CN101138782A - 空心圆铸锭热顶铸造装置及其铸造空心管材的方法 - Google Patents

Abstract

空心圆铸锭热顶铸造装置及其铸造空心管材的方法，涉及一种用于铸造薄壁空心管的装置及铸造方法。装置由外套及芯子支架，芯子及芯子保温帽、芯子石墨套，冷凝槽、冷凝槽保温帽及冷凝槽石墨衬套，芯子进水管、出水孔，进水箱及冷凝槽出水孔和引锭器等组成。生产方法是，高温铝合金熔液从冷凝槽保温帽及芯子保温帽的开口处流入，芯子和冷凝槽内通冷却水冷却，引锭器随着启动的半连续铸锭机的带动，匀速慢慢向下运动，熔液也随之不断流入，在结晶带慢慢结晶，形成铸锭管。采用本发明，生产的薄壁空心管表面偏析浮出物小于1mm，晶粒细小，气孔、夹杂缺陷也少、铸锭的晶粒度达到1级，提高了金属塑性，有利于加工，生产成本低。操作环境好，环境污染少。

Description

空心圆铸锭热顶铸造装置及其铸造空心管材的方法

技术领域

本发明涉及一种用于铸造薄壁空心管的装置及其铸造方法。

背景技术

当前国内，只有实心圆铸锭实现了热顶铸造。空心壁管采用普通结晶器铸造，铸造时由于液面的高低是人工控制的，很不稳定，而且不同的操作者控制的液面高度不同，氧化膜也常常被破坏，造成大量氧化夹杂带到铸锭中去，由于结晶带高度80mm以上，形成二次复熔机会，所以偏析浮出物缺陷严重，表面偏析瘤高度达到2-3mm，最深可达到5mm，特别是大规格Φ300＊(40-50mm)铸锭，铸造成品率只有50％左右；另外由于壁簿(30-50mm)，液流中心不容易控制，所以很容易产生浇口裂纹。

《同步器齿环管水平连铸方法及其设备》(93120535)，其工艺程序与通常现有水平连铸管坯的工艺程序相同，仍为按合金要求配料→熔炼→铸造引锭，通过控制合金成分、炉温、水压、停拉制度、管坯牵引速度及启动方法等工艺参数，从而控制好合金溶液在结晶器内的凝固位置，用于生产五元素以上特殊黄铜薄壁管。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能细化铸锭晶粒，提高铸锭晶粒度，减少或消除了铸造偏析浮出物，基本消除铸锭的成层和裂纹，气孔、夹杂缺陷少，生产成本低的空心圆铸锭热顶铸造装置及其铸造空心管材的方法。

本发明目的的实现方式为，空心圆铸锭热顶铸造装置，外套开有与进水箱19相连的进水管孔，外套2内装冷凝槽3，冷凝槽3内上部装冷凝槽保温帽9，下部装冷凝槽石墨衬套5，底部有冷凝槽出水孔20，芯子12上部分套芯子保温帽11，下部套芯子石墨套10，芯子石墨套10与冷凝槽石墨衬套5之间形成结晶带，芯子支架16支在限位压盖4上，冷凝槽3外装有限位压盖4，芯子支架16上装固定芯子进水管18的固定螺帽17，芯子进水管18通过芯子支架16、芯子12的空心与芯子的底部边缘与出水孔21连通，芯子12的空心中间的底部有芯子堵丝8，芯子进水管18与芯子接合部有压板13、芯子密封圈15，引锭器1下部装在半连续铸锭机上，上部伸入石墨衬套5内，外套2通过螺栓7与进水箱19相连。

用空心圆铸锭热顶铸造装置铸造空心管材的方法，高温铝合金熔液从冷凝槽保温帽9的开口处流入石墨衬套5和芯子石墨套10之间的通道，熔液下部由引锭器1托住，冷却水从芯子进水管18经芯子空心冷却芯子，通过芯子冷却芯子石墨套10，冷却水从芯子出水孔21流出，冷却水由进水箱19通过外套2进入，冷却冷凝槽3，通过冷凝槽冷却冷凝槽石墨衬套5，冷却水从冷凝槽出水孔20流出，启动半连续铸锭机，引锭器1随着半连续铸锭机的带动，匀速慢慢向下运动，熔液也随之不断从冷凝槽保温帽9的开口处流入，经过芯子石墨套10与冷凝槽石墨衬套5之间形成的结晶带，慢慢结晶，形成铸锭管。

本发明借鉴实心圆铸锭热顶铸造的技术，由于石墨结晶带短，铸造过程的液穴浅，极大地减少或消除了铸造偏析浮出物，表面偏析浮出物小于1mm，基本消除铸锭的成层和裂纹；由于铸模内熔体表面不发生搅动，消除人为搅动铝液的机会，形成平稳的液面，表面氧化膜始终保护内部铝液不再氧化，减少氧化夹杂混入铸锭，有效避免浇口产生的裂纹和金属精炼作业后的再污染；由于一次冷却与二次冷却间隔时间短，能细化铸锭晶粒，提高铸锭晶粒度，气孔、夹杂缺陷也相应减少；由于石墨有润滑作用，铸造过程不需要润滑，节约了大量润滑油，降低生产成本，极大改善了操作环境，减少环境污染。

采用本发明提高了铝合金管母线的表面质量和内部质量，成材率与原普通铸造比提高20％以上，减少工艺损失，提高了经济效益；铸锭的晶粒度可达到1级，提高了金属塑性，有利于加工。

本发明可铸造管母线等各种空心管材。

附图说明

附图是空心圆铸锭热顶铸造装置结构示意图

具体实施方式

参照附图，空心圆铸锭热顶铸造装置由外套2及其装在限位压盖4上的芯子支架16，芯子12及上、下所套的套芯子保温帽11、芯子石墨套10，冷凝槽3、冷凝槽保温帽9及冷凝槽石墨衬套5，芯子进水管18及芯子出水孔21，进水箱19及冷凝槽出水孔20，芯子堵丝8和装在半连续铸锭机上引锭器1等组成。芯子进水管18与芯子接合部有压板13、芯子密封圈15，压板13与芯子密封圈15用螺栓14连接固定。冷凝槽3与水箱19之间有密封圈6。

芯子石墨套10与冷凝槽石墨衬套5之间形成的结晶带高30-50mm。

用空心圆铸锭热顶装置铸造空心管材的方法，高温铝合金熔液从冷凝槽保温帽9的开口处流入石墨衬套5和芯子石墨套10之间的通道，熔液下部由引锭器1托住，冷却水从芯子进水管18经芯子空心冷却芯子，通过芯子冷却芯子石墨套10，冷却水从芯子出水孔21流出，冷却水由进水箱19通过外套2进入，冷却冷凝槽3，通过冷凝槽冷却冷凝槽石墨衬套5，冷却水从冷凝槽出水孔20流出，启动半连续铸锭机，引锭器1随着半连续铸锭机的带动，匀速慢慢向下运动，熔液也随之不断从冷凝槽保温帽9的开口处流入，经过芯子石墨套10与冷凝槽石墨衬套5之间形成的结晶带，慢慢结晶，形成铸锭管。

为确保外套及芯子的冷却强度应保持一致，芯子进水管18、进水箱19采用同一根主水管，以控制进水流量，铸造开始供水水压0.05-0.1Mpa，待铝液全部充满结晶带，引锭器1开始下降，供水水压0.10-0.20Mpa。

用本发明铸造6063合金Φ290*40mm铸锭：

铸造温度：710-730℃

铸造速度：70-80mm/分

外套及芯子泠却水压：0.10-0.20Mpa

结晶带高度h＝＝50mm

铸锭表面无裂纹、成层，偏析浮出物1mm左右，表面质量较好。

Claims (4)

1.空心圆铸锭热顶铸造装置，其特征在于外套开有与进水箱(19)相连的进水管孔，外套(2)内装冷凝槽(3)，冷凝槽(3)内上部装冷凝槽保温帽(9)，下部装冷凝槽石墨衬套(5)，底部有冷凝槽出水孔(20)，芯子(12)上部分套芯子保温帽(11)，下部套芯子石墨套(10)，芯子石墨套(10)与冷凝槽石墨衬套(5)之间形成结晶带，芯子支架(16)支在限位压盖(4)上，冷凝槽(3)外装有限位压盖(4)，芯子支架(16)上装固定芯子进水管(18)的固定螺帽(17)，芯子进水管(18)通过芯子支架(16)、芯子(12)的空心与芯子的底部边缘与出水孔(21)连通，芯子(12)的空心中间的底部有芯子堵丝(8)，芯子进水管(18)与芯子接合部有压板(13)、芯子密封圈(15)，引锭器(1)下部装在半连续铸锭机上，上部伸入石墨衬套(5)内，外套(2)通过螺栓(7)与进水箱(19)相连。

2.根据权利要求1所述的空心圆铸锭热顶铸造装置，其特征在于芯子石墨套(10)与冷凝槽石墨衬套(5)之间形成的结晶带高30-50mm。

3.用权利要求1所述的空心圆铸锭热顶铸造装置铸造空心管材的方法，其特征在于高温铝合金熔液从冷凝槽保温帽(9)的开口处流入石墨衬套(5)和芯子石墨套(10)之间的通道，熔液下部由引锭器(1)托住，冷却水从芯子进水管(18)经芯子空心冷却芯子，通过芯子冷却芯子石墨套(10)，冷却水从芯子出水孔(21)流出，冷却水由进水箱(19)通过外套(2)进入，冷却冷凝槽(3)，通过冷凝槽冷却冷凝槽石墨衬套(5)，冷却水从冷凝槽出水孔(20)流出，启动半连续铸锭机，引锭器(1)随着半连续铸锭机的带动，匀速慢慢向下运动，熔液也随之不断从冷凝槽保温帽(9)的开口处流入，经过芯子石墨套(10)与冷凝槽石墨衬套(5)之间形成的结晶带，慢慢结晶，形成铸锭管。

4.根据权利要求3所述的空心圆铸锭热顶铸造装置铸造空心管材的方法，其特征在于芯子进水管(18)、进水箱(19)采用同一根主水管，以控制进水流量，铸造开始供水水压0.05-0.1Mpa，待铝液全部充满结晶带，引锭器(1)开始下降，供水水压0.10-0.20Mpa。

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