CN111069552A - 一种油气滑铸造结晶器 - Google Patents

Abstract

一种油气滑铸造结晶器，有效的解决了石墨环使用时间短和铸造过程中有气泡溢出影响铸锭质量的问题；包括嵌装在箱体上的外套，外套内部设有通孔，通孔中段设有台阶，通孔下端内套接有内套，台阶处依次嵌接有石墨环一和石墨环二，通孔上端固定有转接板，转接板中部设有锥形孔，转接板的底面为中间低四周高的盆状结构，熔融态铝液从转接板上端流入，在通孔内形成铝棒，石墨环一和石墨环二分部连接供油和供气管路，铝棒与石墨环一和石墨环二之间分别形成油膜和气膜；本发明结构巧妙，将传统的石墨环用两个分开的油环和气环来代替，极大的提高了石墨环的使用寿命，转接板上的防溢气结构能够避免气泡从结晶器顶部溢出，防止形成铸锭缺陷。

Description

一种油气滑铸造结晶器

技术领域

本装置涉及铸造设备技术领域，特别是涉及一种油气滑铸造结晶器。

背景技术

油气滑铸造技术应用在铝合金圆锭的热顶铸造上，与目前常用的普通热顶铸造技术相比，采用此技术铸造的圆棒具有铸造速度快、铸锭壳层薄、晶粒度细小、并能提高后续深加工的优良率、缩短了均质化周期时间等优点，在环保方面的优势是油耗最少，降低了冷却水流速。成为当今世界上最先进的铝合金铸造技术之一。

国内市场对于铝合金铸锭的要求越来越高，一方面这就要求铝铸造厂必须对铸造设备进行升级换代，另一方面对于新建的铝熔铸厂必须要考虑将该工艺应用于实际生产中。因此该技术适合铝铸造发展的方向。发展前景较为广阔。

该设备及工艺主要是用来将熔融状态的各种牌号铝合金铝液，通过特定的工艺，铸造成客户需要的规格的铸棒，在实际生产过程中主要存在以下2个问题：

问题1：石墨环使用寿命不长。

传统油气滑铸造技术采用一体式石墨环结构。利用石墨环的多孔性，让铸造油与压缩空气在石墨环内部充分混合后在石墨环内表面形成一层均匀的油气膜。但在实践应用中发现石墨环在使用达到300-800铸次以后，石墨环的透气透油能力会逐渐下降，当下降到满足不了工艺需要的时候，必须报废更换新的石墨环。这样不但会影响生产节奏，同时增加使用和维护成本。

问题2：结晶器铝熔体有气泡溢出。

油气滑铸造过程中多余的压缩空气不可避免的会沿着导管内壁上浮溢出，在溢出的过程中铝液容易被氧化，对铝液表面的浮渣有扰动，容易引起铝渣下沉从而夹杂在铸锭内部形成铸造缺陷。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种油气滑铸造结晶器，有效的解决了石墨环使用时间短和铸造过程中有气泡溢出影响铸锭质量的问题。

其解决技术问题的技术方案是：一种油气滑铸造结晶器，包括嵌装在箱体上的外套，外套内部设有通孔，通孔中段设有台阶，通孔下端内套接有内套，台阶处依次嵌接有石墨环一和石墨环二，通孔上端固定有转接板，转接板中部设有锥形孔，转接板的底面为中间低四周高的盆状结构，熔融态铝液从转接板上端流入，在通孔内形成铝棒，石墨环一和石墨环二分部连接供油和供气管路，铝棒与石墨环一和石墨环二之间分别形成油膜和气膜。

进一步的，所述的台阶下端设有定位环，石墨环二与定位环接触。

进一步的，所述的定位环下端伸出有靠近铝棒的倒钩，内套顶端高于倒钩。

进一步的，所述的转接板下端高于石墨环一和石墨环二的连接处。

进一步的，所述的石墨环一经固定环固定在外套内。

进一步的，所述的固定环上方开设有凹槽，转接板固定在凹槽内。

进一步的，所述的固定环上方连接有盖板，盖板将转接板固定在固定环上。

进一步的，所述的石墨环一内孔为上大下小的锥形结构，转接板外圆与石墨环一内孔的倾斜度保持一致。

本发明结构巧妙，将传统的石墨环用两个分开的油环和气环来代替，极大的提高了石墨环的使用寿命，转接板上的防溢气结构能够避免气泡从结晶器顶部溢出，防止形成铸锭缺陷。

附图说明

图1是本发明装配后的剖视示意图。

图2是本发明图1中A部的放大示意图。

图3是本发明的爆炸示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图3可知，一种油气滑铸造结晶器，包括嵌装在箱体1上的外套2，外套2内部设有通孔，通孔中段设有台阶3，通孔下端内套4接有内套4，台阶3处依次嵌接有石墨环一5和石墨环二6，台阶3下端设有定位环10，石墨环二6与定位环10接触，定位环10下端伸出有靠近铝棒9的倒钩11，内套4顶端高于倒钩11，内套4从外套2下端插入到外套2内，并使用螺钉进行固定连接，通孔上端固定有转接板7，转接板7下端高于石墨环一5和石墨环二6的连接处，转接板7中部设有锥形孔，石墨环一5内孔为上大下小的锥形结构，转接板7外圆与锥形孔、石墨环一5内孔的倾斜度保持一致，石墨环一5经固定环12固定在外套2内，固定环12上方开设有凹槽13，转接板7固定在凹槽13内，固定环12上方连接有盖板14，盖板14将转接板7固定在固定环12上，转接板7的底面为中间低四周高的盆状结构，熔融态铝液8从转接板7上端流入，在通孔内形成铝棒9，石墨环一5和石墨环二6分部连接供油和供气管路，铝棒9与石墨环一5和石墨环二6之间分别形成油膜和气膜。

本发明在使用时，

经过处理满足品质要求的铝液8（690℃-710℃），通过分流系统进入油气润滑结晶器内部，按照设定的工艺参数将铝液8铸造为不同尺寸要求的铸棒。在铸造过程中通过向分体式设计的石墨环一5和石墨环二6上分别通入润滑油和压缩空气，形成的油膜和气膜分布均匀，铸棒表面偏析层的厚度薄，表面光滑，铸造石墨环的更换周期大大延长。同时由于转接板7的防溢气结构设计，铸造过程中结晶器内的铝液8无扰动和气泡溢出，避免了因此而产生的质量缺陷等问题。

箱体1内流通有冷却水，用于对铝液8进行冷却，箱体1上可设置多个结晶器，用于实现多个铸棒的同时铸造，铸造完成后将箱体1整体翻转后将铸锭取出，然后清理结晶器后进行下一次铸造。

本装置在铸造时，由于转接板7下端的盆状结构，转接板7与熔融态铝液8相接触，压缩空气进入到通孔内时，不能从上方溢出，将会沿着铝棒9与通孔间的缝隙从底部溢出，从而避免影响铸锭的质量。

结晶器上钻有油、气通道，在铸造过程中通过油、气通道分别向石墨环一5和石墨环二6供油、供气。铸造油、气均匀的透过石墨环一5和石墨环二6，在铸锭与结晶器内模之间形成均匀的油气膜层，减小铝铸锭与结晶器间的磨擦，可明显提高铸锭产品表面的光洁程度，降低铸锭结瘤、冷隔、拉痕等现象的产生。控制油、气的压力和流量，使产生的油气膜层稳定、与熔体静压力的变化平衡。油气膜层本身是绝热体，熔体通过结晶器壁的热损失非常小，减缓了一次冷却。

结晶器在铸造结晶带处设计两层冷却水孔15，增强冷却水技术使冷却水的用量比普通环缝结构结晶器的更小。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：1）分体式石墨环的设计，使油路和气路独立的提供至铸锭的初始表面，气环的使用寿命大大提高，延缓更换石墨环的周期，降低维护成本；2）转接板设计的防溢气结构，在铸造过程中浸没在铝液内部的部分起到液封面的作用，多余的气只能沿铸锭表面与石墨环的间隙向下排放，气环处多余的压缩空气在上部被密封而无法向上溢出，从而杜绝了因气泡溢出铝熔体表面而可能造成的质量缺陷。

Claims (9)

1.一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，包括嵌装在箱体（1）上的外套（2），外套（2）内部设有通孔，通孔中段设有台阶（3），通孔下端内套（4）接有内套（4），台阶（3）处依次嵌接有石墨环一（5）和石墨环二（6），通孔上端固定有转接板（7），转接板（7）中部设有锥形孔，转接板（7）的底面为中间低四周高的盆状结构，熔融态铝液（8）从转接板（7）上端流入，在通孔内形成铝棒（9），石墨环一（5）和石墨环二（6）分部连接供油和供气管路，铝棒（9）与石墨环一（5）和石墨环二（6）之间分别形成油膜和气膜。

2.根据权利要求1所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的台阶（3）下端设有定位环（10），石墨环二（6）与定位环（10）接触。

3.根据权利要求2所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的定位环（10）下端伸出有靠近铝棒（9）的倒钩（11），内套（4）顶端高于倒钩（11）。

4.根据权利要求1所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的转接板（7）下端高于石墨环一（5）和石墨环二（6）的连接处。

5.根据权利要求1所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的石墨环一（5）经固定环（12）固定在外套（2）内。

6.根据权利要求5所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的固定环（12）上方开设有凹槽（13），转接板（7）固定在凹槽（13）内。

7.根据权利要求6所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的固定环（12）上方连接有盖板（14），盖板（14）将转接板（7）固定在固定环（12）上。

8.根据权利要求1所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的石墨环一（5）内孔为上大下小的锥形结构，转接板（7）外圆与石墨环一（5）内孔的倾斜度保持一致。

9.根据权利要求1所述的一种油气滑铸造结晶器，其特征在于，所述的内套（4）外侧设有用于冷却的水孔（15）。

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