[发明专利]一种采用细晶结晶器半连续铸造高纯铝铸锭的方法

摘要

一种采用细晶结晶器半连续铸造高纯铝铸锭的方法，采用的细晶结晶器含有分流盖、本体、挡水圈及下盖板，本体的正中从上到下依次设置有凹环槽、一次冷却结晶区和出锭区，将分流盖通过螺栓固定在本体的上端、将下盖板通过螺栓固定在本体的下端、将挡水圈装卡在本体和下盖板的环槽内组装成细晶结晶器，细晶结晶器的轴线总高度得到有效缩短，本体中的一次冷却结晶区和出锭区形成二级分配机构，使整个铝铸锭形成促进等轴晶生产的负温度梯度区域，从而实现游离晶粒的等轴形式生产，避免传统结晶器设计内部高温区范围区间宽，游离晶粒被重熔，晶核不能实现等轴方式生长的不足，有利于实现高纯铝铸锭显微组织的细化。

主权项

一种采用细晶结晶器半连续铸造高纯铝铸锭的方法，采用的细晶结晶器含有分流盖(2)、本体(4)、挡水圈(5)及下盖板(8)，高纯铝铸锭(16)使用的铝熔体(13)中各杂质的最大含量不超过0.4ppm，高纯铝铸锭(16)或是圆锭，或是扁锭，或是方锭，所述圆锭的设计尺寸为ΦDmm，所述扁锭的设计尺寸为Dmm×dmm，D＞d，所述方锭的设计尺寸为Dmm×Dmm，其特征是：呈凸状的分流盖(2)正中设置有进液口(1)，进液口(1)的下端由分流盖(2)中的圆堵头实施封堵，所述圆堵头的尺寸或为ΦD1，或为Φd1，在进液口(1)的下端四周轴向侧壁上配钻有数个间距相等的出液孔(3)，各出液孔(3)的孔径均控制在Φ5～Φ15mm，分流盖(2)的下端面设置有倒凹环槽，所述倒凹环槽的最小尺寸或为ΦD1，或为Φd1，所述倒凹环槽的最大外围结构尺寸或为ΦD2，或为D2×d2，或为D2×D2，D1＜D2＜D，d1＜d2＜d，所述倒凹环槽的轴向高度以完全暴露出数个出液孔为准，分流盖(2)下端的最大尺寸或为ΦD3，或为D3×d3，或为D3×D3，D3大于D ，d3大于d；本体(4)的外围结构尺寸或等于ΦD3，或等于D3×d3，或等于D3×D3，在本体(4)的正中从上到下依次设置有凹环槽、一次冷却结晶区和出锭区，所述凹环槽的结构尺寸或大于ΦD，或大于D×d，或大于D×D，所述凹环槽的轴向高度控制在1～3mm，在所述凹环槽中设置有向下的储油槽，在所述凹环槽上方加装盖油板(12)，所述储油槽与水平设置的进油通道(11)连通，进油通道(11)外接脉冲式供油器；所述一次冷却结晶区的结构尺寸或等于ΦD，或等于D×d，或等于D×D，所述一次冷却结晶区的轴向高度控制在15～80 mm，在所述一次冷却结晶区的四周轴向侧壁上设置有数个间距相等的冷却凹槽(9)，各冷却凹槽(9)的深度控制在0.2～0.5mm，各冷却凹槽(9)的槽宽控制在0.5～1mm，相邻冷却凹槽之间的凸出宽度控制在0～5mm；所述出锭区的结构尺寸或大于ΦD，或大于D×d，或大于D×D；在本体(4)的下端设置有不规则的环状冷却水腔(6)，环状冷却水腔(6)在本体(4)内上端呈凸出状结构，所述凸出状结构的水平高度至各冷却凹槽(9)中部为准，沿所述凸出状结构向下斜钻有数条间距相等的出水通道(7)，出水通道(7)贯穿连通到各冷却凹槽(9)底端，环状冷却水腔(6)的下端宽度设定为Hmm，根据H在所述凸出状结构的端面上设置有上环槽；下盖板(8)的外围结构尺寸与本体(4)的三种外围结构尺寸相等，下盖板(8)的正中设置有出锭口，所述出锭口的结构尺寸与所述出锭区的三种结构尺寸相等，下盖板(8)的两侧设置有环状进水口(10)，环状进水口(10)外接冷却水，环状进水口(10)与环状冷却水腔(6)对应设置且环状进水口(10)的宽度小于H，在环状进水口(10)的上端内侧端面上设置有下环槽；将分流盖(2)通过螺栓固定在本体(4)的上端、将下盖板(8)通过螺栓固定在本体(4)的下端、将挡水圈(5)装卡在所述下环槽和所述上环槽内，使其组装成细晶结晶器；半连续铸造开始时先通过环状进水口(10)向环状冷却水腔(6)内连续通入冷却水(15)，冷却水(15)经出水通道(7)后形成一定压力向外流出，此时具有710℃的高温铝熔体(13)通过进液口(1)进入分流盖(2)中，经各出液孔(3)的分流作用而改变流向流入到所述倒凹环槽并进入所述一次冷却结晶区内，铝熔体(13)在所述一次冷却结晶区内形成环流，所述环流构成熔体流动流线方向线(14)并使铝熔体(13)形成游离晶核(17)，在所述一次冷却结晶区内使铝熔体(13)的温度分布更趋均匀并结晶凝固成高纯铝铸锭(16)，由于铝熔体(13)的不断流入及冲刷搅动，增加了铝熔体(13)芯部的过冷度而使结晶凝固的高纯铝铸锭(16)得到晶粒细化，在常规铸造速度下高纯铝铸锭(16)通过所述出锭区而向下排出，排出过程中通过进油通道(11)并在所述脉冲式供油器的作用下对高纯铝铸锭(16)表面进行润滑。