽面和窄面都有独立的冷却水流动通道11和12，这些水路周边有一个封闭的环形密封槽，当紧固件11紧固将宽面背板1、5或窄面背板2、6与对应内壁紧固在一起时，位于密封槽13或14内的密封圈8或9对这些独立的冷却水路进行密封，使冷却水能够在设计的独立冷却范围对内壁进行冷却。

具体的，图1所示从上到下划分为3个冷却区域，每个区域分别由2个宽面进出水、2个窄面进出水路进行单独可调独立控制冷却。左侧窄面上部冷却水从窄面上部进水口23口流入，从窄面上部出水口25流出，对左窄面Ⅰ区内壁进行冷却；中部冷却水从中部窄面总进水孔26流入，从中部窄面出水孔27流出，对左窄面Ⅱ区内壁进行冷却；下部冷却水从中部宽面总进水孔28流入，从中部宽面出水孔29流出，对左窄面Ⅲ区内壁进行冷却；右侧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区同左侧冷却方法进行冷却；

内壁B宽面或窄面的每条拼合面E间小间隙都与一个润滑孔C或D相通，根据设定工艺参数连续输入润滑油介质对内壁B内腔进行全范围润滑。

在冷却区域中的宽面冷却水路为：

在上部冷却区中，上内壁3、中内壁4的宽面分别对应2个进水孔12和2个出水孔13，上内壁3与下方中内壁4的进水孔12进水孔通过宽面背板5背面的第一内部暗道14汇合在一起，从上部进水口15进入。上内壁3、中内壁4的宽面分别对应出水孔13通过宽面背板5背面的第二内部暗道16汇合在一起，从上部出水口17流出，带走内壁的热量，对铸坯表面进行冷却。

在中冷却区中，3组中内壁4的宽面分别对应2个进水孔12和2个出水孔13，类似上部冷却区，通过中部宽面总进水孔18后分别供给各自进水孔12，经过冷却通道后流经出水孔13后，流入中部宽面出水孔19流出。

在下部冷却区，也类似上部冷却区，一组中内壁4和一组内壁7的宽面分别对应2个进水孔12和2个出水孔13，通过中部宽面总进水孔20后分别供给各自进水孔12，经过冷却通道后流经出水孔13后，流入中部宽面出水孔21流出。

在冷却区域中的窄面冷却水路为：

在上部冷却区中，上内壁3、中内壁4的窄面分别对应2个窄面进水孔10和2个窄面出水孔11，上内壁3与下方中内壁4的窄面进水孔10进水孔通过窄面背板2背面的第三内部暗道22汇合在一起，从窄面上部进水口23进入。上内壁3、中内壁4的窄面分别对应窄面出水孔11通过窄面背板2背面的第四内部暗道24汇合在一起，从窄面上部出水口25流出，带走内壁的热量，对铸坯表面进行冷却。

在中冷却区中，3组中内壁4的窄面分别对应2个窄面进水孔10和2个窄面出水孔11，类似上部冷却区，通过中部窄面总进水孔26后分别供给各自进水孔10，经过冷却通道后流经窄面出水孔11后，流入中部窄面出水孔27流出。

在下部冷却区，也类似上部冷却区，1中内壁4和1内壁7的窄面分别对应2个窄面进水孔10和2个窄面出水孔11，通过中部宽面总进水孔28后分别供给各自窄面进水孔10，经过冷却通道后流经窄面出水孔11后，流入中部宽面出水孔29流出。

内壁两件结合曲线拼合面E间隙附近有一环形沟槽F，沟槽F与背板润滑孔C、D相同，润滑介质以固定的压力供给，通过环形沟槽F挤入拼合面E间隙后，顺内壁B内壁下流，形成均匀的润滑膜对坯壳进行润滑。内壁的材质可根据冷却强度需要选定，如选用金属材料，金属与石墨的复合材料，或石墨。背板选用金属材料。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。