铝合金空心锭半连铸结晶器制造技术

本实用新型专利技术涉及铝合金空心锭半连铸结晶器，水套的冷却水腔中设有分水环，与冷却水腔相贯通的喷水孔朝向外结晶器冷却壁，外结晶器本体内设有外润滑油通道，其一端开口于外储油槽，外储油槽上的外注油环朝向外结晶器冷却壁，在外结晶器本体上固定有外保温帽；芯子本体置于外结晶器本体中的中央位置，其内部为中空结构，设有进水管，进水管外套设有与其同轴的出水管；芯子本体内设有内润滑油通道，内润滑油通道一端开口于内储油槽，内储油槽上的内注油环朝向芯子冷却壁，芯子本体上固定有内保温帽。铸造时利用循环水冷却空心锭，对外结晶器和芯子的冷却壁进行脉冲式注油润滑，显著提高空心锭的内、外表面光洁度，减少后续塑性加工前的去皮量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及铝合金空心锭半连铸结晶器，属于铝合金铸造

技术介绍
铝合金空心锭常见的生产方法有两种：一种是首先铸造出实心棒坯，经挤压或穿孔得到空心锭；另一种是用由外结晶器和芯子组成的结晶器，以半连铸的方法直接铸造出空心锭。与前者相比，后一种方式具有工序少、生产周期短、能耗低、金属利用率高等显著优点，而且可以生产难穿孔的空心锭。因此，半连铸直接生产空心锭是目前生产铝合金空心锭的主要方式。但是由于传统的空心锭结晶器冷却壁长度较大，且无热顶保温帽，金属液通过浇注漏斗从顶部进入型腔，因此采用这种结晶器生产空心锭时，极易形成表面冷隔、偏析瘤、夹杂等缺陷，在挤压前车皮、镗孔量很大，大大降低了金属利用率和综合成品率。专利公开号为CN201154392Y的中国专利公开了“一种热顶空心锭结晶器”，在外结晶器及芯子上分别设置保温帽，铸造时冷却水通过外结晶器与芯子的喷水孔分别对空心锭内、外表面进行冷却。该方法由于使用了保温帽，铸造时有利于熔体中的气体和夹杂上浮，从而减少空心锭内气孔、夹杂缺陷。但是由于结构受保温帽限制，该结晶器在铸造过程中不能对空心锭内、外表面注油润滑，由于坯壳与结晶器冷却壁之间存在摩擦，因此空心锭，特别是高合金化铝合金心锭的表面质量仍有待进一步提高。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铝合金空心锭半连铸结晶器。本技术的目的通过以下技术方案来实现：铝合金空心锭半连铸结晶器，包括水套、外结晶器本体和芯子本体，水套与外结晶器本体相连接，其特征在于：水套的冷却水腔中设有分水环，与冷却水腔相贯通的喷水孔朝向外结晶器冷却壁，外结晶器本体内设有外润滑油通道，外润滑油通道一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于外储油槽，紧压在外储油槽上的外注油环朝向外结晶器冷却壁，在外结晶器本体上固定有外保温帽，在外保温帽侧面设置同水平流槽；芯子本体置于外结晶器本体中的中央位置，芯子本体的内部为中空结构，形成储水空腔，其底端由堵头密封，芯子本体内设有进水管，进水管的内腔与储水空腔相连通，进水管外套设有出水管，出水管的内壁与进水管的外壁之间形成的内腔与储水空腔相连通；芯子本体内设有内润滑油通道，内润滑油通道一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于内储油槽，紧压在内储油槽上的内注油环朝向芯子冷却壁，芯子冷却壁呈上大下小的锥度结构，芯子本体上固定有内保温帽。进一步地，上述的铝合金空心锭半连铸结晶器，所述内保温帽和外保温帽的高度为50~200mm。更进一步地，上述的铝合金空心锭半连铸结晶器，所述外结晶器冷却壁的高度为30~50mm，芯子冷却壁的高度为30~100mm。更进一步地，上述的铝合金空心锭半连铸结晶器，外注油环的材质为金属，外注油环与外储油槽相接触的面周向上均匀开设缝隙，缝隙的宽度和高度均是0.1~0.5mm。再进一步地，上述的铝合金空心锭半连铸结晶器，内注油环的材质为金属，内注油环与内储油槽相接触的面周向上均匀开设缝隙，缝隙的宽度和高度均是0.1~0.5mm。本技术技术方案的实质性特点和进步主要体现在：结晶器冷却壁高度小，在半连铸过程中可以对外结晶器和芯子的冷却壁注油润滑，因此可以显著提高空心锭的内、外表面光洁度，减少后续塑性加工前的去皮量。结晶器设热顶保温帽，有利于铝合金溶体中的夹杂上浮，可减少空心锭中的夹杂含量。采用同水平浇注方式，可多个结晶器安装在同一个铸造平台上进行生产，液位控制方便，生产效率高。芯子底部封闭采用循环水的冷却方式冷却空心锭内表面，彻底避免了芯子部位漏铝引起爆炸的安全隐患。适用于圆形及矩形、多边形等异形铝合金空心锭的生产。附图说明下面结合附图对本技术技术方案作进一步说明：图1：本技术的剖切结构示意图；图2：外注油环的结构示意图；图3：图2的A-A剖示意图；图4：图2的I部放大示意图。具体实施方式如图1所示，铝合金空心锭半连铸结晶器，包括水套1、外结晶器本体2和芯子本体17，水套1与外结晶器本体2相连接，水套1的冷却水腔中设有分水环3，与冷却水腔相贯通的喷水孔5朝向外结晶器冷却壁4，外结晶器本体2内设有外润滑油通道6，外润滑油通道6一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于外储油槽7，紧压在外储油槽7上的外注油环8朝向外结晶器冷却壁4，在外结晶器本体2上固定有外保温帽9，在外保温帽9侧面设置同水平流槽；芯子本体17置于外结晶器本体2中的中央位置，芯子本体17的内部为中空结构，形成储水空腔，其底端由堵头密封，芯子本体17内设有进水管12，进水管12的内腔与储水空腔相连通，进水管12外套设有与其同轴的出水管13，出水管13的内壁与进水管12的外壁之间形成的内腔与储水空腔相连通；芯子本体17内设有内润滑油通道14，内润滑油通道14一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于内储油槽15，紧压在内储油槽15上的内注油环16朝向芯子冷却壁18，芯子冷却壁18呈上大下小的锥度结构，芯子本体17上固定有内保温帽11。如图2、图3和图4所示，外注油环8的材质为金属，外注油环8与外储油槽7相接触的面周向上均匀开设缝隙，缝隙的宽度和高度均是0.1~0.5mm。相对应的，内注油环16的材质为金属，内注油环16与内储油槽15相接触的面周向上均匀开设缝隙，缝隙的宽度和高度均是0.1~0.5mm。外结晶器和芯子上部为耐火材质的保温帽，内保温帽11和外保温帽9的高度为50~200mm，在外保温帽9侧面设置同水平流槽，实现同水平浇注。芯子通过支架10与外结晶器连接并保证同心度，外结晶器本体2和芯子本体17内设有润滑油通道和储油槽，储油槽和保温帽之间是金属材质的注油环，注油环周向上均匀开设缝隙。外结晶器底部设有喷水口，为彻底消除空心锭靠近芯子部位漏铝而引起爆炸的隐患，芯子底端用堵头封闭，内部设有同轴的进水管和出水管，铸造时利用循环水冷却空心锭内表面。外结晶器冷却壁4的高度为30~50mm，芯子冷却壁18的高度为30~100mm。冷却水进入冷却水腔后，经过分水环3，从喷水孔5流至空心锭外表面进行冷却。外结晶器本体内设有两条外润滑油通道6，润滑油通过润滑油通道6灌满外储油槽7，并经由外注油环8的缝隙流出，润滑油润滑外结晶器冷却壁4。铸造时冷却水由进水管12进入芯子本体17内部的储水空腔，冷却芯子后由同轴的出水管13排出，芯子本体17内设有两条内润滑油通道14及其内储油槽15，在铸造过程时，润滑油通过芯子润滑油通道14和内储油槽15，经内注油环16的缝隙流出，润滑芯子冷却壁18。芯子冷却壁18呈上大下小，带有一定锥度，用以定径并有利于脱模。装配好的芯子是一个组合整体，通过支架10与外结晶器相连。将芯子和外结晶器组装成一体，连接润滑油通道和供油装置，并以脉冲方式向结晶器供油，润滑油分别通过通道进入外结晶器和芯子的储油槽中，当润滑油通过注油环上的缝隙均匀流出后开始浇注，铝合金熔体通过同水平流槽进入由外结晶器、芯子和引锭头组成的型腔，在水冷作用下形成初凝壳，当保温帽内金属液位本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝合金空心锭半连铸结晶器，包括水套（1）、外结晶器本体（2）和芯子本体（17），水套（1）与外结晶器本体（2）相连接，其特征在于：水套（1）的冷却水腔中设有分水环（3），与冷却水腔相贯通的喷水孔（5）朝向外结晶器冷却壁（4），外结晶器本体（2）内设有外润滑油通道（6），外润滑油通道（6）一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于外储油槽（7），紧压在外储油槽（7）上的外注油环（8）朝向外结晶器冷却壁（4），在外结晶器本体（2）上固定有外保温帽（9），在外保温帽（9）侧面设置同水平流槽；芯子本体（17）置于外结晶器本体（2）中的中央位置，芯子本体（17）的内部为中空结构，形成储水空腔，其底端由堵头密封，芯子本体（17）内设有进水管（12），进水管（12）的内腔与储水空腔相连通，进水管（12）外套设有出水管（13），出水管（13）的内壁与进水管（12）的外壁之间形成的内腔与储水空腔相连通；芯子本体（17）内设有内润滑油通道（14），内润滑油通道（14）一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于内储油槽（15），紧压在内储油槽（15）上的内注油环（16）朝向芯子冷却壁（18），芯子冷却壁（18）呈上大下小的锥度结构，芯子本体（17）上固定有内保温帽（11）。...

【技术特征摘要】
1.铝合金空心锭半连铸结晶器，包括水套（1）、外结晶器本体（2）和芯子本体（17），水套（1）与外结晶器本体（2）相连接，其特征在于：水套（1）的冷却水腔中设有分水环（3），与冷却水腔相贯通的喷水孔（5）朝向外结晶器冷却壁（4），外结晶器本体（2）内设有外润滑油通道（6），外润滑油通道（6）一端通过供油管与供油装置相连，另一端开口于外储油槽（7），紧压在外储油槽（7）上的外注油环（8）朝向外结晶器冷却壁（4），在外结晶器本体（2）上固定有外保温帽（9），在外保温帽（9）侧面设置同水平流槽；芯子本体（17）置于外结晶器本体（2）中的中央位置，芯子本体（17）的内部为中空结构，形成储水空腔，其底端由堵头密封，芯子本体（17）内设有进水管（12），进水管（12）的内腔与储水空腔相连通，进水管（12）外套设有出水管（13），出水管（13）的内壁与进水管（12）的外壁之间形成的内腔与储水空腔相连通；芯子本体（17）内设有内润滑油通道（14），内润滑油通道（14）一端通过供油管与供油装置相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新涛，长海博文，刘金炎，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：