[发明专利]一种渐冷却结晶器及其使用方法

说明书

本发明提供一种渐冷却结晶器，包括金属内套、金属外套、密封件，所述金属内套外圈套有所述金属外套，所述密封件呈环形，安装于所述金属内套上端，所述金属外套设有若干降温层；所述若干降温层从结晶器入口到结晶器出口降温效果依次提高；所述若干降温层包括第一循环层、第二循环层；所述第一循环层为低速温水循环层，设有温水入口、温水水道、温水出口，所述温水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层为高速冷水循环层，设有冷水入口、冷水水道、冷水出口，所述冷水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层设于第一循环层下方，还提供这种渐冷却结晶器的使用方法，避免开裂及表面裂纹的产生，提高镁合金的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种渐冷却结晶器及其使用方法。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金；其特点是：密度小，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物及碱的腐蚀性能好；主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门；目前国内外大部分都采用压铸方法制造镁合金器件，但这种方法成本高，且容易在镁合金内部产生气孔而降低性能；而采用连铸机制作镁合金时，结晶器是连铸机非常重要的部件，目前采用连铸机多是制造其他合金(例如铝合金)使用，而用来制作镁合金时，偶尔会存在开裂的情况，且力学性能一般。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种渐冷却结晶器及其使用方法。

本申请人在实验中发现，镁合金热容小，冷却速度过快是产生开裂及影响力学性能的主要原因，所以本发明采用以下技术方案：

一种渐冷却结晶器，包括金属内套、金属外套、密封件，所述金属内套外圈套有所述金属外套，所述密封件呈环形，安装于所述金属内套上端；所述金属外套设有若干降温层；所述若干降温层从结晶器入口到结晶器出口降温效果依次提高；所述若干降温层包括第一循环层、第二循环层；所述第一循环层为低速温水循环层，设有温水入口、温水水道、温水出口，所述温水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层为高速冷水循环层，设有冷水入口、冷水水道、冷水出口，所述冷水水道环绕所述金属内套；所述第二循环层设于第一循环层下方。

优选的，所述金属外套还设有保温层；所述保温层设于若干降温层上方；所述保温层环绕所述金属内套。

优选的，所述密封件设有：加油口、油腔、油槽；所述加油口设有密封件上方；所述油腔设于所述密封件的内部，与所述加油口连通；所述油槽，与所述油腔相通，设于密封件的内侧，位于金属内套内壁的上方。

优选的，所述油槽的位置低于所述油腔的位置。

优选的，所述油槽为环绕密封件一圈的开口槽，或为密封件环绕一圈均匀分布的若干切割开口。

优选的，所述加油口有若干个，均匀分布于所述密封件的上方。

优选的，所述温水入口为两条，于所述温水水道相切安装，且进水后循环方向相同。

优选的，所述冷水入口为两条，于所述冷水水道相切安装，且进水后循环方向相同。

一种渐冷却结晶器的使用方法：铸造时，先通过盛油器于加油口注入润滑油，使得润滑油经过油腔流到油槽，在金属内套内表面形成环形润滑层，铸造期间不停注入润滑油，直到铸造结束；镁合金液体进入结晶器时，由于结晶器的金属内套内表面具有润滑层，减小了镁合金液与结晶器的金属内套的磨擦阻力，使得制成的镁合金表面更光滑，且表面不容易产生铸造缺陷；镁合金液体进入时，陆续经过保温层、低速温水循环层，使得镁合金温度阶梯下降到一定程度，再通过高速冷水循环层；这样就使得镁合金进行阶梯降温，避免拉速降温过快，冷却补缩不足，造成材料中心或外部开裂，同时采用这种方法可以增加熔融状态镁合金液体冷却结晶收缩的漏斗深度，结晶冷却十分均匀，提高镁合金材料的力学性能。