CN104117639B - 一种镁合金圆坯连铸结晶器 - Google Patents

Abstract

一种镁合金圆坯连铸结晶器，水箱分水体或冷却器的接触面沿圆周分布有通水槽，上、中、下三部分的通水槽分别与各自区域的进出水水道相连，使上、中、下三部分按要求供应不同的冷却介质和流量，实现结晶器的分段冷却控制，上、中、下三部进出介质接口分别与相应的进出水法兰相通，结晶器的长度最大增加到800mm，本发明结晶器内壁冷却区域从上到下采用上、中、下三分段独立冷却控制，提高了镁合金熔液结晶凝固强度的控制灵活性，在结晶器的下方引入惰性气体保护，防止水蒸汽进入结晶器内壁引起镁合金熔液的燃烧或爆炸事故，是攻克镁合金铸造速度的提高的一种重要突破，填补镁合金连铸结晶器此类综合设计方案空白。

Description

一种镁合金圆坯连铸结晶器

技术领域

本发明涉及镁合金圆坯连铸机技术领域，具体涉及一种镁合金圆坯连铸结晶器。

背景技术

结晶器是连铸生产的心脏，在结晶器区间内，镁合金熔液的热量传递给结晶器，与结晶器内壁接触处的镁合金熔液因热量的快速传出而温度降低到凝固温度以下，促使这部分熔液快速凝固形成初始坯壳，随着镁合金熔液和凝固壳相对结晶器内壁的连续下移，凝固壳的厚度逐渐增厚，具有足够的强度抵抗内部熔液的静压力产生的变形。常规镁合金的半连铸结晶器高度小，一般在150～250mm之间，镁合金熔液与结晶器内壁接触距离小，单位时间带走的热量也小，这就要求铸造的速度很低。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种镁合金圆坯连铸结晶器，提高了镁合金铸造速度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种镁合金圆坯连铸结晶器，包括冷却器3，冷却器3和水箱分水体2连接，水箱分水体2的外部和结晶器框架1连接，结晶器框架1连接在底板4的上方，防护环5、法兰6连接在底板4的下方。

所述的水箱分水体2或冷却器3的接触面沿圆周分布有通水槽，由高到低分为上、中、下三部分，上、中、下三部分的通水槽分别与各自区域的进出水水道相连，使上、中、下三部分按要求供应不同的冷却介质和流量，实现结晶器的分段冷却控制，上、中、下三部进出介质接口分别与相应的进出水法兰相通，所浇铸镁合金棒材的直径越大，拉速越高，结晶器的冷却长度就越长，长度最大增加到800mm。

所述的防护环5周圈设计有3个存留环，分别为：

位于结晶器防护环的出口位置的存留环与a孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射铸坯润滑介质，对铸坯表面进行防拉伤保护；

位于结晶器防护环的上部的存留环与b孔相通，其喷射角向上倾斜15度，将SF6气体喷向结晶器内壁与铸坯凝壳间隙，使其与初始凝固形成的坯壳进行反应形成防腐保护膜；

位于结晶器防护环的中部的存留环与c孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射干燥的氮气，使结晶器内的气压大于外围气压，防止下方水蒸汽侵入结晶器引起爆炸危险。

本发明的有益效果为：结晶器的高度可达到800mm，结晶器内壁冷却区域从上到下采用上、中、下三分段独立冷却控制，提高了镁合金熔液结晶凝固强度的控制灵活性。在结晶器的下方引入惰性气体保护，防止水蒸汽进入结晶器内壁引起镁合金熔液的燃烧或爆炸事故，是攻克镁合金铸造速度的提高的一种重要突破，填补镁合金连铸结晶器此类综合设计方案空白。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的仰视图。

图3为水箱分水体2或冷却器3的通水槽分布示意图。

图4为防护环5的结构示意图，其中：图4(a)是主视图，图4(b)是B-B剖视图，图4(c)是C-C剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

参照图1和图2，一种镁合金圆坯连铸结晶器，包括冷却器3，冷却器3通过螺栓和水箱分水体2连接，水箱分水体2的外部和结晶器框架1连接，结晶器框架1通过螺栓连接在底板4的上方，防护环5、法兰6通过螺栓连接在底板4的下方，使整个结晶器形成一个整体，便与安装和维护。

参照图3，所述的水箱分水体2或冷却器3的接触面沿圆周分布有通水槽，由高到低分为上、中、下三部分，上、中、下三部分的通水槽分别与各自区域的进出水水道相连，使上、中、下三部分按要求供应不同的冷却介质和流量，实现结晶器的分段冷却控制，上、中、下三部进出介质接口分别与相应的进出水法兰相通，所浇铸镁合金棒材的直径越大，拉速越高，结晶器的冷却长度就越长，长度最大增加到800mm。

参照图4，所述的防护环5周圈设计有3个存留环，分别为：

位于结晶器防护环的出口位置的存留环与a孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射铸坯润滑介质，对铸坯表面进行防拉伤保护；

位于结晶器防护环的上部的存留环与b孔相通，其喷射角向上倾斜15度，将SF6气体喷向结晶器内壁与铸坯凝壳间隙，使其与初始凝固形成的坯壳进行反应形成防腐保护膜；

位于结晶器防护环的中部的存留环与c孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射干燥的氮气，使结晶器内的气压大于外围气压，防止下方水蒸汽侵入结晶器引起爆炸危险。

本发明的工作原理为：

镁合金熔液注入结晶器后，熔液将热量传向冷却器3，再从冷却器传向水箱分水体2的水缝内的流动冷却水，将熔液的热量带出，镁合金熔液与冷却器3内壁接触部分因温度快速下降而产生了过冷度，使这部分金属熔液凝固形成铸坯初始坯壳。随这坯壳下移，经上、中、下不同冷却强度的冷却区域冷却，热量不断向冷却水传递，使铸坯坯壳的厚度逐渐增厚，以足够的坯壳厚度离开结晶器下口，进入防护环5，在a孔对应的存留环处受下倾斜15度铸坯润滑介质的喷涂，使铸坯表面得到防拉伤保护。在b孔对应的气体存留环处，受到上倾斜15度的SF6气体喷涂，使坯壳表面快速形成防腐保护膜。在c孔对应的存留环处，下倾斜15度氮气喷向铸坯与防护环之间缝隙，使结晶器内的气压大于外围气压，防止下方水蒸汽侵入结晶器，起到防爆防护作用。

Claims (1)

1.一种镁合金圆坯连铸结晶器，包括冷却器(3)，冷却器(3)和水箱分水体(2)连接，水箱分水体(2)的外部和结晶器框架(1)连接，结晶器框架(1)连接在底板(4)的上方，防护环(5)、法兰(6)连接在底板(4)的下方，其特征在于：

所述的水箱分水体(2)或冷却器(3)的接触面沿圆周分布有通水槽，由高到低分为上、中、下三部分，上、中、下三部分的通水槽分别与各自区域的进出水水道相连，使上、中、下三部分按要求供应不同的冷却介质和流量，实现结晶器的分段冷却控制，上、中、下三部进出介质接口分别与相应的进出水法兰相通，所浇铸镁合金棒材的直径越大，拉速越高，结晶器的冷却长度就越长，长度最大增加到800mm；

所述的防护环(5)周圈设计有3个存留环，分别为：

位于结晶器防护环的出口位置的存留环与a孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射铸坯润滑介质，对铸坯表面进行防拉伤保护；

位于结晶器防护环的上部的存留环与b孔相通，其喷射角向上倾斜15度，将SF6气体喷向结晶器内壁与铸坯凝壳间隙，使其与初始凝固形成的坯壳进行反应形成防腐保护膜；

位于结晶器防护环的中部的存留环与c孔相通，其喷射角向下倾斜15度，向外喷射干燥的氮气，使结晶器内的气压大于外围气压，防止下方水蒸汽侵入结晶器引起爆炸危险。