[发明专利]内孔水冷却铸造空芯棒坯的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金空心棒坯的铸造技术。

技术背景

铝合金无缝管的挤压，需要用空心棒作为加工坯料，而常用的铝合金空心棒坯的加工方法是机械加工法，该方法是先做好铝合金实心棒，按生产需要锯切成段，然后再用车床或钻床加工内孔。用这种方法加工空心棒坯，产生的废料多，生产成本高，效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种内孔水冷却铸造空心棒坯的方法，其可大大提高了生产效率，降低生产成本。

本发明的另一个目的是提供一种内孔水冷却铸造空心棒坯的装置，可高效率的生产各种不同孔径的空心坯料以满足挤压无缝管生产所需。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下技术方案：一种内孔水冷却铸造空心棒坯的方法，其特征在于：铸室内设有通过水冷形成棒坯内孔的内结晶器，打开内结晶器里的内冷却水，同时将金属熔融液注入铸室内，内结晶器装置周围的熔融液形成凝固的空心孔；然后随内结晶器下端的引锭座下降将凝固的空心棒坯下拉出铸室，同时打开铸室外的外冷却水，持续向铸室内注入金属熔融液，使铸造连续。

一种内孔水冷却铸造空心棒坯的装置，其特征在于包括：由外部冷却水冷却的外结晶器；由内部冷却水冷却的用于形成棒坯内孔的内结晶器，其固设于外结晶器内，与外结晶器之间的空间构成铸室；在铸造开始时位于外结晶器内且插接于内结晶器下端用于将凝固的空心棒坯拉出铸室的引锭座。

本发明采用内结晶模式铸造方法铸造铝合金不同孔径的空心棒坯，由于铸造空心棒是通过内外水冷却，故浇铸速度要比铸造实心棒快，也就必然提高生产效率，而且无需后期的钻孔加工步骤，因此生产效率进一步提高，成本下降。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2a～2c分别是本发明的内结晶器支架主视图、俯视图以及图2b中的A部放大图；

图3是本发明的内结晶器冷却及排气结构示意图；

图4a、4b分别是本发明的内结晶器及导水板结构仰视图以及图4a的B-B剖面图；

图5是本发明的引锭座变径及排水结构示意图；

图6a、6b分别是本发明的保温套压盖俯视图以及图6b的C-C剖面图。

具体实施方式

本发明的内孔水冷却铸造空心棒坯的方法，采用立式半连续铸造，其铸室内设有通过水冷形成棒坯内孔的内结晶器14，首先打开内结晶器14里的内冷却水，同时将金属熔融液注入铸室内，此时内结晶器14周围的熔融液形成凝固的空心孔；然后凝固的空心棒坯随内结晶器下端的引锭座下降拉出铸室，同时打开铸室外的外冷却水，持续向铸室内注入金属熔融液。在铸造过程中先开内冷却水，注入金属熔融液，待凝固的空心棒坯随引锭座下降开始下拉出铸室时再开外冷却水，同时控制好内外冷却水的压力，内冷却水的水压为0.01～0.05MPa，外冷却水的水压为0.04～0.08Mpa，在本实施例中内水压0.03MPa，外水压0.06MPa。内结晶器14是采用热导率高的材料，铸造方法是内外同时冷却的铸造方法铸造空心棒。

如图1所示，本发明的内孔水冷却铸造空心棒坯的装置，包括：由外部冷却水冷却的外结晶器17；由内部冷却水冷却的用于形成棒坯内孔的内结晶器14，其固设于外结晶器17内，与外结晶器17之间的空间构成铸室；在铸造开始时位于外结晶器17内且插接于内结晶器14下端用于将凝固的空心棒坯拉出铸室的引锭座16。

由于冷却水的作用，引锭座16和内、外结晶器14、17温度均低于金属液凝固点，因此，靠近铸室室壁的金属液表面会形成凝固壳(铸棒)。随着冷却强度的不断增强，金属液温度不断下降，金属液会不断凝固形成铸棒。此时，引锭座16缓慢下降，已凝固的铸棒会随引锭座16一起下降，空心铸棒在缓慢离开内外结晶器的同时，又有新的较高温度的铝熔液注入铸室内，从而形成连续的凝固铸棒。