CN103084552B - 同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明为铝合金空心热顶铸造生产技术领域，它涉及一种同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺。工艺的特征是铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为95-105mm；铸造温度为690℃～720℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为80～90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为70～80mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为60～70mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为50～60mm/min；冷却水量为外表面冷却水量为阀门开度的35%～45%，芯头冷却水压力为0.03～0.06MPa。优点是通过验证试验，完全证明了优化选择的铸造工艺参数是合理的、成功的，保证了铸锭质量的品质和成品率达到了最好水平。
Description
一、 技术领域： 本发明属于铝合金空心热顶铸造生产技术领域，特别涉及一种同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺。
二、背景技术：
目前国内外铝合金空心热顶铸造是一种新技术，目前的空心铸造都采用普通铸造的方法，普通铸造方法的工具没有热帽，结晶器从上到下的材质完全一致，结晶器高度一般为150 200mm；热顶铸造工具要在结晶器的上面安装一个保温帽（也称热顶），不允许在保温帽范围内结晶，在保温帽下面安装高度一般为2050mm的结晶器。普通空心铸造工具在支架上面装有摇把，开头时晃动摇把可减少抱芯子的几率，热顶空心铸造工具没有安装摇把；普通空心铸造工具为单根铸造，热顶空心铸造工具是在一个铸造盘上同时安装几个到几十个结晶器同时铸造，这项技术的应用在国内尚处于空白。
铝合金空心热顶铸造的铸造工艺是该项技术的关键技术之一，铸造工艺也是铝合金空心热顶铸造能否铸造成功的重要因素，关键就取决于铸造工艺的设计是否合理。铝合金外径200mm以上的空心热顶铸造技术，在国内属于空白，所以这方面的铸造工艺参数没有任何参照和借鉴资料，只有通过自己多次摸索和反复试验来寻求合理的工艺参数。
三、发明内容：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述不足，而研究设计一种同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺，该工艺的优点是: 通过验证试验，完全证明了优化选择的铸造工艺参数是合理的、成功的，保证了铸锭质量的品质和成品率达到了最好水平。
技术方案是：经反复多次研究，铝合金空心普通铸造和空心热顶铸造使用的工具不同、浇注方式不同，与实心热顶铸造的浇注方式虽有相同之处，但铸造工具和铸锭的结晶完全不同，所以空心热顶铸造方法的工艺和操作要求与它们也各不相同。尤其是多根空心热顶铸造，有时因一根出问题，会影响整盘铸造的不顺利或失败，热顶空心铸造的难度极大，对工艺和操作方面的要求极高、极难。因此，制定最佳的铝合金空心热顶铸造的工艺参数，主要有热顶贮槽内的液面高度、铸造速度、铸造温度、冷却水量等，是关系到同水平多根铝合金空心热顶铸造工艺的成功与失败的关键参数。
本发明的同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺的特征是，其铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为95-105mm；铸造温度为690℃～720℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为80～90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为70～80 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为60～70mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为50～60 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量为阀门开度的35%～45%，芯头冷却水压力为0.03～0.06MPa。软合金外表面冷却水量为阀门开度的按40-45%控制、芯头冷却水压力为0.04-0.06MPa，硬合金及超硬铝合金按中下限控制外表面冷却水量为阀门开度的按35-40%控制、芯头冷却水压力为0.03-0.04MPa其效果更佳。
热顶贮槽内的液面高度是指上从热顶贮槽内液面，下至热顶与结晶器交界处的熔体高度，为了使热顶与结晶器交界处的金属液弯月面保持不变，得到比较光滑的铸锭表面，贮槽内的液面高度控制的越低越好，但控制太低有困难，一般控制在95-105mm左右效果最佳。铸造温度690℃～720℃，外径小于400mm的可按中下限控制，外径大于400mm的可按中上限控制；
铸造速度Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为80～90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为70～80 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金为60～70mm/min，硬合金及超硬铝合金的为50～60 mm/min，相同合金相同外径，内孔小的按中下限控制，内孔大的按中上限控制；
外表面冷却水量为阀门开度的35%～45%，芯头冷却水压力为0.03～0.06MPa，软合金按中上限控制，硬合金及超硬铝合金按中下限控制。
液体金属在铸造过程中的结晶位置，往往是通过调整铸造速度、铸造温度、冷却水流量、结晶器冷却部分高度和喷水角度来实现，因为结晶器冷却部分高度和喷水角度制作工具时都已确定，生产时无法改变，所以在生产过程中只有靠调整铸造速度、铸造温度、冷却水流量来完成，也把这三个参数称为“铸造三大工艺参数”。在生产过程中，只有三大工艺参数选择合理，相互搭配达到最优才能保证铸锭质量的品质和成品率达到最好水平。
本发明的优点是: 按本发明的铸造工艺参数进行了验证试验，2011年3月份生产Φ260/83mm规格3炉，合金为6A02和2A12，开头总根数为48根，整根铸造成功的根数45根，铸造中途漏掉的根数3根，这3根中途漏掉与铸造工艺关系不密切；2011年3～8月份生产Φ456/111mm、Φ456/152mm、Φ456/192mm等规格45炉，合金有7A04、2A12、6A02、6005A等合金，共铸造356根，整根铸造成功的共338根，铸造开头抱芯子根数1根，铸造中途漏掉的有17根，漏掉的与铸造工艺也没有太大的关系，与铸造机下降不平稳晃动有关。通过验证试验，完全证明了优化选择的铸造工艺参数是合理的、成功的，保证了铸锭质量的品质和成品率达到了最好水平。
四、具体实施方式：
实施例1：铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为95mm；铸造温度为690℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为80 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为70mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为60 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量软合金为阀门开度的42%，硬合金为37%，芯头冷却水压力软合金为0.045MPa，硬合金为0.035MPa。
实施例2：铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为105mm；铸造温度为720℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为80 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为65mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为60 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量软合金为阀门开度的45%，硬合金为40%，芯头冷却水压力软合金为0.06MPa，硬合金为0.05MPa。
实施例3：铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为100mm；铸造温度为700℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为85mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为75 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为65mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为55 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量软合金为阀门开度的40%，硬合金为35%，芯头冷却水压力软合金为0.04MPa，硬合金为0.03MPa。
实施例4：铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为102mm；铸造温度为710℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为80mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为70 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为60mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为50 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量软合金为阀门开度的42%，硬合金为37%，芯头冷却水压力软合金为0.05MPa，硬合金为0.035MPa。
Claims (2)
1.一种同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺，其特征是，其铸造工艺参数为热顶贮槽内的液面高度为95-105mm；铸造温度为690℃～720℃；铸造速度为Φ260/83mm、Φ260/122mm规格的软合金为80～90mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为70～80 mm/min，Φ460/111mm、Φ460/152mm、Φ460/192mm规格的软合金的为60～70mm/min，其硬合金及超硬铝合金的为50～60 mm/min；冷却水量为外表面冷却水量，外表面冷却水量为阀门开度的35%～45%，芯头冷却水压力为0.03～0.06MPa。
2.根据权利要求1所述的同水平多根铝合金空心热顶铸造的工艺，其特征是软合金外表面冷却水量为阀门开度的按40-45%控制、芯头冷却水压力为0.04-0.06MPa，硬合金及超硬铝合金按中下限控制外表面冷却水量为阀门开度的按35-40%控制、芯头冷却水压力为0.03-0.04MPa。
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