[发明专利]一种热顶结晶器

说明书

技术领域

本发明涉及金属铸造领域，更具体地说，是涉及一种热顶结晶器。

背景技术

变形铝合金方锭大多采用普通半连续铸造成形方法，该方法成形时其整个结晶器壁是被直接冷却的，结晶器内熔体首先会生成金属凝壳。凝壳产生收缩形成气隙，影响到铸锭进一步冷却。冷却强度降低，铸锭有效液穴会变深，铸锭表面不可避免地产生皱纹、偏析瘤、粗大晶粒层和表面裂纹等。在结晶器内液面控制不稳定时，铸锭也易产生表面冷隔和夹杂等缺陷。通过采用热顶铸造技术，在结晶器上沿部份设置一层保温材料制成的保温带，使得结晶器有效冷却高度降低，有效液穴变浅，铸锭截面组织更均匀，内部晶粒尺寸更细小，降低了铸棒内部产生裂纹的趋势，减小铸锭表面粗晶层的厚度。另一方面还消除了传统结晶器成形时生成金属凝壳产生空气间隙的不利影响，降低了结晶器与铸锭之间的摩擦力，消除铸锭表面冷隔、拉痕、偏析瘤等缺陷。

目前较为先进的方锭铸造新技术主要有美国Wagstaff公司最新的低液位(LHC)铸造技术，LHC的主要特点是在传统结晶器上部内壁衬镶一层石墨板，利用石墨连续渗透式润滑和热顶作用铸造成形；LHC的石墨层热顶有加工工艺复杂而且成本相对较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种加工工艺简单而且成本低廉的热顶结晶器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种热顶结晶器，包括：水套、托板、保温套和保温套压板；

所述保温套嵌入式设计在所述水套的上部；

所述保温套压板用于将所述保温套压紧在所述水套的嵌入结构中；

所述保温套为耐火保温纤维；

所述水套与所述托板合围密闭形成冷却水腔；

所述冷却水腔设有冷却水进水口和冷却水出水口。

优选的，所述水套和托板为高强度锻铝LD5或标准硬铝LY11加工坯料整体加工而成。

优选的，所述冷却水出水口变距分布，其中所述水套的大面中段部位的所述冷却水出水口间距较小。

优选的，所述冷却水腔分隔为多个且各自独立密闭。

优选的，所述水套、托板和保温套压板为数控精密加工制成。

优选的，所述水套的有效冷却部位呈圆弧均匀光滑过渡。

优选的，所述耐火保温纤维材料为经高压、高温制成的整体结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例通过在所述水套与熔体接触的上部设计有嵌入式保温套的结构。不但制作工艺简单，另外，还避免了粘贴式保温层粘贴不牢，易于滑落的缺点。本发明还使用耐火保温纤维保温套。该保温套不但价格低廉，而且对铝熔体不会产生化学与物理污染，使用寿命长，耐热冲击与热循环，易于清理，不含石棉纤维性物质，利于环境保护和降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例热顶结晶器的结构示意图。

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作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。

如图1所示，本发明实施例的系统包括了水套3、托板6、保温套2和保温套压板1。

本发明实施例中，结晶器上的所述水套3的上部设计有可嵌入保温套的结构。所述水套3的工作部位，即冷却部位设计有冷却水腔及冷却水进出水孔。所述托板6有冷却水缓冲、导流及大小面水腔分隔设计。所述水套3与所述托板6之间设计有密封结构。所述保温套压板1则用于将所述保温套2压紧在水套嵌入结构中。所述水套和托板采用高导热性、良好耐磨性的高强度锻铝(LD5)或标准硬铝(LY11)加工坯料整体加工而成。

本发明实施例中，通过在所述水套3与熔体接触的上部设计有嵌入式保温套2的结构，不但避免粘贴式保温层粘贴不牢，易于滑落的缺点，而且加工工艺简单，易于制作。本发明实施例还通过合理设计所述水套3的有效冷却高度，避免了其值偏大偏小所引起的偏析浮出或出现冷隔、拉痕、裂口等缺陷。在所述水套3的有效冷却部位，即铸锭成形部位，充分考虑到铸锭尺寸与收缩阻碍应力的影响，使用计算机辅助设计(CAD设计)结晶器大小面形状，使其呈圆弧均匀光滑过渡。