本发明专利技术提供一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，结晶器设置有上水腔和下水腔，上水腔的底部设置减压腔，下水腔的顶部和底部上设置有减压腔，上水腔的减压腔上设置有第三组冷却水孔，下水腔顶部的减压腔上设置有第一组冷却水孔，下水腔底部的减压腔上设置有第二组冷却水孔，第一组冷却水孔和第二组冷却水孔在同一竖直平面内，且与第三组冷却水孔呈交叉状布置，第一组冷却水孔和第二组冷却水孔的角度大于40°，第三组冷却水孔的角度小于40°。本发明专利技术采用两组高入射角度冷却水流，相同冷却水流量下可以大大减小高入射角度冷却水流的压力，从而有效避免压力过高带来的返水现象及其产生的铸锭表面裂纹。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，铝合金半连续铸造
技术介绍
直冷式半连续铸造是目前铝合金企业生产铝合金圆锭和扁锭的主要方式，液态铝熔体被浇注到由结晶器和引锭头所围成的空间内，当铝熔体与结晶器及引锭头发生接触， 铝熔体就会被结晶器和引锭头冷却并且沿其边界发生凝固。当铝熔体在结晶器中达到一定高度，并且凝壳具有足够强度来支撑这些铝熔体的时候，引锭头将以给定的铸造速度向下运动。已凝固的铸锭将随着引锭头一起下降，当铸锭被拉出结晶器时，结晶器内的冷却水直接喷到铸锭的表面，铸锭被迅速的冷却下来。这样铝熔体不断的被浇铸到结晶器内，而已凝固的铸锭也不断的被拽出结晶器，构成了一个连续的过程。直冷式半连续铸造过程可分为两个阶段铸造开始阶段和铸造稳定阶段，铸造开始阶段采用较低的铸造速度，然后铸造速度逐步增加，过渡到铸造稳定阶段。半连续铸造过程中铸锭四周采用连续的冷却水喷射冷却，导致铸锭横截面上存在非常大的温度梯度，铸锭纵剖面存在一个液穴，铸锭凝固收缩的拉应力产生一个轴向分量， 铸造开始阶段已成型铸锭抗变形能力较差，导致铸锭的底部形成拱形，这种现象被称为翘曲。翘曲形成对凝壳有破坏作用，凝壳破裂就会产生漏流现象，从而影响铸锭的成型和铸造成功率。工业生产中为了抑制或减轻翘曲，铸造开始阶级采用较弱的冷却工艺，当铸造过渡到稳定阶段采用较强的冷却工艺，以细化显微组织，提高铸锭质量。现有铸造冷却工艺中铸造开始阶段冷却水流量较小，随着铸造过渡到稳定阶段，逐渐增加冷却水流量。为了进一步降低铸造开始阶段冷却强度，国外开发出非连续式/脉冲水冷技术，加气水冷技术等，明显改善了铸锭翘曲。最新的铸造技术中开始阶段采用较小水流量的一组冷却水以低入射角度冲击铸锭，得到较弱的冷却强度；稳定阶段增加水流量的同时，另外增加高入射角度的一组冷却水冷却铸锭，高入射角度冷却水流冲击点高于低入射角度冷却水流冲击点，两组冷却水流交叉分布，与单组冷却水冷却相比增强了单位流量的冷却水冷却效率，从而增强冷却强度。但这种冷却方式下，当冷却水流量增大到一定程度时，由于水压过大，高入射角度的冷却水流冲击到铸锭表面散开，容易促使部分水流沿铸锭表面向上返水，严重时进入结晶器内部铝液表面，导致铸锭局部冷却不均，产生表面裂纹。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，其特征在于所述结晶器设置有上水腔和下水腔，所述上水腔的底部设置减压腔，所述下水腔的顶部和底部上设置有减压腔，所述上水腔的底部通过安装分水板相隔减压腔，所述下水腔的顶部和底部通过安装分水板相隔减压腔，所述上水腔的减压腔上设置有第三组冷却水孔，所述下水腔顶部的减压腔上设置有第一组冷却水孔，所述下水腔底部的减压腔上设置有第二组冷却水孔，所述第一组冷却水孔和第二组冷却水孔在同一竖直平面内，且与第三组冷却水孔呈交叉状布置，所述第一组冷却水孔和第二组冷却水孔的角度大于40°，所述第三组冷却水孔的角度小于40°。进一步地，上述的一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，其中，结晶器由大面侧盖和小面侧盖围成的长方体，所述大面侧盖与所述小面侧盖相交处设有角部隔墙布置，所述大面侧盖的两端各设置有上水腔和下水腔，所述小面侧盖的两端各设置有上水腔和下水腔，所述角部隔墙上开有进水端口，所述进水端口与大面侧盖的上水腔相连通，且还与小面侧盖的上水腔相连通，所述大面侧盖的上水腔通过大面侧盖的进水孔与大面侧盖的下水腔相连通且大面侧盖的进水孔位置处设置有气控水阀，所述小面侧盖的上水腔通过小面侧盖的进水孔与小面侧盖的下水腔相连通，所述结晶器的内腔中设置有相对的内衬，所述内衬之间设置有引锭头。更进一步地，上述的一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，其中，所述第一组冷却水孔与第二组冷却水孔、第二组冷却水孔与第三组冷却水孔之间的孔间距在 10 16mm,且其孔的直径为2 6_。更进一步地，上述的一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器，其中，角部隔墙上的进水端口上设置有过滤器。本专利技术技术方案的实质性特点和进步主要体现在本专利技术采用两组高入射角度冷却水流，相同冷却水流量下可以大大减小高入射角度冷却水流的压力，从而有效避免压力过高带来的返水现象及其产生的铸锭表面裂纹；采用三组冷却水冲击到铸锭表面，能够进一步减小层流区，同时随着冲击点的增加相互干涉作用加强，也进一步增加瑞流程度，从而进一步提闻铸淀冷却效果，有利于提闻铸淀冶金质量。半连续铸造冷却强度可变结晶器本体设有上下两个水腔，冷却水从角部隔墙进入上水腔，小面侧盖的上、下水腔直接通过进水孔连通，大面侧盖的上、下水腔通过气控阀控制连通，从而控制大面侧盖的上水腔的冷却水是否进入大面侧盖的下水腔，满足铸造开始阶段和稳定阶段不同的冷却要求实现铸造开始阶段大面采用第三组冷却水单独冷却铸锭，获得较小冷却强度，从而抑制铸锭翘曲，而铸造稳定阶段大面采用3组冷却水同时冲击铸锭，获得极强冷却强度，提高铸锭冶金质量。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明图I :本专利技术的俯视不意图2 :本专利技术的内部俯视示意图3 :图I的A—A剂视不意图4 :图I的B—B剂视不意图5 :图I的C一C剂视不意图6 :本专利技术半连续铸造冷却强度可变结晶器工作过程示意图。具体实施例方式如图I、图2、图3、图4、图5所示，一种铝合金半连续铸造冷却强度可变的结晶器， 结晶器I设置有上水腔6和下水腔5，上水腔6的底部设置减压腔10，下水腔5的顶部和底部上设置有减压腔10，上水腔6的底部通过安装分水板3相隔减压腔10，下水腔5的顶部和底部通过安装分水板3相隔减压腔10，上水腔6的减压腔10上设置有第三组冷却水孔 8，下水腔5顶部的减压腔10上设置有第一组冷却水孔7，下水腔5底部的减压腔10上设置有第二组冷却水孔9，第一组冷却水孔7和第二组冷却水孔9在同一竖直平面内，且与第三组冷却水孔8呈交叉状布置，第一组冷却水孔7和第二组冷却水孔9的角度大于40°，第三组冷却水孔8的角度小于40°。结晶器I由大面侧盖14和小面侧盖15围成的长方体，大面侧盖14与小面侧盖15 相交处采用角部隔墙布置，大面侧盖14的两端各设置有上水腔6和下水腔5，小面侧盖15 的两端各设置有上水腔6和下水腔5，角部隔墙上开有进水端口 11，进水端口 11与大面侧盖14的上水腔6相连通，且还与小面侧盖15的上水腔6相连通，大面侧盖14的上水腔6 通过大面侧盖的进水孔与大面侧盖14的下水腔5相连通且大面侧盖14的进水孔位置处设置有气控水阀12，小面侧盖15的上水腔6通过小面侧盖15的进水孔与小面侧盖15的下水腔5相连通，结晶器I的内腔中设置有相对的内衬2，内衬2之间设置有引锭头17。第一组冷却水孔7与第二组冷却水孔9、第二组冷却水孔9与第三组冷却水孔8之间的孔间距在l(Tl6mm，且其孔的直径在2 6mm。角部隔墙上的进水端口上设置有过滤器16。具体应用时，开始铝合金半连续铸造前，在结晶器I的内衬2表面均匀涂抹一层润滑油，将引锭头17上升到内衬2下沿，构成一个半封闭空间；将O. 2MPa压缩空气管道与快速接头13连接，气流通过气通道4进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金炎，长海博文，郭世杰，薛冠霞，王乐酉，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。