CN107470573B - 油气润滑结晶器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油气润滑结晶器，属于金属材料加工技术领域。包括结晶器本体、水槽环、热顶和流槽；所述结晶器本体上面设有热顶，流槽设置于热顶上面，结晶器本体内设有水槽环；还包括第一通气道、通油道和第二通气道；所述热顶上设有第一通气道，第一通气道与结晶器本体的内部连通；所述热顶和结晶器本体之间还设有通油道，通油道下面设有第二通气道；通油道与第二通气道均与结晶器本体的内部连通。本发明可在铸造过程中通过控制通入的气量起到调节结晶高度的效果，从而提升铸棒的表面质量及减少偏析层厚度；能有效避免堵塞气孔同时也能保证分布均匀，从而提升铸棒的表面质量。

Description

油气润滑结晶器
技术领域
本发明涉及一种油气润滑结晶器，属于金属材料加工技术领域。
背景技术
现代冶金工业连铸工艺主要设备，其核心是结晶器，铝合金连铸技术的发展历程可以说总结为结晶器的发展。最早定型的连铸技术是直接水冷铸造，但直接水冷铸造出的棒料表面存在冷隔、波纹、坑凹等诸多问题。后来发展出热顶气滑结晶器提高油气润滑工艺虽然一定程度上减轻了表面问题，但偏析以及组织差异仍然没有得到有限改善。随着客户对铸棒质量要求的逐渐提高，国内各铝合金材料加工企业都在寻找及设计更好的结晶器装置。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种油气润滑结晶器，其提高了铝合金铸棒表面质量，获得了更优的晶体结构。
本发明的技术方案，油气润滑结晶器，包括结晶器本体、水槽环、热顶和流槽；所述结晶器本体上面设有热顶，流槽设置于热顶上面，结晶器本体内设有水槽环；
还包括第一通气道、通油道和第二通气道；所述热顶上设有第一通气道，第一通气道与结晶器本体的内部连通；所述热顶和结晶器本体之间还设有通油道，通油道下面设有第二通气道；通油道与第二通气道均与结晶器本体的内部连通。
在结晶器本体的上部内壁设置石墨环，在石墨环的上面对应于通油道的部位设置通油石墨环，在石墨环上面对应于第二通气道的部位设置通气石墨环。
所述水槽环的底部内壁设置出水孔，工作时，从出水孔出来的水流到铝棒的表面。
所述通气管道端口设有开关。
本发明的有益效果：本发明在热顶内加设第一通气道，可在铸造过程中通过控制通入的气量起到调节结晶高度的效果，从而提升铸棒的表面质量及减少偏析层厚度。
本发明的油气石墨环分开布置，通油石墨环在上，通气石墨环在下，铸造油在重力作用下均匀流过石墨环表面，能有效避免堵塞气孔同时也能保证分布均匀，从而提升铸棒(铝棒)的表面质量。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明截面示意图。
附图标记说明：1、结晶器本体；2、水槽环；3、热顶；4、流槽；5、第一通气道；6、通油石墨环；7、通气石墨环；8、开关；9、水；10铝棒；11、出水孔；12、石墨环；13、通油道；14、第二通气道；15、铝液；A、压缩空气；B、铸造油；C、铸造气。
具体实施方式
如图1-2所示，油气润滑结晶器，包括结晶器本体1、水槽环2、热顶3和流槽4；所述结晶器本体1上面设有热顶3，流槽4设置于热顶3上面，结晶器本体1内设有水槽环2；
还包括第一通气道5、通油道13和第二通气道14；所述热顶3上设有第一通气道5，第一通气道5与结晶器本体1的内部连通；所述热顶3和结晶器本体1之间还设有通油道13，通油道13下面设有第二通气道14；通油道13与第二通气道14均与结晶器本体1的内部连通。
在结晶器本体1的上部内壁设置石墨环12，在石墨环12的上面对应于通油道13的部位设置通油石墨环6，在石墨环12上面对应于第二通气道14的部位设置通气石墨环7。
所述水槽环2的底部内壁设置出水孔11，工作时，从出水孔11出来的水9流到铝棒10的表面。
所述通气管道5端口设有开关8。
本发明油气润滑结晶器装置立体结构如图1所示，剖面如图2所示，主要由流槽4、热顶3及结晶器本体1组成。在热顶3上设有一处通气道5，而结晶器内壁安装上下两块细孔石墨环，上层石墨环为通油石墨环6，下层石墨环为通气石墨环7。
在浇铸的过程中，铝液15通过热顶3进入结晶器本体1，铸造油B通过通油道13渗透到通油石墨环6表面并在重力作用下慢慢向下流动，铸造气C通过第二通气道14并经通气石墨环7溢出与铸造油B一起在铝棒10与石墨环12之间形成一层油气膜，从而减少铝棒10与石墨环12之间的摩擦，改善铝棒10的表面质量以及晶体结构。
在铸造初始阶段，热顶3中的通气管道开关8关闭，当进入铸造稳定阶段时，通气管道开关8打开并通过第一通气道5通入压缩空气A，起到稳定并调节结晶高度的作用，冷却水9从供水架进入并流经石墨环12背面来冷却结晶器本体1内壁，为初次冷却；冷却水9往下流出通过出水孔11直接流到铝棒10表面，为二次冷却。
为验证本发明油气润滑结晶器在铝棒10表面质量及偏析层方面的优势，将传统结晶器和本发明结晶器采用同样的铸造工艺各浇铸一炉直径
Figure BDA0001373014060000022
的3003、6061和7075铝合金铸棒，并对其表面质量和偏析层厚度进行统计，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001373014060000021
传统结晶高度是通过热顶3高度决定且在铸造过程中无法调节，而本发明结晶器在热顶3内加设通气管道5，可在铸造过程中通过控制通入的气量起到调节结晶高度的效果，从而提升铝棒10的表面质量及减少偏析层厚度。
传统结晶器装置油气通过同一石墨环溢出，在使用的过程中会出现油气堵塞气孔的问题，而新型结晶器油气石墨环分开布置，通油石墨环6在上，通气石墨环7在下，铸造油B在重力作用下均匀流过石墨环12表面，能有效避免堵塞气孔同时也能保证分布均匀，从而提升铝棒10的表面质量。制造时通气石墨环7与石墨环12可以成一体。
本发明在原有油气设计上增加了空气导入，使得结晶高度可调节；其采用油气石墨环分开布置，采用了两片石墨环，取代了原有的单片石墨环结构，这样油气可分开导入不同的石墨环，不容易堵塞石墨孔，形成的油气膜更加均匀，顺畅。

Claims (1)

1.油气润滑结晶器，包括结晶器本体（1）、水槽环（2）、热顶（3）和流槽（4）；所述结晶器本体（1）上面设有热顶（3），流槽（4）设置于热顶（3）上面，结晶器本体（1）内设有水槽环（2）；
其特征是：还包括第一通气道（5）、通油道（13）和第二通气道（14）；所述热顶（3）上设有第一通气道（5），第一通气道（5）与结晶器本体（1）的内部连通；所述热顶（3）和结晶器本体（1）之间还设有通油道（13），通油道（13）下面设有第二通气道（14）；通油道（13）与第二通气道（14）均与结晶器本体（1）的内部连通；
在结晶器本体（1）的上部内壁设置石墨环（12），在石墨环（12）的上面对应于通油道（13）的部位设置通油石墨环（6），在石墨环（12）上面对应于第二通气道（14）的部位设置通气石墨环（7）；
所述水槽环（2）的底部内壁设置出水孔（11），工作时，从出水孔（11）出来的水（9）流到铝棒（10）的表面；
所述第一通气道（5）端口设有开关（8）；
在浇铸的过程中，铸造油B通过通油道（13）渗透到通油石墨环（6）表面，并在重力作用下向下流动，铸造气C通过第二通气道（14）并经通气石墨环（7）溢出，与铸造油B一起在铝棒（10）与石墨环（12）之间形成一层油气膜；
通过控制位于热顶（3）上的第一通气道（5）通入的气量在铸造过程中调节结晶高度。
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