一种轮带式浇铸冷却系统的制作方法

本发明涉及铝合金热处理技术领域，具体的说涉及一种轮带式浇铸冷却系统。

背景技术：

近年来，我国重大民生工如汽车、轨道车辆、舰船等对轻量化提出了迫切需求，开始应用高强度铝合金及焊接技术，对高性能铝合金焊接材料需求量越来越大，高镁铝合金焊接材料在大型铝合金焊接结构件中应用日益广泛。但我国优质的高镁铝合金焊丝多依靠进口，其技术瓶颈是焊丝母材质量的控制技术。近年来，我国焊丝母材的生产技术发展迅速，基本淘汰了较为落后的水平铸拉法和铸坯挤压法，改为连铸连轧法。对于连铸连轧法生产高镁铝合金焊丝母材的质量控制，除化学成分、含气、含渣等可在线监测的质量指标外，轮式铸造过程的浇注冷却工艺是影响质量的关键过程，需要不断的优化，从而得到优质的高镁铝合金焊丝母材。

文献1：《电工圆铝杆连铸连轧机组在我公司的发展应用》：介绍青铜峡铝业股份公司四条电工圆铝杆生产线设备组成及工艺技术情况，以及所采取的技术改进措施。通过实践证明，对国产连铸连轧机组进行适当地改进，并合理选择生产工艺参数，严格执行标准，就能够生产出各项性能指标符合国家标准的电工圆铝杆产品。公司近年来对四条连铸连轧生产线的相关工序进行技术改进，使产品质量与生产率稳步提高，抗拉强度均在95-110mpa，电阻率在0.0281ω.mm2/m以下，伸长率在14％以上，年产量远远超过机组设计产能；并利用15架连铸连轧机组开发生产出稀土电工圆铝杆，产品远销国内诸多市场，得到用户的肯定。文献简单介绍了一种具有3区冷却装置的连铸连轧设备，但并未提及高镁铝合金的浇注冷却工艺，其装备结构与所申报专利也不同。。

文献2：《智能化ul+z-1500+255/14型铝合金杆连铸连轧生产线》：由于铝合金杆连铸连轧生产线采用了先进的检测和控制技术，经国内多家知名专业生产铝合金导体的工厂使用验证，生产的铝合金导体品质优良、性能稳定、价格合理、产品质量完全符合相关国际、国内标准，能满足西电东送、三峡工程、国家电网互联等重大工程的要求。生产线运行可靠，自动化程度高，是国内首创的机电仪一体化产品。其综合性能已达到国际同类产品相当的水平，而目前国内生产线的价格仅为进口生产线的l/4～1/3，具有广阔的市场前景，同时使我国铝合金杆制造技术达到了一个新的水平。文献介绍了一种具有4区冷却装置的连铸连轧设备，主要用于电工圆铝杆和高强度耐热合金杆的生产，但并未提及高镁铝合金的浇注冷却工艺，其装备结构与所申报专利也不同。

专利1：《一种高强度铝合金杆连铸连轧生产工艺》：本发明公开了一种高强度铝合金杆连铸连轧生产工艺，包括以下步骤：步骤一：熔炼：将铝锭在熔炼炉中熔化成铝液，将铝液加注到保温炉中保温；步骤二：配料精炼：按照配比：进行配料精炼；步骤三：连续铸造：采用浇铸机进行连续铸造得到锭坯；连续铸造中采用分区自动控制水压；步骤四：连续轧制：通过感应加热到≥520℃，进行连续轧制；所述轧制系统由两台轧机串联而成，包括粗轧机和高轧机；步骤五：淬火；步骤六：收线。本发明的工艺连续铸造中采用分区自动控制水压，可以将铝水转换成连续的铸坯自动压力控制系统，水流量稳定锭坯质量控制良好，无裂纹产生，拉丝性能好。专利介绍了一种具有3区冷却装置的连铸连轧设备，主要用于高强度al-mg-si系合金杆的连铸连轧生产，但并未提及高镁铝合金的浇注冷却工艺，其装备结构与所申报专利也不同。。

专利2：《一种结晶轮及铝合金连铸连轧设备》：本实用新型提供一种结晶轮及铝合金连铸连轧设备，该结晶轮的侧壁与结晶轮底部形成凹槽，凹槽的底端为平面，凹槽的内壁沿凹槽的开口向凹槽的底端向内倾斜，并与凹槽的底端平面形成过渡圆角结晶轮底部的内冷面的中间部位为平面，并与所述凹槽的底端平面平行，在内冷面的与所述凹槽的过渡圆角相对应的位置形成有弧面，所述弧面朝向所述凹槽的方向弯曲，以使结晶轮底部与凹槽的过渡圆角相对应的位置处的厚度与与结晶轮底部的中间部位的厚度一致，以平均结晶轮底部的厚度，避免应力集中导致结晶轮开裂、变形，延长结晶轮的使用寿命；结晶轮底部的厚度均匀能够保证冷却温度均匀，避免铝合金杆材表面开裂，提高铝合金杆材的质量。专利主要介绍了连铸连轧设备的一种新式结晶论，简单提及一种具有4区冷却装置，但并未提及高镁铝合金的浇注冷却工艺，其装备结构与所申报专利也不同。

专利3：《连铸机铸轮可水调冷却装置》：本实用新型涉及一种连铸机铸轮可水调冷却装置，包括内冷装置、外冷装置和两个对称的侧冷装置，内冷装置、外冷装置和侧冷装置均为弧形。本实用新型采用了窄角可调扇形喷嘴和分别设有独立的供水管路，工艺人员可根据产品工艺要求对每个喷嘴的出水量进行相应的工艺调整，使铸轮结晶出的锭坯晶粒更细化，产品质量稳定，一台铸机可生产多种规格的产品而不需要更换冷却水装置，喷嘴喷水量可调，使工艺人员对工艺的调整灵活性更高，使铸轮结晶出的锭坯晶粒更细化，更能满足工艺要求，进一步保证锭坯生产品质，具有较高的生产效率高，同时节约生产成本。专利详细介绍了一种连铸机铸轮可水调冷却装置，装置具有4个冷却区，与所申报专利结构不同。

专利4：《铝杆连铸连轧生产线的浇注水冷系统》：本实用新型属于铝杆生产技术领域。一种铝杆连铸连轧生产线的浇注水冷系统，包括铝液流槽、与铝液流槽对应设置的结晶轮、托轮组、对应绕设在托轮组上的铁皮带和铝杆传送架，所述的铁皮带的其中一段匹配贴合绕设在结晶轮上，与结晶轮对应的铁皮带外侧设置有弧形的外冷却水管，外冷却水管上均布设置有冷却水喷头，所述的外冷却水管通过连通管道连通设置在主水路上。本实用新型结构设计合理、紧凑，其通过在结晶轮的内外设置内冷却水管和外冷却水管，并且通过铝杆温度检测仪检测的温度，输出传递信号，控制电磁控制阀调节冷却水的流量，合理调节铝杆在连铸连轧浇注过程中的温度变化，有效的保障了铝杆的质量的稳定性。专利详细介绍了一种铝杆连铸连轧生产线的浇注水冷系统，装置具有2个冷却区，与所申报专利结构不同。

专利5：《轮带式铸造生产a356铝合金的方法及设备》：本发明是一种轮带式连续铸造生产a356铝合金的方法及设备。将配制好的a356铝合金液体进行炉内精炼和在线除气过滤，然后连续浇注到铸机的结晶器内，并在结晶器四周连续通上冷却水结晶。结晶区温度从高到低分布划分为5段，按冷却水分布在结晶轮四周的流量不同，将冷却区分为12区。轮带式铸造机由以下构成：铸机、矫直机、引坯机、滚码机、滚剪机等组成，并依次布置，在铸机和矫直机之间有引桥。本发明与现有技术相比较具有的优点是：生产设备简单，投资少，生产流程短，生产成本低，工艺技术先进，产品内部气渣含量低，成分偏析小，产品质量稳定，而且生产灵活性好，可快速调整产品种类，作业环境安全。专利主要介绍了轮带式铸造生产a356铝合金的方法及设备，简单提及一种具有4区冷却装置，但并未提及高镁铝合金的浇注冷却工艺，其装备结构与所申报专利也不同。

技术实现要素：

鉴于以上所述的技术问题，本发明实施例提供了一种轮带式浇铸冷却系统，以显著降低高镁铝合金产品中心缩孔和针孔度，达到提高产品质量的目的。

本发明实施例提供了一种轮带式浇铸冷却系统，其包括环形的轮带式结构，在轮带式结构的圆周上按照顺时针或者逆时针方向依次设置第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域、第六区域，并且环绕所述轮带式结构的圆周上设有双排错位排列的水嘴，对应每个区域的全部水嘴设置一个独立水阀，独立水阀与该区域内的全部水嘴连通。

每个区域沿着顺时针方向的末端设有一个进水管，并且进水管与位于轮带式结构的中心的水箱连通。

所述独立水阀设置于进水管上。

同一排水嘴的相邻两个水嘴之间交错角度为6度。

第一区域的跨度为30度，第二区域的跨度为30度，第三区域的跨度为30度，第四区域的跨度为60度，第五区域的跨度位60度，第六区域的跨度为60度。

所述水嘴为流量可调式水嘴。

本发明实施例提供的一种轮带式浇铸冷却系统，采用该系统及方案生产高镁铝合金产品可显著降低产品中心缩孔和针孔度，达到提高产品质量的目的，进水量可灵活调整，以满足高镁铝合金这类浇铸难度较大的铝合金的铸造生产。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是轮带式浇铸冷却系统的结构示意图。

图2是轮带式浇铸冷却系统的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种轮带式浇铸冷却系统，其包括环形的轮带式结构，在轮带式结构的圆周上按照顺时针或者逆时针方向依次设置第一区域10、第二区域20、第三区域30、第四区域40、第五区域50、第六区域60，并且环绕所述轮带式结构的圆周上设有双排错位排列的水嘴80，对应每个区域的全部水嘴80设置一个独立水阀(图中未示出)，独立水阀与该区域内的全部水嘴连通，以控制该区域内的全部水嘴的出水。

每个区域沿着顺时针方向的末端设有一个进水管70，并且进水管与位于轮带式结构的中心的水箱连通。

所述独立水阀设置于进水管70上。

同一排水嘴的相邻两个水嘴之间交错角度为6度。

第一区域10的跨度为30度，第二区域20的跨度为30度，第三区域30的跨度为30度，第四区域40的跨度为60度，第五区域50的跨度位60度，第六区域60的跨度为60度，实施的过程中各个区域的分布角度并不以此为限，可以根据使用的需要而进行适当调整。

所述水嘴80为流量可调式水嘴，即每个水嘴的水量大小均可根据需要进行调整。

本发明实施例提供的一种轮带式浇铸冷却系统，采用该系统及方案生产高镁铝合金产品可显著降低产品中心缩孔和针孔度，达到提高产品质量的目的，进水量可灵活调整，以满足高镁铝合金这类浇铸难度较大的铝合金的铸造生产。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。