[实用新型]一种立式半连铸双层水腔结晶器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种结晶器，尤其是涉及立式半连铸双层水腔结晶器。 

背景技术

现有的大规格（直径超过Φ250mm）合金立式半连铸结晶器的结构包括内衬和水套，水套和内衬之间形成水腔。现有结晶器的结构虽然简单，但是存在寿命短、铸锭尺寸精度低的缺点。并且一次冷却强度较高，不适合生产大规格、导热性能较紫铜差或者温度较敏感的合金铸锭。生产此类铸锭时，易出现冷热裂纹、铸锭密度低等缺陷，导致铸锭成材率低。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供立式半连铸双层水腔结晶器，其能够有效解决上述问题。 

上述目的是通过下述方案实现的： 

一种立式半连铸双层水腔结晶器，其由内向外依次包括内衬、铜套和水套，其特征在于，所述水套包括上部水套和下部水套，所述上部水套和下部水套相互独立，在所述上部水套上设有进水口和出水口，在所述下部水套上设有出水口，并且在所述下部水套内侧开有喷水口。

根据上述结晶器，其特征在于，所述上部水套为双层结构。 

根据上述结晶器，其特征在于，所述上部水套内包括环形隔板，在所述环形隔板两侧形成内外两个水腔，并且，所述上部水套的进水口与内侧的水腔通过开设在所述环形隔板上的多个通孔连通，并且，所述两个水腔通过环形隔板的多个通孔连通。 

根据上述结晶器，其特征在于，连通所述进水口和所述内侧水腔的多个通孔沿着所述环形隔板的圆周设置，连通所述两个水腔的通孔也沿着所述环形隔板的圆周设置。 

本实用新型的有益效果：本实用新型采用双层水腔的好处是使结晶器沿周向的不同区域获得相同的冷却效果,使铸锭各区排气、补缩效果一致，在同一横截面上的铸锭凝壳厚度均匀。采用上下水腔的目的是将一次水与二次水分开，一次冷却水采用工业纯净水，在结晶器使用寿命期内不结垢。二次冷却水采用循环浊水，二次冷却水的硬度不影响铸锭的冷却效果，还能大幅降低设备投资和生产运营成本。 

附图说明

图1是本实用新型的结晶器的结构示意图。 

具体实施方式

参见图1，本实用新型的双层水腔结晶器包括内衬1、铜套1a、上部水套2、下部水套2'和环形隔板3，铜套1a和环形隔板3之间水腔8为一次冷却室，上部水套2和隔板3之间水腔8为外层水腔10。在上部水套2中部和环形隔板3的下部之间为一次冷却水进水环形水道6。一次冷却水进水环形水道6与水腔8之间通过通道7连通。水腔8与外层水腔10之间通过通道9连通。在水套的左下部和右上部分别设有一次冷却水的进水口4和出水口5。 

在结晶器铜套1a和下部水套2'之间为二次冷却水环形水腔12，水腔12的下部开有一圈二次冷却水出水口13，下部水套2'的右下侧连通二次冷却水的进水口11。 

上部一次冷却水腔8的作用是对合金熔体和铸锭凝壳提供三阶段的冷却过程。第一阶段冷却过程是对进入结晶器中的高温熔体进行冷却，得到过冷的合金熔体；第二阶段冷却过程是对处于固-液两相区的合金进行强制冷却，使结晶前沿位置稳定、两相区中的气体能够沿液穴有效逸出；第三阶段冷却过程是使处于固液两相区的合金外侧形成连续的凝壳，凝壳内部的固相区能够得到有效的补缩。结晶器的倒锥结构与铸锭凝固的线收缩特性相一致，能减小和消除因铸锭凝固时，在铸锭和结晶器内壁之间可能形成的气隙，改善铸锭凝壳与结晶器内壁之间的热交换条件，强化一次冷却过程。 

下部二次冷却水环形水腔12的作用是对已经形成完整表面凝壳、且拉出结晶器的铸锭进行二次强制冷却，最终得到无气孔、无疏松的高品质的铸锭。 

结晶器一次冷却水采用工业纯净水，在结晶器使用寿命期内不结垢。设有进水口4、出水口5，进水水压、水温、水量可根据合金铸造温度、铸造速度、铸锭规格进行自动调节。结晶器二次冷却水采用循环浊水，设有进水口11、出水口13，进水水压、水温、水量可根据合金铸造温度、铸造速度、铸锭规格进行自动调节。 

此外，为了使得结晶器的寿命延长，内衬1为镀鉻层，铜套1a为材质为Cu-Zr或者Cu-Cr-Zr合金铜套，上部水套2和隔板3为加工铸钢件 

以生产BFe30-1-1合金铸锭为例，使用该结晶器能够生产出密度高、表面质量好、无气孔无疏松的高品质BFe30-1-1合金铸锭，提高了后续加工工序成材率、提高管材品质和耐蚀性能，是提高白铜冷凝管品质和使用寿命的有效措施,具有较高的经济价值和社会效益。