一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头制造技术

本发明专利技术提供一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，其材质采用钢质，主体为引锭体，在引锭体的上部开有空腔，空腔的圆周面呈－２～－１０°的负锥面，空腔的底面设置有中心凸台和环形凸台，中心凸台和环形凸台的圆周面呈１～３０°的锥面；在引锭体的底部设有连接螺纹，引锭体通过连接螺纹固定在支撑台上。引锭体上部空腔圆周的负锥面，用以提高铸造起始阶段铸锭和引锭头的结合力，并利于半连续铸造结束后的脱模；空腔中环形凸台和中心凸台，增加在半连续铸造起始阶段铸锭底部冷却的均匀性，防止铸锭出现底部裂纹并起支撑稳定铸锭的作用；结构简洁，安装使用方便，工作寿命长，适用于硬铝合金圆锭的半连续铸造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，属于铝合金半连 续铸造

技术介绍
采用传统直冷式半连续铸造工艺制备铝合金圆锭时，铸造起始阶段是 整个铸造过程中最不稳定也是最为关键的阶段，容易发生底部开裂、漏铝 等铸造问题；尤其对于以2xxx和7xxx系为代表的硬铝合金圆锭，由于铸 锭的合金元素含量高，晶界处的低熔点共晶相数目较多，在凝固过程中铸 锭的塑性区较小，脆性区较大，铸锭抵抗裂纹的能力较低，再加上铸锭底 部冷却的不均匀性，铸锭内应力很大，使得铸锭发生底部裂纹的倾向性大 大增加。在铸造开始阶段，铸锭中央到边缘的冷却条件相差较大，内外层温差 大，铸锭内层冷却速度小于外层冷却速度，内层的收縮受到早已冷凝的外 层的阻碍，使铸锭中心沿圆周方向受到拉应力作用，这种拉应力从结晶瞬 间一直到铸锭完全冷却过程中不断增强，当超过金属允许的变形值时，便 产生了裂纹，对于大规格硬铝合金圆锭裂纹倾向性更大，难以铸造成功。因此，必须要有合适的引锭头，降低铸锭底部冷却强度，并提高铸锭 底部冷却的均匀性，以保证铸锭的稳定铸造成形。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对硬铝合金圆锭容易出现底部裂纹的现象，提供 一种新型结构的硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，旨在有效抑制铸锭底部裂纹，该引锭头安装方便，使用寿命长。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，外形为圆柱体结构，特点是: 所述引锭头的材质为钢质，其主体为引锭体，在引锭体的上部开有空腔， 空腔的圆周面呈-2 -10°的负锥面，空腔的底面设置有中心凸台和环形凸 台；在引锭体的底部设有连接螺纹。进一步地，上述的一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，所述中心凸台和环形凸台的圆周面呈1 30。的锥面。更进一步地，上述的一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，所述环 形凸台的半径为空腔的半径的一半。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在① 引锭体上部空腔的圆周为-2 -10。的负锥面，用以提高开始浇注时 铸锭和引锭头的结合力，并利于半连续铸造结束后的脱模；② 引锭体的空腔中设置中心凸台和环形凸台，提供额外的冷却，增加 在半连续铸造开始时铸锭底部冷却的均匀性，使得铸锭中心与边部的冷却趋于均匀，防止铸锭出现底部裂纹；中心凸台和环形凸台还实现支撑铸锭的作用，保证铸锭在半连续铸造过程中有良好的稳定性；中心凸台和环形凸台的圆周面形成锥面，使铸锭容易从引锭头分离，防止分离动作损坏凸 台.③ 该引锭头为钢制引锭头，在硬铝合金半连续铸造时使用钢制引锭头 能显著降低铸锭底部的冷却速度，并能有效缓解铸锭底部由于冷却过强而 造成的应力集中，使铸锭底部裂纹倾向大大减小； 结构简单，安装使用方便，工作寿命长，有效防止结晶器的损坏和 起始阶段铸锭的底部裂纹，经济效益和社会效应显著。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1:本专利技术的剖切结构示意图。 图中各附图标记的含义见下表<table>table see original document page 5</column></row><table>具体实施例方式如图l所示的硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，用钢质材料制作，外形为圆柱体结构，包括底座连接螺纹l、引锭体2、空腔5、空腔内的凸 台，在引锭体2的上部开有空腔5，空腔5的圆周面呈-2 -10°的锥面3， 空腔5的底面设置有中心凸台6和环形凸台4，中心凸台6的圆周面和环 形凸台4的圆周面均呈1 30。的锥面，环形凸台4的半径为空腔5的半 径的一半。在引锭体2的底部设有连接螺纹1，引锭体2通过连接螺纹1 固定在支撑台上。引锭体2上部空腔5的外周为-2 -10°的负锥面3，负锥面3的高度 在5 30mm。空腔5设计成负锥面，提高开始浇注时铸锭和引锭头的结合 力，并可因热胀冷縮作用使半连续铸造结束后不影响脱模。引锭头的空腔5中设置一个中心凸台6和一个环形凸台4，其作用就 是提供额外的冷却，增加在半连续铸造开始时铸锭底部冷却的均匀性，使 得铸锭中心与边部的冷却趋于均匀，防止铸锭出现底部裂纹。同时，该中 心凸台6和环形凸台4实现支撑铸锭的作用，保证铸锭在半连续铸造过程 中有良好的稳定性。中心凸台6和环形凸台4的圆周面形成一个锥面，锥 度为1 3(T ，可使铸锭容易从引锭头分离，防止分离动作损坏凸台。该引锭头为钢制引锭头，钢的热传导性能比铝的弱，在硬铝合金半连 续铸造时使用钢制引锭头能显著降低铸锭底部的冷却速度，并能有效缓解 铸锭底部由于冷却过强而造成的应力集中，使铸锭底部裂纹倾向大大减 小。具体应用时，当开始浇注时，铝合金凝固在负锥面3上，铝合金的凝 固部分与引锭头结合起来，并产生一定的结合力，当引锭头向下运动的时 候，拉动铝合金锭一起运动，形成半连续铸造过程。当半连续铸造过程完 成时，铝合金锭和引锭头已经冷却到较低温度，铝合金锭凝固在空腔5内 的部分冷却收縮，脱离了空腔5的负锥面3，与引锭头的结合力减少，顺 利分离铝锭和引锭头。引锭头的空腔5中有环形凸台4和中心凸台6，其作用就是提供额外 的冷却，增加在半连续铸造起始阶段铸锭中心的冷却，使得铸锭中心与边 部的冷却趋于均匀，防止铸锭出现底部裂纹。同时，环形凸台4和中心凸 台6对铸锭浇铸过程中的稳定有一定的支撑作用。综上所述，本专利技术钢制引锭头设计独特，引锭体上部空腔圆周的负锥 面，用以提高铸造起始阶段铸锭和引锭头的结合力，并利于半连续铸造结 束后的脱模。引锭头空腔中环形凸台和中心凸台，增加在半连续铸造起始 阶段铸锭底部冷却的均匀性，防止铸锭出现底部裂纹并可起支撑稳定铸锭 的作用。与现有技术相比，其结构简洁，安装使用方便，工作寿命长，有 效防止结晶器的损坏和起始阶段铸锭的底部裂纹，适用于硬铝合金圆锭的 半连续铸造，应用前景极为看好。以上仅是本专利技术的具体应用范例，对本专利技术的保护范围不构成任何限 制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本专利技术权利 保护范围之内。权利要求1. 一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，外形为圆柱体结构，其特征在于所述引锭头的材质为钢质，其主体为引锭体(2)，在引锭体(2)的上部开有空腔(5)，空腔(5)的圆周面呈-2～-10°的负锥面(3)，空腔(5)的底面设置有中心凸台(6)和环形凸台(4)；在引锭体(2)的底部设有连接螺纹(1)。2. 根据权利要求1所述的一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头， 其特征在于所述中心凸台(6)和环形凸台(4)的圆周面呈1 30°的 锥面。3. 根据权利要求1所述的一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头， 其特征在于所述环形凸台(4)的半径为空腔(5)的半径的一半。全文摘要本专利技术提供一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，其材质采用钢质，主体为引锭体，在引锭体的上部开有空腔，空腔的圆周面呈-2～-10°的负锥面，空腔的底面设置有中心凸台和环形凸台，中心凸台和环形凸台的圆周面呈1～30°的锥面；在引锭体的底部设有连接螺纹，引锭体通过连接螺纹固定在支撑台上。引锭体上部空腔圆周的负锥面，用以提高铸造起始阶段铸锭和引锭头的结合力，并利于半连续铸造结束后的脱模；空腔中环形凸台和中心凸台，增加在半连续铸造起始阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬铝合金圆锭半连续铸造用引锭头，外形为圆柱体结构，其特征在于：所述引锭头的材质为钢质，其主体为引锭体（２），在引锭体（２）的上部开有空腔（５），空腔（５）的圆周面呈－２～－１０°的负锥面（３），空腔（５）的底面设置有中心凸台（６）和环形凸台（４）；在引锭体（２）的底部设有连接螺纹（１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文祥，邓桢桢，王家淳，陈琦，
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：32[中国|江苏]