一种用于铸造铝锭的立式铸造结晶模具制造技术

一种用于生产铝锭的立式铸造结晶模具，结晶模具包括具有上法兰和下法兰的本体。在本文的例子中，结晶模具本体以预制复合结构的形式制造，预制复合结构包括铸造框架和至少一个附接到所述框架的供水单元。此外，结晶模具还包括以下系统中的至少一个：结晶模具和铸锭的冷却控制系统，包括润滑剂供应和保持的铸锭润滑控制系统，在铸造台上相对于结晶模具底板的结晶模具定位系统。本发明专利技术可以延长结晶模具的使用寿命，最终效果是缩短铸造准备时间，提高结晶模具的生产率。晶模具的生产率。晶模具的生产率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于铸造铝锭的立式铸造结晶模具


[0001]本专利技术涉及铸造生产领域，可用于金属锭的立式铸造，特别是铝锭和铝合金锭的立式铸造。

技术介绍

[0002]对于铝锭的生产，广泛使用的方法是直接冷却铸块的立式半连续铸造。这个方法的本质在于向一种特殊的水冷结晶模具中连续供应液态的金属，结晶模具有可移动的底部，这个可移动的底部是通过一个可以在垂直方向上移动的底板实现的。用于半连续铸锭的铸造装置包括两个主要组成部件：结晶模具和底板运动机构。结晶模具通常由铜或固体铝合金制成。降低底板的速度经选择使得铸锭不会在整个横截面上冻结，而是会形成一个坯壳。当铸锭表面用水冷却时，铸锭会进一步结晶。当铸锭达到规定长度时，铸造停止，然后再次重复该过程。【例如，请参见Odintsov M.V.对底部可移动结晶模具中铝铸造过程的分析//工程科学：问题与前景：国际科学会议材料(圣彼得堡，2011年3月)。
‑
圣彼得堡：雷诺姆，2011年第126
‑
129页。】
[0003]为了说明用于实施直接冷却铸锭的立式半连续铸造的设备，附图展示了该设备的典型结构，详细说明如下：
[0004]图1
‑
立式直冷铸锭设备示意图；
[0005]图2和图3
‑
立式铸造机的可选设计；
[0006]图4
‑
铸造设备底板的整体视图；
[0007]图5和图6
‑
结晶模具的整体视图；
[0008]图7和图8
‑
>结晶模具本体的横截面视图；
[0009]图9
‑
上法兰纵截面的部分示意图；
[0010]图10
‑
安装了上法兰的结晶模具的横截面示意图；
[0011]图11
‑
安装了下法兰和气缸定位系统的结晶模具的横截面示意图；
[0012]图12
‑
定位过程中带有底板的结晶模具的底部视图。
[0013]图1所示为直接冷却铸锭立式铸造设备的典型结构。液态金属1通过套筒2被送入具有可移动底部的水冷结晶模具3(方向A)，其中，底板的移动是由底板4通过驱动装置在平台5上沿垂直于方向B的方向移动来实现的。冷却水供应至结晶模具的内部水室6，以保持与液态金属1接触的内壁的必要温度。冷却强度可以通过调节水流来改变。由于这种初次冷却，铸锭7的初始凝固壳在结晶模具3的内壁附近形成。结晶模具3的水室6设有一组水孔。当水流通过水室6中的孔时，形成水射流8，清洗铸锭7直接形成的表面，从而提供进一步结晶。安装有底板4的平台5以设定的速度下降，金属硬化后从结晶模具3的腔室中移出，形成铸锭。当铸锭达到所需长度时，铸造停止。将成品铸锭从平台上移除，继续铸造新铸锭。
[0014]图2和图3所示为竖式铸造机的众多设计之一，该铸造机允许同时铸造四个铸锭。带有驱动装置的平台5安装在铸造间地面以下的铸造坑9中。平台5上安装有带有底板4的过渡板10。结晶模具3安装在铸造机的工作台11上，并通过可拆卸连接的软管13与供水系统连
接。为了在铸造完成后从平台上移除获得的铸锭，铸造机有一个驱动器12，可以将工作台11从水平位置A上升到垂直位置B。
[0015]图4所示为底板的众多设计之一的整体视图。底板是一个机械加工的金属模具，具有平坦或半球形的底部和边缘轮廓，底板边缘轮廓和结晶模具工作腔的轮廓重合。底板的尺寸使得底板与结晶模具的工作腔保持一定距离。结晶模具和底板组成单独一体的铸造模具。
[0016]现有技术中的结晶模具配有辅助系统，可提高铸锭质量，缩短操作准备时间。
[0017]这些辅助系统是：
[0018]‑
用于冷却铸锭的控制系统，该控制系统允许改变冷却强度，从而影响金属结构及其收缩量；
[0019]‑
结晶模具内润滑剂的供给和保持系统，该系统将润滑剂分布在结晶模具的工作表面上，以获得拥有光滑表面的铸锭，并防止在将铸造台提升到垂直位置时润滑剂从结晶模具中泄漏；
[0020]‑
结晶模具定位系统，该系统位于铸造台上，与底板相对，可在铸造前自动将模具工作腔与底板边缘轮廓对齐，从而缩短铸造准备时间。
[0021]图5和图6为多种结晶模具设计选择中的一种的总体视图。结晶模具包含本体14，本体14的内壁形成的工作腔A、上法兰15、侧壁17、下法兰16，下法兰16上安装有气缸18，其用于相对于底板将模具定位在铸造台上。在浇铸之前，将底板插入工作腔中，并在浇铸过程中注入液态金属。
[0022]图7和图8所示为结晶模具本体横截面示意图。本体14与侧壁17组合形成两个内部冷却室。一次冷却室19和二次冷却室20由包含连接通道21的隔板隔开。水流控制阀22安装在本体上。通过供水通道23向一次冷却室19供水。一次冷却室19通过连接通道21向二次冷却室20供水。从一次冷却室19和二次冷却室20的每个腔室中引出多个出口通道24，其设计用于向正在成形的铸锭表面供水。
[0023]在铸造过程中，循环泵持续运行，以确保存在恒定压力，并确保冷却水通过供应通道23流入结晶模具。在铸造的初始阶段，加压空气通过水流控制系统的管道进入阀门22。阀门的开关元件25延伸并关闭连接通道21，防止冷却水进入二次冷却室20。流经供水通道23的水充满一次冷却室19的腔室，并从一次冷却室19的腔室通过出口通道24供应到铸锭表面。在铸造初始阶段，仅使用一次冷却室和一排出口通道降低铸锭的冷却强度。当切换到铸造操作模式时，阀门22内部的空气压力被消除。阀门的开关元件25打开连接通道21，允许冷却水流入二次冷却室20。冷却水从二次冷却室20经过出口通道24流向铸锭表面。使得铸锭的冷却强度增加。
[0024]结晶模具的上法兰15包含润滑剂供应系统。图9为上法兰纵截面部分结构示意图。图10为安装了上法兰的结晶模具本体的横截面示意图。上法兰15包含与入口接头27和出口孔28相连的润滑剂填充槽26。出口孔28以一定的间距位于法兰内轮廓的表面上，以确保润滑剂均匀分布在结晶模具14的工作表面上。在铸造过程中，排放泵保持过压状态，并确保润滑剂通过入口接头27从供油箱流向润滑剂供应装置。润滑剂填充槽26并通过出口孔28流出，以润滑结晶模具本体14的工作表面。此外，出口孔包含的开关元件，在铸造过程结束当铸造机工作台提升到垂直位置时，开关元件用以将润滑剂保留在法兰内。
[0025]模具的下法兰16包含一个相对于底板的模具定位系统。图11为包括下法兰16和安装了对准系统的气缸18的结晶模具本体的横截面示意图。图12为包含底板的模具在定位时的底部视图(气缸活塞伸出)。在铸造之前，连接到铸造机的活动平台上的底板4被带到结晶模具本体14的工作腔中。根据控制面板的指令，压缩空气通过下法兰16中的凹槽29进入气缸18的工作腔室中。在气压的影响下，活塞30被推出气缸18，停靠在底板4的侧壁，移动结晶模具，使得结晶模具的工作腔室与底板对齐。定位后，压缩空气供给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产铝锭的立式结晶模具，所述结晶模具包括具有上下法兰的本体，其特征在于，所述模具本体以预制复合结构的形式制成，所述预制复合结构包括铸造框架和至少一个附接到所述框架的供水单元。2.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，所述供水单元由与所述铸造框架不同的材料制成，例如不锈钢或钛合金。3.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，所述供水单元包含至少一个水流控制阀，所述水流控制阀以单向气缸的形式制成，所述气缸带有回位弹簧和从活塞下部空间穿过活塞杆的排气装置。4.根据权利要求3所述的结晶模具，其特征在于，所述水流控制阀的阀体包括由聚合物材料制成外壳形式的涂层，所述阀门的截止元件包括由聚合物材料制成内衬形式的涂层。5.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，至少一个气动单元安装在下法兰上，所述气动单元包括至少一个气缸，所述气缸带有至少一个延时阀。6.根据权利要求5所述的结晶模具，其特征在于，所述延时阀用于提供0到30秒范围内的延时。7.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，所述供水单元通过可拆卸连接件，特别是螺栓连接件，附接至所述铸造框架。8.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，所述供水单元由耐腐蚀材料制成，例如不锈钢或钛合金。9.根据权利要求1所述的结晶模具，其特征在于，所述结晶模具还包括以下辅助系统中的至少一个：模具和铸锭的冷却控制系统，包括润滑剂供应和保持的铸锭润滑控制系统，在铸造台上相对于模具底板的模具定位系统。10.根据权利要求9所述的结晶模具，其特征在于，在上法兰中，有一个用于润滑铸锭的控制系统，在下法兰中，在铸造台上相对于模具底板有模具定位系统的气体通道。11.根据权利要求1
‑
8中任一权利要求所述的用于生产铝锭的立式铸造模具，还包括至少一个以下系统：模具和铸锭的冷却控制系统，用于润滑铸锭、供给润滑剂以及保持润滑剂的控制系统，在铸台上相对于模具底板的模具定位系统。12.根据权利要求11所述的结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：俄罗斯工程技术中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：