CN111203522B - 一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具的工作方法，本工作方法采用内外双向冷却结构，实现了进料预冷与成型冷却的双重冷却，大大的缩短了冷却时间，减少了冷距离，缩减了模具的整体体积，降低了后期的维护成本。

Description

一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具的工 作方法

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，具体为一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具的工作方法。

背景技术

铸造工艺可分为模铸与连铸，模铸与连铸的区别在于，模铸在锻压机械的作用下，将毛坯在锻模模膛中被迫塑性流动成形，而连铸可以省去初轧开坯工序，不仅节约了均热炉加热的能耗，而且也缩短了从钢水到成坯的周期时间。

连铸广泛运用到制造液压阀体，高耐压零件，齿轮、轴、柱塞、印刷机辊轴及纺织机零部件。在汽车、内燃机、液压、机床、纺织、印刷、制冷等行业，连铸模具是连铸工艺中的主要部件，负责给铸造物体进行定型，连铸模具在定型铸造物体时，连铸模具内的冷却效率影响了连铸模具的体积大小与成型效率。

对此，中国专利申请号：CN201280065213.1，公开了连铸模具，包括：两个长侧模具；和两个短侧模具，该两个短侧模具围封所述两个长侧模具之间的空间，并且在两侧端部形成突出部，使得在板坯的角部形成倒角面，其中，所述短侧模具的突出部向下方逐渐减小，以补偿板坯的收缩量，所解决的是补偿板坯的收缩量，其冷却系统与传统冷却系统相同，冷却时间长，影响成型效率。

中国专利申请号：CN201280058993.7，公开了用于对金属进行连铸的模具，所述连铸模具具有模具腔2，所述模具腔具有用于液体金属的浇注口和用于铸坯的排出口，并且具有对应于铸坯的基本形状的横截面，其中，横截面至少部分地由沿着铸造方向延伸的轮廓部8，8’，8”，8’”叠加而成，其特征在于，轮廓部8，8’，8”，8’”由褶皱构成，所述褶皱包括多个槽(9)，所述多个干槽以大体平行关系从模具腔的浇注口延伸至排出口，其中，模具腔的内周长与槽9的宽度W的比值大于30，并且槽9的宽度W处于1.5mm至30mm的范围内。也无法对模具腔进行快速冷却。

现有技术中的连铸模具多采用外部水冷的结构来给模具进行冷却，导致冷却时间长，冷却距离长，增加了模具的整体体积，加大了后期的维护成本，因此亟需设计一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具，以解决上述背景技术中提出的冷却时间长，冷却距离长，增加了模具的整体体积，加大了后期的维护成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具，包括进料斗与喷头，所述进料斗的外表面焊接有第一冷却水箱，所述第一冷却水箱的上表面焊接有第一进水管，所述第一进水管的下表面焊接有第一出水管，所述进料斗的上表面贯穿设置有冷却管，所述冷却管的两侧皆设置有进料口，且进料口穿透开设于进料斗的上表面，所述冷却管的外表面焊接有排水管，所述冷却管的内侧焊接有通水管，所述通水管的外表面缠绕有第一循环管与第二循环管，所述进料斗的底端设置有成型模具，所述成型模具的外表面套设有第二冷却水箱，所述第二冷却水箱的外表面焊接有分水箱，所述分水箱的外表面焊接有第二进水管，所述第二冷却水箱的内侧焊接有内筒，所述内筒的外表面上均匀插设有喷头，所述内筒的下表面穿透开设有通孔，所述第二冷却水箱的下表面焊接有第二出水管，所述第二冷却水箱的外表面设置有控量机构。

优选的，所述进料斗的底端开设有固定槽，所述成型模具的顶端与固定槽插合，所述成型模具的顶端外表面开设有斜切面，且进料斗的底端与斜切面吻合，所述成型模具的上表面穿透开设有固定孔。

优选的，所述进料斗的外表面上焊接有固定桩，所述固定桩的内侧设有杠杆，且固定桩的数量为两组，两组所述固定桩呈杠杆的两侧排布。

优选的，所述第一循环管与第二循环管交错缠绕于通水管上，所述通水管的底端与冷却管的内腔连通，所述第一循环管与第二循环管的底端皆与冷却管的内腔连通，且第一循环管与第二循环管的顶端皆贯穿冷却管的外表面，所述排水管的后端穿透冷却管的外表面，所述排水管的内腔与通水管连通，所述冷却管的外表面通过螺丝与进料斗连接固定，所述冷却管的外表面光滑。

优选的，所述杠杆的外表面贯穿设置有连接轴，所述连接轴的两端皆与固定桩铆接固定，所述连接轴的外表面套设有扭簧，所述扭簧的一端与连接轴连接固定，且扭簧的另一端与杠杆连接固定。

优选的，所述杠杆与连接轴组成转动结构，所述杠杆与扭簧组成弹性结构，所述杠杆的顶端铰接有固定销，所述杠杆与固定销组成转动结构，且固定销的另一端贯穿进料斗的表面并与固定孔插合。

优选的，所述第二冷却水箱的下表面焊接有连接架，且连接架呈“L”形结构，所述第二冷却水箱的两端皆插合有密封圈，所述密封圈的内壁与成型模具贴合。

优选的，所述第二进水管的后端与分水箱的内腔连通，所述喷头通过导管与分水箱的内腔连通，所述喷头的内腔通过通孔与第二冷却水箱的内腔连通，所述第二出水管的内腔与第二冷却水箱的内腔连通。

优选的，所述控量机构包括隔热盒、电推杆、滑条、压块、滑套与固定块，所述隔热盒的底端通过螺丝与第二冷却水箱的上表面连接固定，所述隔热盒的内侧通过螺丝固定有电推杆，所述电推杆的输出端贯穿第二冷却水箱的外表面。

优选的，所述电推杆的输出端通过螺丝固定有滑条，所述滑条的外表面套设有滑套，且滑套的两端皆通过螺丝与第二冷却水箱的内壁连接固定，所述滑条与滑套组成滑动结构，所述滑条的前端外表面均匀焊接有压块，所述滑套的内壁上均匀焊接有固定块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具采用内外双向冷却结构，实现了进料预冷与成型冷却的双重冷却，大大的缩短了冷却时间，减少了冷距离，缩减了模具的整体体积，降低了后期的维护成本。

设置有第一冷却水箱、冷却管、第一循环管、第二循环管、排水管、通水管与第二冷却水箱，通过在进料斗的外表面包裹有第一冷却水箱，并在进料斗的顶端贯穿设置有冷却管，在冷却管的两侧设置有进料口，使高温液态金属从进料口进入进料斗内后，通过第一循环管与第二循环管同时向冷却管内注入冷水，使冷水在冷却管内流动与进料斗内液态金属换热后，热水再通过通水管向排水管排出，如此循环，使液态金属内部能够进行冷却，同时，进料斗外部第一冷却水箱内流通的冷水能够对进料斗表面进行冷却，使液态金属外部也能同时进行冷却，使液态金属流入成型模具内时，第二冷却水箱内的喷头在喷射冷水时，液态金属已经经过了内外冷却的预冷，缩短了成型模具内的冷却时间，减少了冷距离，进而缩减了模具的整体体积，降低了后期的维护成本。

附图说明

图1为本发明的结构正视示意图；

图2为本发明的结构侧视剖视示意图；

图3为本发明的图2中冷却管的结构剖视示意图；

图4为本发明的图2中A处结构放大示意图；

图5为本发明的图2中控量机构的结构局部剖视示意图；

图6为本发明的图1中第二冷却水箱的结构俯视剖视示意图；

图7为本发明的图1中第二冷却水箱的结构局部正视剖视示意图。

图中：1、进料斗；2、第一冷却水箱；3、第一进水管；4、第一出水管；5、冷却管；6、第一循环管；7、第二循环管；8、排水管；9、通水管；10、固定槽；11、固定销；12、杠杆；13、连接轴；14、扭簧；15、固定桩；16、第二冷却水箱；17、分水箱；18、第二进水管；19、第二出水管；20、密封圈；21、连接架；22、成型模具；23、内筒；24、喷头；25、控量机构；251、隔热盒；252、电推杆；253、滑条；254、压块；255、滑套；256、固定块；26、进料口；27、通孔；28、固定孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具，包括进料斗1与喷头24，进料斗1的外表面焊接有第一冷却水箱2，第一冷却水箱2的上表面焊接有第一进水管3，第一进水管3的下表面焊接有第一出水管4，进料斗1的上表面贯穿设置有冷却管5，冷却管5的两侧皆设置有进料口26，且进料口26穿透开设于进料斗1的上表面，冷却管5的外表面焊接有排水管8，冷却管5的内侧焊接有通水管9，通水管9的外表面缠绕有第一循环管6与第二循环管7，第一循环管6与第二循环管7交错缠绕于通水管9上，通水管9的底端与冷却管5的内腔连通，第一循环管6与第二循环管7的底端皆与冷却管5的内腔连通，且第一循环管6与第二循环管7的顶端皆贯穿冷却管5的外表面，排水管8的后端穿透冷却管5的外表面，排水管8的内腔与通水管9连通，冷却管5的外表面通过螺丝与进料斗1连接固定，冷却管5的外表面光滑，避免铝合金金属液粘附到冷却管5上，如图2-3所示，第一循环管6与第二循环管7是呈螺旋结构交错缠绕在通水管9上的，使冷水进入第一循环管6与第二循环管7内后，能够充分与冷却管5的内壁接触，通过将通水管9的顶端与排水管8连通，底端与第一循环管6和第二循环管7连通，使换热后的热水能够通过排水管8排出。

进料斗1的底端设置有成型模具22，进料斗1的底端开设有固定槽10，成型模具22的顶端与固定槽10插合，成型模具22的顶端外表面开设有斜切面，且进料斗1的底端与斜切面吻合，成型模具22的上表面穿透开设有固定孔28，如图4所示，通过将进料斗1与成型模具22的对接处呈斜切面设计，使进料斗1与成型模具22连接的更加紧密贴合。

进料斗1的外表面上焊接有固定桩15，固定桩15的内侧设有杠杆12，且固定桩15的数量为两组，两组固定桩15呈杠杆12的两侧排布，杠杆12的外表面贯穿设置有连接轴13，连接轴13的两端皆与固定桩15铆接固定，连接轴13的外表面套设有扭簧14，扭簧14的一端与连接轴13连接固定，且扭簧14的另一端与杠杆12连接固定，杠杆12与连接轴13组成转动结构，杠杆12与扭簧14组成弹性结构，杠杆12的顶端铰接有固定销11，杠杆12与固定销11组成转动结构，且固定销11的另一端贯穿进料斗1的表面并与固定孔28插合，如图2与图4所示，通过固定销11与固定孔28插合，能够使成型模具22与进料斗1连接固定，扭簧14起到为杠杆12提供弹力的作用，使杠杆12在无外力施加时，能够始终处于图4所示状态，通过杠杆12下压能够带动固定销11从固定孔28内抽出。

成型模具22的外表面套设有第二冷却水箱16，第二冷却水箱16的下表面焊接有连接架21，且连接架21呈“L”形结构，第二冷却水箱16的两端皆插合有密封圈20，密封圈20的内壁与成型模具22贴合，密封圈20为橡胶材质，密封圈20起到增加第二冷却水箱16与成型模具22之间密封性的作用，如图1-2所示，通过在第二冷却水箱16底端焊接有连接架21，能够方便第二冷却水箱16与外部设备连接固定。

第二冷却水箱16的外表面焊接有分水箱17，分水箱17的外表面焊接有第二进水管18，第二进水管18的后端与分水箱17的内腔连通，喷头24通过导管与分水箱17的内腔连通，喷头24的内腔通过通孔27与第二冷却水箱16的内腔连通，第二出水管19的内腔与第二冷却水箱16的内腔连通，如图2与图6所示，通过在第二冷却水箱16的外表面上焊接有分水箱17，并将扭簧14的尾端都通过软管与第二冷却水箱16的内壁连接，使通过第二进水管18进入分水箱17内的总水源，能够通过软管流入扭簧14内，再通过扭簧14排出，降低了每一组软管都需要连接外部水源的工作量。

第二冷却水箱16的内侧焊接有内筒23，内筒23的外表面上均匀插设有喷头24，内筒23的下表面穿透开设有通孔27，第二冷却水箱16的下表面焊接有第二出水管19，第二冷却水箱16的外表面设置有控量机构25，控量机构25包括隔热盒251、电推杆252、滑条253、压块254、滑套255与固定块256，隔热盒251的底端通过螺丝与第二冷却水箱16的上表面连接固定，隔热盒251的内侧通过螺丝固定有电推杆252，电推杆252的输出端贯穿第二冷却水箱16的外表面，电推杆252的输出端通过螺丝固定有滑条253，滑条253的外表面套设有滑套255，且滑套255的两端皆通过螺丝与第二冷却水箱16的内壁连接固定，滑条253与滑套255组成滑动结构，滑条253的前端外表面均匀焊接有压块254，滑套255的内壁上均匀焊接有固定块256，如图5所示，每一列喷头24的一侧都安装有控量机构25，通过电推杆252驱动滑条253在滑套255内上升，使滑条253能够带动压块254抵住连接喷头24的软管，使软管形变，即可切断对应的喷头24的水源供应，达到控制第二冷却水箱16内每一列喷头24供水开关的效果。

工作原理：使用时，将该基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具安装到连铸工艺生产线上，使连铸工艺生产线的供料槽插入进料口26内，并将外部冷水供给管分别与第一进水管3、第一循环管6、第二循环管7盒第二进水管18相连接，再将第一出水管4、排水管8和第二出水管19与外部冷却塔供水管相连接，使热水能够通过第一出水管4、排水管8和第二出水管19排入冷却塔内进行冷却；

接着通过连铸工艺生产线的供料槽向进料斗1内加入铝合金金属液，当铝合金金属液在进料斗1内流动时，外部冷水通过第一进水管3流入第一冷却水箱2内，使第一冷却水箱2内流通的冷水对进料斗1表面进行冷却，使铝合金金属液传导至进料斗1上的热量能够与第一冷却水箱2内的冷水进行换热，使铝合金金属液外部进行冷却。

同时，通过第一循环管6与第二循环管7同时向冷却管5内注入冷水，使冷水在冷却管5内流动，使铝合金金属液传导至冷却管5上的热量，能够与冷却管5内的冷水进行换热，热水再通过通水管9向排水管8排出，如此循环，使铝合金金属液进行预冷；

接着铝合金金属液流入成型模具22中，通过第二进水管18向分水箱17内供入冷水，使冷水通过软管均匀流入扭簧14内，再通过扭簧14向成型模具22喷射，使成型模具22内的铝合金金属液冷却成型，第二冷却水箱16内换热后的热水通过通孔27流入第二出水管19内排出；

后期维护时，通过向内按压杠杆12，使固定销11远离固定孔28，能够解除成型模具22的限位，使成型模具22能够从固定槽10内抽出，使成型模具22能够与进料斗1分离进行维护，更加方便；

需要调节第二冷却水箱16内数组喷头24的出水量时，只需通过外部控制开关控制对应一列喷头24顶端的电推杆252通电，使电推杆252驱动滑条253在滑套255内上升，使滑条253带动压块254抵住连接喷头24的软管，即可使软管形变，切断对应的喷头24水源供应，即可调节第二冷却水箱16内数组喷头24的出水量，来应对不同的冷却工艺需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具的工作方法，

所述铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具包括进料斗（1）与喷头（24），其特征在于：所述进料斗（1）的外表面焊接有第一冷却水箱（2），所述第一冷却水箱（2）的上表面焊接有第一进水管（3），所述第一进水管（3）的下表面焊接有第一出水管（4），所述进料斗（1）的上表面贯穿设置有冷却管（5），所述冷却管（5）的两侧皆设置有进料口（26），且进料口（26）穿透开设于进料斗（1）的上表面，所述冷却管（5）的外表面焊接有排水管（8），所述冷却管（5）的内侧焊接有通水管（9），所述通水管（9）的外表面缠绕有第一循环管（6）与第二循环管（7），所述进料斗（1）的底端设置有成型模具（22），所述成型模具（22）的外表面套设有第二冷却水箱（16），所述第二冷却水箱（16）的外表面焊接有分水箱（17），所述分水箱（17）的外表面焊接有第二进水管（18），所述第二冷却水箱（16）的内侧焊接有内筒（23），所述内筒（23）的外表面上均匀插设有喷头（24），所述内筒（23）的下表面穿透开设有通孔（27），所述第二冷却水箱（16）的下表面焊接有第二出水管（19），所述第二冷却水箱（16）的外表面设置有控量机构（25）；

所述工作方法包括以下步骤：将该基于铝合金锭铸造用具有内外双向冷却的连铸模具安装到连铸工艺生产线上，使连铸工艺生产线的供料槽插入进料口内，并将外部冷水供给管分别与第一进水管、第一循环管、第二循环管和第二进水管相连接，再将第一出水管、排水管和第二出水管与外部冷却塔供水管相连接，使热水能够通过第一出水管、排水管和第二出水管排入冷却塔内进行冷却。

2.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：接着通过连铸工艺生产线的供料槽向进料斗内加入金属液，当金属液在进料斗内流动时，外部冷水通过第一进水管流入第一冷却水箱内，使第一冷却水箱内流通的冷水对进料斗表面进行冷却，使铝合金金属液传导至进料斗上的热量能够与第一冷却水箱内的冷水进行换热，使铝合金金属液外部进行冷却。

3.根据权利要求2所述的工作方法，其特征在于：同时，通过第一循环管与第二循环管同时向冷却管内注入冷水，使冷水在冷却管内流动，使金属液传导至冷却管上的热量，能够与冷却管内的冷水进行换热，热水再通过通水管向排水管排出，如此循环，使金属液进行预冷。

4.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：接着铝合金金属液流入成型模具中，通过第二进水管向分水箱内供入冷水，使冷水通过软管均匀流入扭簧内，再通过扭簧向成型模具喷射，使成型模具内的金属液冷却成型，第二冷却水箱内换热后的热水通过通孔流入第二出水管内排出。

5.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：后期维护时，通过向内按压杠杆，使固定销远离固定孔，能够解除成型模具的限位，使成型模具能够从固定槽内抽出，使成型模具能够与进料斗分离进行维护。

6.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于：需要调节第二冷却水箱内数组喷头的出水量时，只需通过外部控制开关控制对应一列喷头顶端的电推杆通电，使电推杆驱动滑条在滑套内上升，使滑条带动压块抵住连接喷头的软管，即可使软管形变，切断对应的喷头水源供应，即可调节第二冷却水箱内数组喷头的出水量，来应对不同的冷却工艺需求。

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