CN103691898A

CN103691898A - 生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴

Info

Publication number: CN103691898A
Application number: CN201310673964.8A
Authority: CN
Inventors: 丁吉林; 熊崇礼; 邓运来; 李永平; 付利智; 胥福顺; 戴青松; 王义仁; 陈劲戈; 张劲; 肖明富; 姜科达; 王洋
Original assignee: Central South University; Yunnan Aluminium Co Ltd
Current assignee: Central South University; Yunnan Aluminium Co Ltd
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其主要由上、下盒板（45）与边部挡块（42）相互对接组装而成，上、下盒板（45）之间形成一熔体型腔（43），熔体型腔（43）的一端为入流口（41），另一端设有出流口（46），熔体型腔（43）内设有多个间隔式布置的支撑块，各支撑块固接于上、下盒板（45）之间，所述铸嘴的入流口（41）的宽度a略小于铸嘴出流口（46）的宽度b，且出流口（46）的宽度b在1800mm以上。本发明的铸嘴结构简单、寿命长，能够保证在生产宽幅铝合金铸轧板坯的熔体流稳定及熔体流热场均匀性。

Description

生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴

技术领域

本发明涉及一种铸轧法生产金属板坯中用到的铸嘴结构，尤其涉及一种铸轧法生产宽幅铝合金板坯中用到的铸嘴结构。

背景技术

铝合金铸轧生产中，铸嘴是输送铝液的关键部分，铸嘴结构将直接影响熔体能否均匀、稳定的从铸嘴型腔进入铸轧区，进而影响板材质量，因此，铸嘴结构设置的合理性在整个铝合金铸轧生产中起关键作用。

近年来，铸轧生产铝合金板材逐渐往生产宽幅铸轧板方向发展，国外的铸轧板板坯宽度从1000mm～1500mm发展到1800mm甚至2000mm以上。随着板坯宽度的增大，对铸嘴结构也提出了更高的要求，如何保证熔液能够顺利从铸嘴流出并保证铸嘴出口处熔体流热场均匀、稳定，这都是本领域技术人员需要面临的技术难题。

按照国内现有的hunter式铸嘴（窄口铸嘴）结构设计，当铸嘴宽度达到1800mm时，铸嘴采用一级分流、二级分流、三级分流（参见图6～图8）都很难保证铸嘴出口处熔体流的热场均匀合理。而采用传统的前箱与3C型铸嘴（宽口铸嘴）配合，也很难实现1800mm以上铸嘴出口熔体流热场均匀。同时，由于铸嘴宽度大幅度增加，如何提高铸嘴结构强度以避免铸嘴发生变形甚至破坏，这也是铸嘴结构设计时需要考虑的因素。基于此，我们有必要探索和研发新型的铸嘴结构，以适应宽幅铝合金铸轧板材的生产要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、寿命延长、能够保证熔体流稳定及熔体流热场均匀性的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其主要由上、下盒板与边部挡块相互对接组装而成，上、下盒板之间形成一熔体型腔，熔体型腔的一端为入流口，另一端设有出流口，所述熔体型腔内设有多个间隔式布置的支撑块，各支撑块固接于上、下盒板之间，所述铸嘴的入流口的宽度a略小于铸嘴出流口的宽度b，且出流口的宽度b在1800mm以上。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴中，优选的，所述支撑块为椭圆柱状支撑块，且其底面呈椭圆形，椭圆形的长轴方向与熔体型腔内熔体流动方向平行，椭圆形的短轴方向与铸嘴的宽度方向平行。更优选的，所述椭圆形的长轴长度为40mm～80mm，椭圆形的短轴长度15mm～25mm。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴中，优选的，所述多个间隔式布置的支撑块分两排布设，其中，前排椭圆支撑块靠近入流口，后排椭圆支撑块靠近出流口，前排椭圆支撑块和后排椭圆支撑块相互错落设置。更优选的，前排椭圆支撑块的中心点距入流口的距离为60mm～80mm，后排椭圆支撑块的中心点距前排椭圆支撑块的中心点距离为80mm～150mm。前排椭圆支撑块和后排椭圆支撑块的数目均控制在4～12个，且前排椭圆支撑块和后排椭圆支撑块的数目相差一个；每一排相邻两支撑块的间隔距离相等。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴中，优选的，所述铸嘴的入流口的宽度a比铸嘴出流口的宽度b小10mm～40mm。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴中，优选的，所述出流口的宽度b控制在1800mm～2300mm。

作为对上述生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴的进一步改进，所述铸嘴的入流口处优选连接有前箱体，所述前箱体中垂直于熔体流向的平面内设有隔热保温部件；所述隔热保温部件包括N个隔热保温单体，N≥2（优选6～14个），通过所述N个隔热保温单体将所述前箱体分隔成M个空腔（M可以为N+1或N-1）；所述空腔内设有熔体流热场调节装置，所述熔体流热场调节装置的数目与空腔的数目对应；所述熔体流热场调节装置包括温度调节装置及流量调节装置，所述温度调节装置设置在所述流量调节装置上；所述熔体流热场调节装置沿前箱体的宽度方向排列，且熔体流热场调节装置、隔热保温部件与前箱体之间可形成多个供熔体流通过的流道，所述流道的一端连通至所述前箱体的入口，另一端连通至铸嘴。当M为N+1时，所述熔体流热场调节装置、隔热保温部件以及前箱体之间形成流道；当M为N-1时，所述熔体流热场调节装置、隔热保温部件以及前箱体的底部之间形成流道。通过在所述铸嘴的入流口处设置上述结构的前箱体，可使到达铸嘴入流口处的熔体流热场保持均匀、稳定，大大减小铸嘴的稳流、均质的压力；而本发明的铸嘴结构则可以很好地配合上述前箱体，使在入流口处的熔体流热场均匀、稳定保持到铸嘴的出流口处，进而大大提高板坯的加工质量。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，优选的，所述流量调节装置包括本体以及弹性片，所述弹性片设置在所述本体上，且所述弹性片能带动所述本体沿所述空腔的两相对侧表面进行上下移动（移动区间位于前箱体的底部与隔热保温单体的顶部之间），所述温度调节装置设置在所述本体底部的内壁上。

上述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，优选的，所述隔热保温单体的上端面不低于所述前箱体的上端面；所述隔热保温单体的宽度D1为30mm～80mm，长度L1为50mm～100mm，空腔的宽度D2为120mm～200mm；所述隔热保温单体的前端面到铸嘴的距离d为100mm～250mm；所述隔热保温单体的材质为陶瓷纤维耐热保温板。通过隔热保温单体的尺寸等进行优化，不仅便于设备的加工生产，而且可以更好地保证各股熔体流的稳定，而隔热保温单体的材质选用陶瓷纤维耐热保温板，不仅隔热保温效果好，而且可以防止各股熔体之间的温度相互干扰。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）使用本发明铸嘴生产宽幅铝合金铸轧板坯时，能更好地保证熔体流至边部以及铸嘴出流口处熔体流热场的均匀性，生产出品质更优的1800mm～2300mm的宽幅铝合金铸轧板坯；

（2）使用本发明铸嘴生产宽幅铝合金铸轧板坯时，铸嘴上下盒板结构稳定，可延长铸嘴的使用寿命。

本发明的铸嘴在优选配置上述的前箱体后，整体结构精简，生产成本低；通过前箱体内设置的调节装置，可使得熔体流至前箱体的隔热保温部件时将被分流成多股，且隔热保温单体对相邻各股熔体之间能起到很好的防干扰作用，在此基础上，我们能根据实际需求很好地调控各股熔体的温度以及流速，从而使得整个熔体流热场均匀、稳定。本发明中隔热保温单体的数量优选设置6～14个时，完全能满足现实中生产2000mm以上的宽幅铸轧板的需求。

另外，本发明中优选配置的流量调节装置是采用本体和弹性片的组合，结构简单，成本低；弹性片能带动本体沿所述空腔相对的两侧壁表面进行上下移动，能自由调控流道的高度，实现在线调控，实用性强。

总体而言，本发明铸嘴的结构简单，加工方便，适用范围广，可以降低加工成本，提高加工效率，提高加工产品的质量。

附图说明

图1为本发明实施例1中生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴的结构示意图。

图2为本发明实施例1中生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴去掉前箱体后的主剖视图。

图3为本发明实施例1中生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴沿图2中A-A处的侧剖视图。

图4为本发明实施例1中的铸嘴沿图1中C-C处的剖面结构示意图。

图5为本发明实施例1中的铸嘴沿图1中B-B处的剖面结构示意图（旋转了90°）。

图6为现有技术中采用一级分流的铸嘴结构示意图。

图7为现有技术中采用二级分流的铸嘴结构示意图。

图8为现有技术中采用三级分流的铸嘴结构示意图。

图例说明

1、前箱体；11、入口；2、隔热保温部件；21、隔热保温单体；3、熔体流热场调节装置；31、温度调节装置；32、流量调节装置；321、本体；322、弹性片；4、铸嘴；41、入流口；42、边部挡块；43、熔体型腔；44、前排椭圆支撑块；45、上、下盒板；46、出流口；47、后排椭圆支撑块；5、流道；

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种如图1、图2所示生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其主要由上、下盒板45与边部挡块42相互对接组装而成，上、下盒板45之间形成一熔体型腔43，熔体型腔43的一端为入流口41，另一端设有出流口46，熔体型腔43内设有多个支撑块，各支撑块固接于上、下盒板45之间，铸嘴的入流口41的宽度a略小于铸嘴出流口46的宽度b（小20mm），且铸嘴入流口41的宽度a为1860mm，铸嘴出流口46的宽度b为1880mm，且铸嘴自身宽度在1900mm。

本实施例的铸嘴4中，各支撑块为椭圆柱状支撑块（参见图2），且椭圆形的长轴方向与熔体型腔43内熔体流动方向平行，长轴长50mm，短轴方向与铸嘴4的宽度方向平行，短轴长15mm。各支撑块分两排布设，前排椭圆支撑块44中心点距入流口41的距离c1为75mm，后排椭圆支撑块47中心点距前排椭圆支撑块44中心点的距离c2为100mm，前排椭圆支撑块44（共设置7个，图2中5个仅为示意）和后排椭圆支撑块47（共设置8个，图2中6个仅为示意）相互错落设置，每一排相邻两支撑块的间隔距离相等。

如图1所示，本实施例铸嘴4的入流口41处连接有前箱体1，所述前箱体1中垂直于熔体流向的平面内设有隔热保温部件2；隔热保温部件2包括N个隔热保温单体21，N≥2，通过所述N个隔热保温单体21将前箱体1分隔成M个空腔；空腔内设有熔体流热场调节装置3，熔体流热场调节装置3的数目与空腔的数目对应；熔体流热场调节装置3包括温度调节装置31及流量调节装置32，温度调节装置31设置在流量调节装置32上；熔体流热场调节装置3沿前箱体1的宽度方向排列，且熔体流热场调节装置3、隔热保温部件2与前箱体1之间可形成多个供熔体流通过的流道5，流道5的一端连通至前箱体1的入口11，另一端连通至铸嘴4的入流口41。流量调节装置32包括本体321以及弹性片322，弹性片322设置在本体321上，且弹性片322能带动本体321沿空腔的两相对侧表面进行上下移动，温度调节装置31设置在本体321底部的内壁上。隔热保温单体21的上端面不低于前箱体1的上端面；隔热保温单体21的宽度D1为60mm，长度L1为100mm，空腔的宽度D2均为200mm；隔热保温单体21的前端面到铸嘴4的距离d为200mm；隔热保温单体21的材质为陶瓷纤维耐热保温板。

实施例2：

一种本发明的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其结构与实施例1中的铸嘴结构基本相同，但本实施例中铸嘴的入流口的宽度为2000mm，铸嘴出流口的宽度为2020mm，且铸嘴自身宽度在2040mm。

另外，本实施例中的前排椭圆支撑块共设置8个，前排椭圆支撑块共设置9个，每一排相邻两支撑块的间隔距离相等。

采用上述本发明实施例的铸嘴生产的铝合金铸轧板坯板面质量良好，板材中凸度控制在板厚的0.2%～0.8%内，边差在±0.03mm，板材边部与中心部位的微观组织趋于一致。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其主要由上、下盒板（45）与边部挡块（42）相互对接组装而成，上、下盒板（45）之间形成一熔体型腔（43），熔体型腔（43）的一端为入流口（41），另一端设有出流口（46），其特征在于：所述熔体型腔（43）内设有多个间隔式布置的支撑块，各支撑块固接于上、下盒板（45）之间，所述铸嘴的入流口（41）的宽度a略小于铸嘴出流口（46）的宽度b，且出流口（46）的宽度b在1800mm以上。

2.根据权利要求1所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述支撑块为椭圆柱状支撑块，且其底面呈椭圆形，椭圆形的长轴方向与熔体型腔（43）内熔体流动方向平行，椭圆形的短轴方向与铸嘴的宽度方向平行。

3.根据权利要求2所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述椭圆形的长轴长度为40mm～80mm，椭圆形的短轴长度15mm～25mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述多个间隔式布置的支撑块分两排布设，其中，前排椭圆支撑块（44）靠近入流口（41），后排椭圆支撑块（47）靠近出流口（46），前排椭圆支撑块（44）和后排椭圆支撑块（47）相互错落设置。

5.根据权利要求4所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：前排椭圆支撑块（44）的中心点距入流口（41）的距离为60mm～80mm，后排椭圆支撑块（47）的中心点距前排椭圆支撑块（44）的中心点距离为80mm～150mm。

6.根据权利要求4所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：前排椭圆支撑块（44）和后排椭圆支撑块（47）的数目均控制在4～12个，且前排椭圆支撑块（44）和后排椭圆支撑块（47）的数目相差一个；每一排相邻两支撑块的间隔距离相等。

7.根据权利要求1或2或3所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述铸嘴的入流口（41）的宽度a比铸嘴出流口（46）的宽度b小10mm～40mm。

8.根据权利要求1或2或3所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述铸嘴（4）的入流口（41）处连接有前箱体（1），所述前箱体（1）中垂直于熔体流向的平面内设有隔热保温部件（2）；所述隔热保温部件（2）包括N个隔热保温单体（21），N≥2，通过所述N个隔热保温单体（21）将所述前箱体（1）分隔成M个空腔；所述空腔内设有熔体流热场调节装置（3），所述熔体流热场调节装置（3）的数目与空腔的数目对应；所述熔体流热场调节装置（3）包括温度调节装置（31）及流量调节装置（32），所述温度调节装置（31）设置在所述流量调节装置（32）上；所述熔体流热场调节装置（3）沿前箱体（1）的宽度方向排列，且熔体流热场调节装置（3）、隔热保温部件（2）与前箱体（1）之间可形成多个供熔体流通过的流道（5），所述流道（5）的一端连通至所述前箱体（1）的入口（11），另一端连通至铸嘴（4）。

9.根据权利要求8所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述流量调节装置（32）包括本体（321）以及弹性片（322），所述弹性片（322）设置在所述本体（321）上，且所述弹性片（322）能带动所述本体（321）沿所述空腔的两相对侧表面进行上下移动，所述温度调节装置（31）设置在所述本体（321）底部的内壁上。

10.根据权利要求9所述的生产宽幅铝合金铸轧板坯用的铸嘴，其特征在于：所述隔热保温单体（21）的上端面不低于所述前箱体（1）的上端面；所述隔热保温单体（21）的宽度D1为30mm～80mm，长度L1为50mm～100mm，空腔的宽度D2为120mm～200mm；所述隔热保温单体（21）的前端面到铸嘴（4）的距离d为100mm～250mm；所述隔热保温单体（21）的材质为陶瓷纤维耐热保温板。