[实用新型]一种铜包铝复合材料铸造用结晶器

说明书

技术领域

本实用新型属于复合金属材料加工技术领域，具体地说涉及一种铜包铝复合材料铸造用结晶器。

背景技术

铜包铝复合材料具有铜铝结合强度高、组织均匀，力学、电学性能好的特点，其生产线中的关键部件结晶器是用于金属液凝固的一种冷却装置，将铜、铝液按照要求尺寸连续铸造成型。工作原理为循环水进入该装置，将金属液的热量通过冷却水带走，金属液通过该设备的有序结晶实现了液体到固态的转变，完成了铸造过程。常规的结晶器主要由铸态的铁质做外壳，内部铜套采用紫铜或黄铜材质，冷却铜套冷却水路设计为简单的螺旋形，即在铜套上铣出螺旋形状的槽型，将常规的结晶器用于铜铝水平连铸有如下缺陷：1、铸坯上下冷却不均匀，这可导致铸造组织不均匀，铸造出的坯料不合格；2、冷却强度控制精度差，造成连续铸造坯料温度的阶段性波动比较大，性能相差大，铸造状态不稳定；3、结晶器壳铸造态内壁粗糙容易受水流冲蚀，而且加大了水流阻力，降低了冷却效率。    

为了连续铸造铜包铝时获得稳定铸造状态，要求连铸牵引速度控制在150mm/min以上，且结晶器铜管铸造部分长度不大于150mm，否则影响铝的铸造，结晶器铜管铸造部分冷却强度要大，上下面冷却要求均匀，且每段冷却强度要求稳定，为此需要一种新型的结晶器解决以上问题。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题而提供了一种铜包铝复合材料铸造用结晶器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种铜包铝复合材料铸造用结晶器，包括不锈钢外壳、模具，不锈钢外壳与模具之间设有冷却铜套，冷却铜套外部设有进水口和出水口，冷却铜套与不锈钢外壳之间设有多个冷却区域，每个冷却区域内设有多个齿形间隙槽；

所述的冷却区域为六个，每个冷却区域内设有四个齿形间隙槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型冷却铜套结构为六个带齿形交换面积的单独区域，齿形结构设计有利于增加冷却表面积，同时增加水道长度，水流的湍流效应增强了对铜套壁的冲洗效果，增加了冷却均匀效果；内部冷却单独区域，保证铸造冷却强度分区可调，可以通过调节各区冷却强度，实现了冷却强度的精准控制，可以实现铸造状态的稳定控制；不锈钢壳材料为整体锻打，结构设计线条平滑为圆形，减小水流阻力。

附图说明

图1为本实用新型的剖面示意图；

图2为本实用新型冷却套的剖面示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的侧视图。

零件说明：1、不锈钢外壳，2、冷却铜套，3、进水口，4、出水口，5、模具，6、齿形间隙槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：一种铜包铝复合材料铸造用结晶器，包括不锈钢外壳1、模具5，不锈钢外壳1与模具5之间设有冷却铜套2，冷却铜套2外部设有进水口3和出水口4，冷却铜套2与不锈钢外壳1之间设有6个冷却区域，每个冷却区域内设有4个齿形间隙槽6。

水系统中冷却水通过结晶器的进水口3进入该结晶器装置，冷却水水温为常温25~30℃，流量控制到10~15L/min，水压控制到0.3~0.35MPa，该条件下的冷却水进入不锈钢壳1与冷却铜套2之间的齿形间隙槽6内，流动轨迹按照铜套的齿形结构流动，循环水的流动通过热交换吸收了流经石墨模具5的金属液的热量，从而实现金属的铸造凝固，与此同时出水温度升高至55~60℃。以上描述的热交换是这样实现的：循环水进入不锈钢壳1与冷却铜套2之间的齿形间隙槽内6，液态的金属在石墨模具5内部流动，循环一周后从出水口4位置排出，金属液的高热量传递给石墨模具5，冷却水低热量传递给冷却铜套2，由于冷却铜套2与石墨模具5的接触并发生热交换，从而实现了金属液的降温凝固，液态金属在石墨模具内实现了有序凝固。冷却铜套2结构为六个带齿形交换面积的单独区域，齿形结构设计有利于增加冷却表面积，同时增加水道长度，水流的湍流效应增强了对铜套壁的冲洗效果，在六个带齿形交换面积的单独区域，对铸造铜管时的对应部位进行冷却，通过冷却铜套带走液体金属热量，使之凝固形成铸造坯壳，连续不断的将坯壳牵引出结晶器。