CN208945127U - 一种改进的铜镍硅棒材结晶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有色冶金行业铜镍合金铸造结晶成型用装置，具体为一种改进的铜镍硅棒材结晶器。解决了目前铜镍合金铸造结晶成型时由于结晶器结构缺陷导致铸锭结晶容易偏析的问题。一种改进的铜镍硅棒材结晶器，包括内套以及嵌套在内套外侧的外壳；内套与外壳之间有间隙；所述内套上端口高出外套上端口且内套上端口外固定套设有压盖，外套上端口外固定套设有支撑面板，压盖和支撑面板之间通过螺栓连接；内套的外壁自下而上开有螺旋纹进而构成螺旋形的冷却水道，外壳靠近其底部的位置处开有与冷却水道相连通的进水口，外壳在靠近其上端口的位置开有与冷却水道相连通的出水口；外壳与内套之间在高于出水口以及低于进水口的位置处均设有密封装置。

Description

一种改进的铜镍硅棒材结晶器

技术领域

本实用新型涉及有色冶金行业铜镍合金铸造结晶成型用装置，具体为一种改进的铜镍硅棒材结晶器。

背景技术

有色冶金行业铜镍合金铸造结晶成型，结晶器是铸造成型的关键工装，结晶器的冷却系统对铜镍硅合金的铸锭质量起关键作用。图3中为现有的结晶器，铜镍硅合金的结晶冷却，由上面两进水管口进水，水进入内套7和外壳6之间间隙，内套7对铜镍合金熔融液体进行一次冷却，紧接着冷却水从结晶器下缘的出水口喷出，会直接喷淋在铸锭表面，对铸锭二次冷却，冷却水的流动带走铸锭的热量，从而达到铸锭的结晶冷却的目的，但是二次冷却，冷却水直接喷淋在铸锭表面，急冷易造成铸锭结晶偏析，铸锭表面开裂。因此迫切需要提供一种能够有效避免铸锭结晶偏析并导致铸锭表面开裂的结晶器。

发明内容

本实用新型为解决目前铜镍合金铸造结晶成型时由于结晶器结构缺陷导致铸锭结晶容易偏析的技术问题，提供一种改进的铜镍硅棒材结晶器。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种改进的铜镍硅棒材结晶器，包括竖直设置的内套及嵌套在内套外侧的外壳；内套与外壳之间有间隙；所述内套上端口高出外壳上端口且内套上端口外固定套设有压盖，外壳上端口外固定套设有支撑面板，压盖和支撑面板之间通过螺栓连接；内套的外壁自下而上开有与外壳内壁相接的螺旋纹进而构成螺旋形的冷却水道，外壳靠近其底部的位置处开有与冷却水道相连通的进水口，外壳在靠近其上端口的位置开有与冷却水道相连通的出水口；外壳与内套之间在高于出水口以及低于进水口的位置处均设有密封装置。

现有铜镍硅合金结晶器存在铸造偏析，开裂的情况，对于铜镍硅合金，只能一次冷却间接冷却，从结晶器拉出红锭慢慢自然冷却，但是一次冷却强度不够时，容易拉锭不成形，影响铸锭铸造效率，因此只有提高一次冷却效果才能提高铸造效率和铸锭质量。通过摸索和实践，提出3点改进方案：

1、冷却水下进上出，冷却水能充分与内套接触，使铜镍硅合金熔融液体能进行充分的热交换。

2、在原有内套外壁加工螺旋纹导流，让冷却水按预定的方向流动有序进出。

3、结晶冷却系统的密封，保证一次冷却水的冷却效果，防止铸造过程中渗水或漏水。

进一步的，内套在高于出水口位置处均向外延伸并与外壳内壁相接，相接处周圈固定有第一密封圈；内套在低于进水口的位置向外延伸并与外壳内壁对接，外壳的底部低于内套该延伸部位且向内延伸并将内套托住；外壳的底部延伸段与内套延伸段之间固定设有第二密封圈。

该密封结构的设计能够更加有效的避免冷却水道中的水向内套内的渗漏。

所述进水口为两个且环绕外壳对称设置，出水口也为两个且环绕外壳设置；进水口水平连接有进水管；出水口也连接有出水管；所述出水口与支撑面板位置对应，支撑面板上开有相应的通道，所述出水管由该通道进入并与出水口相连接；出水管在伸出支撑面板后向下弯折。

该进水管特别是出水管的设计能够尽量避免水流至被拉出来的铸锭上，从而避免铸锭表面开裂。

本实用新型所述的结晶器，采用自下而上的冷却水流动方式，使冷却水可与内套充分接触；螺旋形的冷却水道能够降低水流速率，更进一步增强水流与内套的接触时间，提高冷却强度；进水管和出水管的设计也可以减小出水流至铸锭上的几率。本实用新型能够有效提高冷却强度，最大限度避免铸造过程中出现偏析，干裂现象。

附图说明

图1本实用新型主视结构示意图。

图2 本实用新型俯视结构示意图。

图3改进前的结晶器结构示意图。

1-压盖，2-螺栓，3-支撑面板，4-第一密封圈，5-螺母，6-外壳，7-内套，8-第二密封圈，9-引锭头，10-螺旋纹，11-进水口，12-出水口，13-进水管，14-出水管，15-水。

具体实施方式

一种改进的铜镍硅棒材结晶器，包括竖直设置的内套7及嵌套在内套7外侧的外壳6；内套7与外壳6之间有间隙；所述内套7上端口高出外壳6上端口且内套7上端口外固定套设有压盖1，外壳6上端口外固定套设有支撑面板3，压盖1和支撑面板3之间通过螺栓2连接；内套7的外壁自下而上开有与外壳6内壁相接的螺旋纹10进而构成螺旋形的冷却水道，外壳6靠近其底部的位置处开有与冷却水道相连通的进水口11，外壳6在靠近其上端口的位置开有与冷却水道相连通的出水口12；外壳6与内套7之间在高于出水口12以及低于进水口11的位置处均设有密封装置。

内套6在高于出水口12位置处均向外延伸并与外壳6内壁相接，相接处周圈固定有第一密封圈4；内套7在低于进水口11的位置向外延伸并与外壳6内壁对接，外壳6的底部低于内套7该延伸部位且向内延伸并将内套7托住；外壳6的底部延伸段与内套7延伸段之间固定设有第二密封圈8。

所述进水口11为两个且环绕外壳6对称设置，出水口12也为两个且环绕外壳6设置；进水口11水平连接有进水管13；出水口12也连接有出水管14；所述出水口12与支撑面板3位置对应，支撑面板3上开有相应的通道，所述出水管14由该通道进入并与出水口12相连接；出水管14在伸出支撑面板3后向下弯折。

图1为改进后的铜镍硅棒材结晶器。外壳6材料采用ZG15，两端面上开U型槽，下端增加两个进水口。

内套7材料采用T1或T2锻造，导热性能好，外壁加工螺旋纹，进行导流。

改进后的装配式圆锭结晶器的结构如图1所示，它由外壳6、内套7和压盖1，支撑面板3等部分组成，装配时用螺栓2以及螺母5紧固。结晶器外壳6由铸铁制成，要求内壁表面光滑，以减少水流的阻力；为使冷却水按预定的方向流动，内套7外壁加工螺旋纹。结晶器内套7采用导热性能良好的紫铜加工而成，其壁厚一般为10mm左右。内套7的工作表面粗糙度Ra不大于0.8微米，为了减少磨损和保证铸锭的表面质量，可在内套7的工作表面上镀一层厚度为0.1毫米左右的铬层。0.1毫米左右（±0.05）的铬层还能够有效减小引锭头9与内套之间移动时造成的磨损。在外壳6与内套7的两端面接触面上应加以第一、第二密封圈4和8（在外壳6上开有U型槽，U槽内放第一、第二密封圈4和8并压紧），以防止铸造过程中渗水或漏水。所述密封圈均为O型密封圈。

螺旋纹与外壳内壁之间贴合紧密，还可以设有密封件（作为优选）。

该结晶器是一个整体式结晶器，设计紧凑，简单易行，能满足生产使用要求。

Claims (4)

1.一种改进的铜镍硅棒材结晶器，包括竖直设置的内套（7）及嵌套在内套（7）外侧的外壳（6）；内套（7）与外壳（6）之间有间隙；所述内套（7）上端口高出外壳（6）上端口且内套（7）上端口外固定套设有压盖（1），外壳（6）上端口外固定套设有支撑面板（3），压盖（1）和支撑面板（3）之间通过螺栓（2）连接；其特征在于，内套（7）的外壁自下而上开有与外壳（6）内壁相接的螺旋纹（10）进而构成螺旋形的冷却水道，外壳（6）靠近其底部的位置处开有与冷却水道相连通的进水口（11），外壳（6）在靠近其上端口的位置开有与冷却水道相连通的出水口（12）；外壳（6）与内套（7）之间在高于出水口（12）以及低于进水口（11）的位置处均设有密封装置。

2.如权利要求1所述的一种改进的铜镍硅棒材结晶器，其特征在于，内套（7）在高于出水口（12）位置处均向外延伸并与外壳（6）内壁相接，相接处周圈固定有第一密封圈（4）；内套（7）在低于进水口（11）的位置向外延伸并与外壳（6）内壁对接，外壳（6）的底部低于内套（7）该延伸部位且向内延伸并将内套（7）托住；外壳（6）的底部延伸段与内套（7）延伸段之间固定设有第二密封圈（8）。

3.如权利要求1或2所述的一种改进的铜镍硅棒材结晶器，其特征在于，所述进水口（11）为两个且环绕外壳（6）对称设置，出水口（12）也为两个且环绕外壳（6）设置；进水口（11）水平连接有进水管（13）；出水口（12）也连接有出水管（14）；所述出水口（12）与支撑面板（3）位置对应，支撑面板（3）上开有相应的通道，所述出水管（14）由该通道进入并与出水口（12）相连接；出水管（14）在伸出支撑面板（3）后向下弯折。

4.如权利要求1或2所述的一种改进的铜镍硅棒材结晶器，其特征在于，外壳（6）采用ZG15加工而成；内套（7）采用紫铜加工而成，其壁厚为10mm±1；内套（7）的工作表面粗糙度Ra不大于0.8微米，内套（7）的工作表面上镀一层厚度为0.1mm±0.05的铬层。