一种结晶器的制作方法

本发明涉及铝棒铸造技术领域，尤其涉及一种结晶器。

背景技术：

在铝合金圆棒的铸造中，结晶器性能好坏直接影响着能否获得高质量的铸件。由于技术条件的限制，铝棒铸造企业为了提高棒材的表面的质量，在使用铸造设备的时候会结晶器的工作面滴油，或操作人员手工涂抹以达到提高铸件表面质量的目的。但是，这种方法费时费力，并且铸造出来的铝棒表面不太光滑，冷却壳层厚度很大，一般在2-15mm，容易产生废料。

公开号为cn203917841的中国专利公开了一种铝合金近终形铸锭用半连续铸造结晶器。这种结晶器设置了独立的油气分配环，使得此结晶器在铸造过程中能够自动化润滑，改善铸件的表面质量。但是，此结构的结晶器有以下两大主要缺陷：

1、结晶器的铝液通道的直径基本相同，铝液自身具有较强导热性能，在铸造过程中容易被冷却水带走大量热量，导致结晶器上端的铝液温度过低，影响结晶质量。

2、润滑所用的润滑油随着铝液的移动进入冷却水中，对冷却水造成污染，影响环境。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种结晶器，可实现自动润滑，提高铸件表面质量。

本发明实施例所要解决的技术问题还在于，提供一种结晶器，可精确控制铸造过程铝液的温度变化，保证不同位置的铝液在其最佳铸造温度中，提高铸件质量。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种结晶器，包括结晶器本体、转接板和石墨环，所述结晶器本体中央设有结晶通道，所述结晶通道顶部设有转接板，所述转接板下方设有所述石墨环，所述石墨环内设有油气微孔；所述转接板设有结晶口，所述结晶口的下侧边沿设有向下凸出的储气环，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室，所述气室用于防止铝液与转接板和石墨环的交接处接触。

作为上述方案的改进，所述结晶器本体内设有通油管和通气管，所述通气管和通油管均连通至石墨环的背面。

作为上述方案的改进，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室是指：铸造过程中，所述通气管将气体通入石墨环，气体从石墨环的正面析出，由于重力作用聚积在所述储气环、转接板和石墨环依次连接围成的空间内。

作为上述方案的改进，所述储气环靠近石墨环一侧设有弧形过渡段。

作为上述方案的改进，所述结晶器本体还设有喷水孔，所述喷水孔周向阵列于结晶通道上，位于石墨环的下方。

作为上述方案的改进，所述喷水孔共两排，两排喷水孔纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔喷出的水流上下交错。

作为上述方案的改进，所述油气微孔均匀分布在石墨环内，使石墨环形成隔热层，将喷水孔的冷却效果限制在石墨环的下方。

作为上述方案的改进，润滑油从油气微孔析出，在石墨环表面形成含油层，润滑油在跟随铝液离开石墨环前被完全燃烧。

作为上述方案的改进，所述喷水孔与冷却水通道连通，所述冷却水通道与结晶器本体外侧的连通处设有过滤网。

作为上述方案的改进，所述结晶器本体内还设有水室，所述水室与冷却水通道连接，用于冷却水喷出前的聚集和缓冲。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供的结晶器，包括结晶器本体、转接板和石墨环，所述结晶器本体中央设有结晶通道，所述结晶通道顶部设有转接板，所述转接板下方设有所述石墨环，所述转接板设有结晶口。其中，结晶口的直径小于结晶通道以及石墨环的口径，将铝液分隔成上下两部分，防止结晶口下方的铝液受到冷却水的冷却而将结晶口上方的铝液冷却，影响结晶质量。

本发明提供的结晶器，所述结晶口的下侧边沿设有向下凸出的储气环，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室，所述气室用于防止铝液与转接板和石墨环的交接处接触而被率先冷却结晶，进而防止铸件被先结晶的金属固体刮伤，提升铸件的表面质量。

本发明提供的结晶器，所述结晶器本体还设有喷水孔，所述喷水孔周向阵列于结晶通道上，位于石墨环的下方；所述喷水孔共两排，两排喷水孔纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔喷出的水流上下交错。冷却水喷在铸件圆周表面时可以得到互补，真正达到铸件冷却均匀无死角，而且冷却水对铸件表面的冲击均匀，防止冷却水对铸件局部冲击过大而造成铸件表面缺陷。

附图说明

图1是本发明一种结晶器的结构示意图；

图2是本发明一种结晶器的另一视角的结构示意图；

图3是本发明一种结晶器的剖视图；

图4是图3的a部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种结晶器，包括结晶器本体1、转接板2和石墨环3，所述结晶器本体1中央设有结晶通道11，所述结晶通道11顶部设有转接板2，所述转接板2下方设有所述石墨环3，所述石墨环3内设有油气微孔31；所述转接板2设有结晶口21，所述结晶口21的下侧边沿设有向下凸出的储气环22，所述储气环22、转接板2和石墨环3依次连接形成气室4，所述气室4用于防止铝液与转接板2和石墨环3的交接处接触。

本发明提供的结晶器，包括结晶器本体1、转接板2和石墨环3。其中，转接板2的结晶口21的直径小于结晶通道11以及石墨环3的口径，导热性能较差的转接板2将铝液分隔成上下两部分，防止结晶口21下方的铝液受到冷却水的冷却而将结晶口21上方的铝液冷却，影响结晶质量。

优选地，所述结晶器本体1内设有通油管12和通气管13，所述通气管13和通油管12均连通至石墨环3的背面。上文提到的所述储气环22、转接板2和石墨环3依次连接形成气室4是指：铸造过程中，所述通气管13将气体通入石墨环3，气体从石墨环3的正面析出，由于重力作用聚积在所述储气环22、转接板2和石墨环3依次连接围成的空间内。由于上述气体能够不断补充，即使部分气体被铝液带走，也能动态地维持一定的气体留在所述气室4中，所述气室4用于防止铝液与转接板2和石墨环3的交接处接触而被率先冷却结晶，进而防止铸件被先结晶的金属固体刮伤，提升铸件的表面质量。

为了与所述气室4配合，所述储气环22靠近石墨环3一侧设有弧形过渡段222。所述弧形过渡段222与气室4配合，在气体的压力下使铝液从水平方向移动平顺地转向竖直向下移动，而转向过程只由重力和气室4内的气体压力完成，不会与结晶器的内壁接触，减少结晶器对铝液的非必要的温度影响。所述油气微孔31均匀分布在石墨环3内，使石墨环3形成隔热层，将喷水孔的冷却效果限制在石墨环3的下方。润滑油从油气微孔31析出，在石墨环3表面形成含油层，润滑油在跟随铝液离开石墨环3前被完全燃烧，防止润滑油进入冷却水中，造成环境污染。

为了加快铝液在结晶器本体1下端的冷却速度，所述结晶器本体1还设有喷水孔14，所述喷水孔14周向阵列于结晶通道11上，位于石墨环3的下方；所述喷水孔14共两排，两排喷水孔14纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔14以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔14喷出的水流上下交错。冷却水喷在铸件圆周表面时可以得到互补，真正达到铸件冷却均匀无死角，而且冷却水对铸件表面的冲击均匀，防止冷却水对铸件局部冲击过大而造成铸件表面缺陷。

其中，所述喷水孔14与冷却水通道17连通，所述冷却水通道17与结晶器本体1外侧的连通处设有过滤网15，防止冷却水中的杂质进入，防止杂质堵塞喷水孔14。优选地，所述结晶器本体1内还设有水室16，所述水室16与冷却水通道17连接，用于冷却水喷出前的聚集和缓冲，防止冷却水中混有气体而造成水压突然增大对铸件表面造成损伤，也缩短了喷水孔14的长度，降低喷水孔14堵塞的可能，也保证了各喷水孔14的水流速度一致。

本结晶器的工作原理如下：铸造开始时，引锭头设于本结晶器喷水孔14附近，将结晶通道11底部封闭。金属熔体从转接板2上方进入，在引锭头上堆积并开始与石墨环3接触。然后引锭头缓慢向下移动，直到铸造完成。在铸造过程中，石墨环3表面的油气微孔31开始析出润滑油和保护气体，金属熔体开始在石墨环3的限制下形成预定直径的光滑表面。石墨环3自身具有含油性，润滑油会在跟随金属熔体下移的过程中燃烧殆尽，不会进入冷却水中，保护环境。保护气体析出后聚积在转接板2底部，在储气环22的导向作用下，后续的铝液从转接板2的结晶口21进入结晶器后，会向石墨环3的方向横向移动，沿弧形过渡段222向转接板2的底面靠近，但是，由于保护气体在气室4中聚积，金属熔体不会与石墨环3和转接板2的交接处接触，防止金属熔体快速结晶形成尖锐的金属颗粒，保证铸件表面质量。在铸造过程中，气室4中的保护气体会持续得到补充。在金属熔体进入石墨环3的下方时，喷水孔14喷出冷却水，对铸件快速冷却。由于转接板2的存在，位于转接板2上方的金属熔体受到冷却水的影响较少，能够适应不同工艺条件下的铸造速度需求。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。