一种具有过渡性合金金属连铸用结晶器的制作方法

本实用新型属于管材生产工艺领域，具体涉及一种具有过渡性合金金属连铸用结晶器。

背景技术：

合金金属在连铸过程中，除成分、性能和几何尺寸不符而造成废品外，还会因产生各种缺陷而严重影响生产和产品质量。连铸铸坯主要缺陷有成分偏析、气孔与夹杂、缩孔与缩松、热变形、气氛氧化、热裂纹与冷裂纹等。其中很大一部分原因就是因为结晶器材质以及形状导致，其设计不符合连铸过程热力学的应力变形变化，导致内部气体不能及时排除，融入到铸液中导致形成气孔等缺陷的机率增大，加上水平连铸过程中，受到重力作用，铸坯下沉导致上下热传递效率差距变大，导致上下组织不均，最终形成的铸坯形状不规整、外表面氧化脱皮缺陷层出不穷。

技术实现要素：

针对以上不足，本实用新型装置提供了一种具有过渡性合金金属连铸用结晶器，主要通过设置有弧度衔接的一定倾斜角的倾斜过渡区，使得合金铸液经过顶部带有扁弧形过渡坯型，在整形压力作用下达到消除重力下沉间隙、补足热应力变形、清除内部气氛杂质、防止合金铸坯氧化变质，最终形成标准合金铸坯，有效提高合金铸坯组织质量。

本实用新型装置解决其技术问题所采用的技术方案是：主要包括石墨结晶器、倾斜过渡区、喷水冷却区、过渡坯型，石墨结晶器内端外侧部顶部开设有反向排液口，同一截面四周切向位置均布设置有四个进液口，石墨结晶器出口 端部外侧安装有喷水冷却区，合金铸液进入四个进液口形成旋流形式，有效提高内部铸液的旋流强度，保证合金铸液换热的高效性，经过倾斜过渡区以及喷水冷却区形成液穴，液穴一侧为流动性质合金铸液，另一侧受到喷水冷却区激冷作用成为成型的合金铸坯，倾斜过渡区与水平连铸方向形成一定的过渡角，过渡角的设定根据连铸合金金属的热力学性质决定，大小大约在2°至6°之间，倾斜过渡区两侧端均与石墨结晶器弧角过渡连接，石墨结晶器内部与合金铸坯同一中心线位置上固定有石墨铸芯，合金铸液成型前经历过渡坯型，之后经过喷水冷却区形成整形坯样，原始坯型与整形坯样相比顶部多有扁弧状的原始间隙，合金铸液预先在倾斜过渡区形成过渡坯型，一方面将石墨结晶器内部的气氛杂质及时清除，防止铸坯表面的氧化缺陷，另一方面由于水平连铸铸坯重力作用，产生的下沉气隙也及时消除，之后过渡坯型顶部经过倾斜过渡区时顶部产生整形压力，在压力作用下，进行过渡整形成为最终的标准整形坯样。

本实用新型装置所提供的技术方案有益之处：在合金金属水平连铸石墨结晶器上设置有弧度衔接的一定倾斜角的倾斜过渡区，使得合金铸液经过顶部带有扁弧形过渡坯型，在整形压力作用下达到消除重力下沉间隙、补足热应力变形、清除内部气氛杂质，最终形成标准合金铸坯，有效提高合金铸坯组织质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型装置进一步说明。

图1是本实用新型具有过渡性合金金属连铸用结晶器的主剖视图；

图2是本实用新型具有过渡性合金金属连铸用结晶器的过渡示意图；

图3是本实用新型具有过渡性合金金属连铸用结晶器的侧剖视图。

1.石墨结晶器，2.反向排液口，3.倾斜过渡区，4.过渡角，5.喷水冷却区， 6.合金铸坯，7.石墨铸芯，8.液穴，9.合金铸液，10.原始坯型，11.过渡坯型，12.整形坯样，13.整形压力，14.原始间隙，15.进液口，16.旋流形式。

具体实施方式

如图1-3所示，一种具有过渡性合金金属连铸用结晶器主要包括石墨结晶器1、倾斜过渡区3、喷水冷却区5、过渡坯型11，石墨结晶器1内端外侧部顶部开设有反向排液口2，同一截面四周切向位置均布设置有四个进液口15，石墨结晶器1出口端部外侧安装有喷水冷却区5，合金铸液9进入四个进液口形成旋流形式16，有效提高内部铸液的旋流强度，保证合金铸液换热的高效性，经过倾斜过渡区3以及喷水冷却区5形成液穴，液穴一侧为流动性质合金铸液9，另一侧受到喷水冷却区5激冷作用成为成型的合金铸坯6，倾斜过渡区3与水平连铸方向形成一定的过渡角4，过渡角4的设定根据连铸合金金属的热力学性质决定，大小大约在2°至6°之间，倾斜过渡区3两侧端均与石墨结晶器1弧角过渡连接，石墨结晶器1内部与合金铸坯6同一中心线位置上固定有石墨铸芯7。

在合金金属铸坯制造生产的过程中，合金铸液9成型前经历四个切向进液口15高压高速喷进，形成旋流形式的铸液流动，经过倾斜过渡区3形成过渡坯型11，之后经过喷水冷却区5形成整形坯样12，原始坯型10与整形坯样12相比顶部多有扁弧状的原始间隙，合金铸液9预先在倾斜过渡区3形成过渡坯型11，一方面将石墨结晶器1内部的气氛杂质及时清除，防止铸坯表面的氧化缺陷，另一方面由于水平连铸铸坯重力作用，产生的下沉气隙也及时消除，之后过渡坯型1顶部经过倾斜过渡区3时顶部产生整形压力13，在压力F作用下，有效补足成型铸坯在热应力作用下产生的额外变形，进行过渡整形成为最终的标准整形坯样12。