一種具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器的製作方法

2023-05-28 20:45:21

本實用新型屬於管材生產工藝領域，具體涉及一種具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器。

背景技術：

合金金屬在連鑄過程中，除成分、性能和幾何尺寸不符而造成廢品外，還會因產生各種缺陷而嚴重影響生產和產品質量。連鑄鑄坯主要缺陷有成分偏析、氣孔與夾雜、縮孔與縮松、熱變形、氣氛氧化、熱裂紋與冷裂紋等。其中很大一部分原因就是因為結晶器材質以及形狀導致，其設計不符合連鑄過程熱力學的應力變形變化，導致內部氣體不能及時排除，融入到鑄液中導致形成氣孔等缺陷的機率增大，加上水平連鑄過程中，受到重力作用，鑄坯下沉導致上下熱傳遞效率差距變大，導致上下組織不均，最終形成的鑄坯形狀不規整、外表面氧化脫皮缺陷層出不窮。

技術實現要素：

針對以上不足，本實用新型裝置提供了一種具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器，主要通過設置有弧度銜接的一定傾斜角的傾斜過渡區，使得合金鑄液經過頂部帶有扁弧形過渡坯型，在整形壓力作用下達到消除重力下沉間隙、補足熱應力變形、清除內部氣氛雜質、防止合金鑄坯氧化變質，最終形成標準合金鑄坯，有效提高合金鑄坯組織質量。

本實用新型裝置解決其技術問題所採用的技術方案是：主要包括石墨結晶器、傾斜過渡區、噴水冷卻區、過渡坯型，石墨結晶器內端外側部頂部開設有反向排液口，同一截面四周切向位置均布設置有四個進液口，石墨結晶器出口 端部外側安裝有噴水冷卻區，合金鑄液進入四個進液口形成旋流形式，有效提高內部鑄液的旋流強度，保證合金鑄液換熱的高效性，經過傾斜過渡區以及噴水冷卻區形成液穴，液穴一側為流動性質合金鑄液，另一側受到噴水冷卻區激冷作用成為成型的合金鑄坯，傾斜過渡區與水平連鑄方向形成一定的過渡角，過渡角的設定根據連鑄合金金屬的熱力學性質決定，大小大約在2°至6°之間，傾斜過渡區兩側端均與石墨結晶器弧角過渡連接，石墨結晶器內部與合金鑄坯同一中心線位置上固定有石墨鑄芯，合金鑄液成型前經歷過渡坯型，之後經過噴水冷卻區形成整形坯樣，原始坯型與整形坯樣相比頂部多有扁弧狀的原始間隙，合金鑄液預先在傾斜過渡區形成過渡坯型，一方面將石墨結晶器內部的氣氛雜質及時清除，防止鑄坯表面的氧化缺陷，另一方面由於水平連鑄鑄坯重力作用，產生的下沉氣隙也及時消除，之後過渡坯型頂部經過傾斜過渡區時頂部產生整形壓力，在壓力作用下，進行過渡整形成為最終的標準整形坯樣。

本實用新型裝置所提供的技術方案有益之處：在合金金屬水平連鑄石墨結晶器上設置有弧度銜接的一定傾斜角的傾斜過渡區，使得合金鑄液經過頂部帶有扁弧形過渡坯型，在整形壓力作用下達到消除重力下沉間隙、補足熱應力變形、清除內部氣氛雜質，最終形成標準合金鑄坯，有效提高合金鑄坯組織質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型裝置進一步說明。

圖1是本實用新型具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器的主剖視圖；

圖2是本實用新型具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器的過渡示意圖；

圖3是本實用新型具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器的側剖視圖。

1.石墨結晶器，2.反向排液口，3.傾斜過渡區，4.過渡角，5.噴水冷卻區， 6.合金鑄坯，7.石墨鑄芯，8.液穴，9.合金鑄液，10.原始坯型，11.過渡坯型，12.整形坯樣，13.整形壓力，14.原始間隙，15.進液口，16.旋流形式。

具體實施方式

如圖1-3所示，一種具有過渡性合金金屬連鑄用結晶器主要包括石墨結晶器1、傾斜過渡區3、噴水冷卻區5、過渡坯型11，石墨結晶器1內端外側部頂部開設有反向排液口2，同一截面四周切向位置均布設置有四個進液口15，石墨結晶器1出口端部外側安裝有噴水冷卻區5，合金鑄液9進入四個進液口形成旋流形式16，有效提高內部鑄液的旋流強度，保證合金鑄液換熱的高效性，經過傾斜過渡區3以及噴水冷卻區5形成液穴，液穴一側為流動性質合金鑄液9，另一側受到噴水冷卻區5激冷作用成為成型的合金鑄坯6，傾斜過渡區3與水平連鑄方向形成一定的過渡角4，過渡角4的設定根據連鑄合金金屬的熱力學性質決定，大小大約在2°至6°之間，傾斜過渡區3兩側端均與石墨結晶器1弧角過渡連接，石墨結晶器1內部與合金鑄坯6同一中心線位置上固定有石墨鑄芯7。

在合金金屬鑄坯製造生產的過程中，合金鑄液9成型前經歷四個切向進液口15高壓高速噴進，形成旋流形式的鑄液流動，經過傾斜過渡區3形成過渡坯型11，之後經過噴水冷卻區5形成整形坯樣12，原始坯型10與整形坯樣12相比頂部多有扁弧狀的原始間隙，合金鑄液9預先在傾斜過渡區3形成過渡坯型11，一方面將石墨結晶器1內部的氣氛雜質及時清除，防止鑄坯表面的氧化缺陷，另一方面由於水平連鑄鑄坯重力作用，產生的下沉氣隙也及時消除，之後過渡坯型1頂部經過傾斜過渡區3時頂部產生整形壓力13，在壓力F作用下，有效補足成型鑄坯在熱應力作用下產生的額外變形，進行過渡整形成為最終的標準整形坯樣12。