[发明专利]减少半连续铸造铝合金扁锭表面夹渣结晶器装置和方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及铝合金铸造设备和方法，特别涉及一种减少半连续铸造铝合金 扁锭表面夹渣结晶器装置和方法。

二、背景技术：

铝合金铸造过程是一个由液态铝冷却、结晶成为固体铝锭的物理过程，目 前铝合金扁锭的生产主要采用半连续铸造工艺。其主要生产流程为：铝液经配 料后倒入混合炉，经细化处理后扒去浮渣后，即可进行浇铸。浇铸前先将底盘 进行净化处理，再把底盘用升降机升入结晶器内，往结晶器内壁涂抹一层润滑 油，向环绕结晶器四周的冷却水箱内放入冷却水，干燥预热分配盘、漂浮液位 控制漏斗和流槽，使分配盘每个口连接漂浮液位控制漏斗置入结晶器的中心。 浇铸开始时，先关闭漏斗开口，打开混合炉炉眼，让铝液经流槽流入分配盘， 待铝液在分配盘内达到一定高度后，放开漏斗开口，使铝液流进结晶器中，铝 液即在底盘上冷却。当铝液在结晶器内结晶达到一定高度时下降底盘，并开始 送冷却水，漂浮液位控制漏斗控制铝液均衡地流入结晶器中，并保持结晶器内 的铝液高度不变。由于中心与边部冷却条件不同，因此结晶形成中间低、周边 高的形态，底盘以不变速度下降，凝固的铝退出结晶器，当铝锭长度达到铸造 达到设定长度后，堵住炉眼，取走分配盘，待铝液全部凝固，移走结晶器，取 出铸成的铝锭，完成铸造过程。

采用半连续铸造工艺进行铝合金扁锭铸造，铸锭会出现表面夹渣现象，表 面夹渣问题是较为严重的质量缺陷，会造成铸件的物理性能降低，产生扁锭裂 纹，还会诱发气孔和小缩孔，必须通过切割、铣刨去掉表面夹渣后才能进行后 序的轧制工序，否则会严重影响最终产品质量。造成扁锭表面夹渣的原因主要 是在铸造过程中铝液波动，铝液表面的氧化膜破裂，表面的浮渣进入铸锭的表 面。特别在扁锭铸造初始阶段，铝液熔体流入底盘，在结晶器中尚未形成稳定 的液面氧化膜，随着铝液滚动氧化膜和浮渣进入铸锭内部形成夹渣。为了防止 表面夹渣，生产中一般采取在结晶器上表面安放玻璃丝布过滤布、人工清除铝 液表面的浮渣和氧化膜等技术手段。这些技术手段有效地减少了表面夹渣，但 对表面夹渣的分布面和深度无法有效控制，扁锭铸造质量得不到保证，造成在 后道工序铣面量大，费工费时，浪费巨大等问题突出。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足之处，提供一种简单 有效，成本低廉的减少半连续铸造法生产铝合金扁锭表面夹渣结晶器装置和方 法。

本发明的技术方案是：

一种减少半连续铸造铝合金扁锭表面夹渣结晶器装置，含有横截面为近似 鼓形的结晶器，结晶器四周外壁的冷却水箱，漂浮液位控制漏斗固定在分配盘 上，玻璃丝过滤布安装在支架上，底盘固定在升降机上，结晶器直接套装于冷 却水箱内壁的上沿，结晶器上边沿固定有一条封闭的耐高温隔热内衬层，内衬 层为等厚度，或为变厚度。

所述的内衬层材质为耐高温隔热材料，如硅酸铝纤维纸。

所述的内衬层等宽、等厚，厚度为1～3mm，宽度为4～8cm。

所述的内衬层等宽、变厚度，上沿厚度为1～3mm，下沿厚度为1.5～3.5mm， 宽度为4～8cm，内衬层横截面厚度自上而下递增。

一种减少半连续铸造铝合金扁锭表面夹渣方法，包括结晶器、漂浮液位控 制漏斗、扁铸锭、冷却水箱、支架、玻璃丝过滤布，所述的表面夹渣减少方法 步骤为：

A、将等厚度或变厚度的耐高温隔热材料内衬层制成等宽长条形状的条带；

B、使用除油剂对结晶器内表面用进行清洗，晾干后用砂纸打磨光滑，取制 好的耐高温隔热材料条带，一面均匀涂抹粘合剂后，上带边对齐结晶器内壁上 沿，沿结晶器内壁环绕粘贴，耐高温隔热材料条带接口闭合处紧密咬合不留缝 隙；

C、自然干燥1.5～2小时后在贴好的耐高温隔热内衬层外表面上均匀涂刷润 滑剂，放置10～20分钟后开始浇铸；

D、在浇铸过程中保持结晶器内的铝液面高度稳定，液位高过结晶器上沿贴 好的耐高温隔热内衬层下边沿1～2cm。

浇铸开始铝合金熔体经漂浮液位控制漏斗，通过安放在支架上的玻璃丝过 滤布过滤，注入结晶器内；铝液在结晶器内结晶达到一定高度时下降底盘，并 开始从冷水箱中送冷却水，漂浮液位控制漏斗控制铝液均衡地流入结晶器中， 注入结晶器与已结晶成形的扁铸锭构成的空腔内。