[发明专利]一种铝合金复合管坯的制备装置及方法

权利要求书

1.一种铝合金复合管坯的制备装置，其特征在于，包括外结晶器，内结晶器，芯模，支架，引锭和铸造机；其中内结晶器位于外结晶器内侧，在外结晶器正上方且同心；芯模与内结晶器同心，且穿过内结晶器和外结晶器的中心；支架固定在外结晶器水腔上，引锭设置在芯模下部，引锭与铸造机连接；

所述的外结晶器，包括外结晶器石墨环内套、水冷铝套、水腔和外结晶器热顶，水冷铝套安装在水腔上，外结晶器石墨环内套镶嵌在水冷铝套内，水冷铝套内壁下端设置有与竖直方向呈45°和60°的两组冷却水眼，外结晶器热顶固定在水冷铝套和外结晶器石墨环内套上方，由外结晶器储液箱和外结晶器分流盘构成；

所述的内结晶器，包括内结晶器石墨环内套、水冷铜套和内结晶器热顶，内结晶器石墨环内套镶嵌在水冷铜套内，内结晶器热顶呈倒锥形，固定在内结晶器内、内结晶器石墨环内套上，由内结晶器储液箱和内结晶器分流盘构成；

所述的芯模，包括冷却系统，润滑系统和芯模热顶；冷却系统包括入水管、出水管、转接器、芯模水腔、水道和水冷铜膜，其中，入水管穿过水冷铜膜连通芯模水腔，芯模水腔通过水道连接通转接器，转接器连通出水管；润滑系统包括入油管、油腔、油盖和油孔，其中，入油管连接到油腔，油腔上设置有油盖，油腔中设置有油孔；芯模热顶位于润滑系统的油腔上方并与其接触；

所述的支架，与外结晶器、内结晶器和芯模连接:

所述的引锭，呈梯形，与外结晶器的石墨环内套构成外腔，与内结晶器的石墨环内套构成内腔。

2.根据权利要求1所述的铝合金复合管坯的制备装置，其特征在于，所述的外结晶器分流盘包括3层分流结构，最外层设置有1个进流口，次外层设置有2～3个分流口，内层设置有4～6个分流口:分流口均设置有挡块:外结晶器分流盘设置有通向外结晶器石墨环内套的分流孔。

3.根据权利要求1所述的铝合金复合管坯的制备装置，其特征在于，所述的内结晶器分流盘包括3层分流结构，最外层设置有1个进流口，次外层设置有2～3个分流口，内层设置有4～6个分流口:分流口均设置有挡块:内结晶器分流盘设置有通向内结晶器石墨环内套的分流孔。

4.采用权利要求1所述的铝合金复合管坯的制备装置，制备合金复合管坯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：

(1)将外结晶器、内结晶器和芯模通水，芯模通油；将芯材熔体注入内结晶器储液箱；将复合层熔体注入外结晶器储液箱；

(2)当水压和油压稳定时，使芯材熔体通过内结晶器分流盘，流入内腔中；

步骤2：

(1)当芯材熔体，在内结晶器石墨内套、芯模水冷铜套和引锭的冷却下，外层形成芯材凝固壳时，打开外结晶器储液箱，复合层熔体通过外结晶器分流盘流入外腔；

(2)当复合层熔体与引锭接触时，启动铸造机；

步骤3：复合铸造：

(1)复合层熔体与芯材凝固壳接触，形成具有冶金结合的复合界面，制得铝合金复合管坯；

(2)当铝合金复合管坯到达预定长度时，停止供流。

5.根据权利要求4所述的制备铝合金复合管坯的方法，其特征在于，所述的步骤1(2)中，熔体通过内结晶器分流盘采用同水平浇注多股方式；芯材熔体通过流道进入倒锥形的热顶时，熔体被挡块挡住后沿周向均匀进入地内腔。

6.根据权利要求4所述的制备铝合金复合管坯的方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，复合层熔体通过外结晶器分流盘采用同水平浇注多股方式；复合层熔体通过外结晶器分流盘，被分流孔分流后沿轴向进入外腔。

7.根据权利要求4所述的制备铝合金复合管坯的方法，其特征在于，所述的制备合金复合管坯的方法，复合铸造工艺条件为:浇注温度710～760℃，铸造速度50～200mm/min，外结晶器冷却水量60～200L/min·m，内结晶器冷却水量10～30L/min·m，芯模冷却水量30～80L/min·m，芯模油量5～20ml/min。