[发明专利]一种水平连续铸造有色合金用结晶器

说明书

本发明涉及一种水平连续铸造有色合金用结晶器，其特征在于：包括筒状结晶部、筒状隔热部和筒状冷却部，筒状结晶部水平设置，筒状隔热部套装在筒状结晶部的外周侧壁前部，筒状冷却部套装在筒状结晶部的外周侧壁后部；筒状结晶部的内部设有一条前后走向的材料通道，筒状结晶部的外周侧壁下部与筒状冷却部的内周侧壁下部之间设有气隙部。这种水平连续铸造有色合金用结晶器能够在有色金属水平连续铸造过程中使用，使铸坯上下冷却均匀，且结构较为简单，制造成本低，显著提高了生产效率及产品性能与质量，具有很高的使用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及冶金铸造设备技术领域，特别涉及一种水平连续铸造有色合金用结晶器。

背景技术

在冶金工业生产中，随着有色金属加工技术的发展，水平连续铸造工艺相继产生并不断发展。在水平连续铸造生产过程中遇到的质量问题，会对铸坯产品的质量产生影响。

在有色金属的水平连续铸造过程中，存在一个长期难以解决的共同技术问题是：在水平连铸过程中，由于重力对凝固后铸坯会产生向下的作用，导致凝固收缩后的铸坯上部与结晶器之间、铸坯下部与结晶器之间形成的间隙不均匀，上部间隙大于下部间隙，使得铸坯上部的冷却强度小于铸坯下部冷却强度，这种间隙不均匀易导致铸坯内部形成不均匀或不对称的组织，影响金属材料的性能及后期加工。

目前，对于这种水平连铸过程中冷却不均匀的问题的改进方法主要有以下4种：

（1）在结晶器出口适当位置设置支撑辊，增大铸坯下部与结晶器的间隙。这种方法其主要调节作用在于靠近结晶器出口端的铸坯，而对靠近入口端的调整作用有限，然而在靠近结晶器入口端的铸坯温度较高，换热量较大，正是影响水平连铸铸坯质量的关键部分。

（2）通过模具设计改进金属液加入结晶器的方式，例如将上下均匀或者对称的分配方式，改为上下非均匀或者非对称的分配方式，使得金属液从底部流入结晶器。这种方法对水平连铸传热的上下不均匀的调整有限。

（3）在模具内设置水冷铜塞装置，当位于模具下侧壁的水冷铜塞的深度比上侧壁小时，可改善上下冷却不均匀的现象。这种方法适用于模具厚度比较大的大尺寸铸坯的水平连铸。

（4）专利号为CN10248138A的中国发明专利申请说明书中记载的一种实现周向均匀冷却的水平连铸结晶器，在结晶器周向设置多个独立的冷却水腔，通过控制每个冷却水腔的冷却水流量、压力、冷却水温度参数。这种结晶器的结构较为复杂，需要的加工成本较高。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种水平连续铸造有色合金用结晶器，这种水平连续铸造有色合金用结晶器能够在有色金属水平连续铸造过程中使用，使铸坯上下冷却均匀，且结构较为简单，制造成本较低。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种水平连续铸造有色合金用结晶器，其特征在于：包括筒状结晶部、筒状隔热部和筒状冷却部，筒状结晶部水平设置，筒状隔热部套装在筒状结晶部的外周侧壁前部，筒状冷却部套装在筒状结晶部的外周侧壁后部；筒状结晶部的内部设有一条前后走向的材料通道，筒状结晶部的外周侧壁下部与筒状冷却部的内周侧壁下部之间设有气隙部。

通常，上述材料通道能够供金属材料通过，金属材料由水平方向注入水平放置的筒状结晶部内的材料通道中。

在筒状结晶部的外周侧壁前部设置筒状隔热部，能够逐渐减弱筒状结晶部前部的冷却强度；在筒状结晶部的外周侧壁下部与筒状冷却部的内周侧壁下部之间设置气隙部，使筒状结晶部的外周侧壁下部一定区域形成气隙，增加筒状结晶部的外周侧壁下部与筒状冷却部的内周侧壁下部之间的热阻，减小铸坯下部的冷却强度，保证了铸坯上部与铸坯下部在冷却过程中能够达到均匀冷却的效果，避免出现水平连铸过程中的冷却不均匀现象，有效改善铸坯内部的组织性能。

一种具体方案中，在所述筒状结晶部的外周侧壁下部上加工有凹槽，所述筒状冷却部的内周侧壁下部与该凹槽的槽底和槽壁共同围成所述气隙部。