一種鋁合金熱頂鑄造工裝及其澆口部保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，包括立柱和保護(hù)傘，立柱沿軸向可滑移地套設(shè)有滑動套，且立柱的下端設(shè)置有固定尖角，保護(hù)傘包括傘面和多個傘桿以及多個與傘桿一一對應(yīng)的支撐桿，每個傘桿的端部均鉸接于滑動套，每個支撐桿的一端鉸接于與其對應(yīng)的傘桿且另一端鉸接于立柱的下端，傘面連接于多個傘桿且可覆蓋澆口部。本方案在鑄棒脫離結(jié)晶器后可以利用保護(hù)傘將澆口部遮蓋，避免冷卻水灑到澆口部，避免了澆口部裂口的產(chǎn)生，也不會產(chǎn)生大量水蒸氣，從而實現(xiàn)了對鑄棒澆口部的保護(hù)作用，杜絕了澆口部因直接淋水開裂所產(chǎn)生的負(fù)面作用。本實用新型還公開了一種包括上述澆口部保護(hù)裝置的鋁合金熱頂鑄造工裝。
【專利說明】一種鋁合金熱頂鑄造工裝及其澆口部保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱頂鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋁合金熱頂鑄造工裝及其澆口部保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]請參照圖1至圖4，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金圓鑄棒同水平密排熱頂鑄造用結(jié)晶器鑄造工裝的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中獨立工裝鑄造開始時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為現(xiàn)有技術(shù)中因故終止某根鑄棒鑄造時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為現(xiàn)有技術(shù)中冷卻水直接濺射到澆口部時的結(jié)構(gòu)不意圖。圖3和圖4中向下的箭頭表不鑄棒隨底座的運動方向，在鑄造過程中，底座帶動鑄棒向下以V的速度移動。
[0003]鋁合金鑄錠可以通過熱頂鑄造(也稱半連續(xù)鑄造)的方法獲得。目前鋁合金圓鑄棒同水平密排熱頂鑄造用結(jié)晶器鑄造工裝的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該鑄造工裝由多個用于鑄造單個圓鑄棒的獨立工裝03并排設(shè)置，多個獨立工裝03共用一個結(jié)晶器本體02，并且通過同一個澆鑄通道01來將鋁液導(dǎo)入到各自的澆口部。如圖2所示，每個獨立工裝03包括保溫帽07、轉(zhuǎn)接環(huán)05、石墨環(huán)08、結(jié)晶器本體02以及底座09，從保溫帽07到轉(zhuǎn)接環(huán)05，再到石墨環(huán)08，內(nèi)徑依次增大。
[0004]半連續(xù)鑄造的具體過程為:金屬熔體(即鋁液06)被均勻地導(dǎo)入外壁用水冷卻的結(jié)晶器本體中，在結(jié)晶器本體02和底座09的共同作用下迅速凝固結(jié)晶，并形成一個較堅固的凝固部分010。待結(jié)晶器中金屬熔體的水平液面達(dá)到一定高度時，鑄造機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)就帶動底座09和已凝固在底座上的凝固部分010 —起以一定速度連續(xù)、均勻地向下移動。脫離開結(jié)晶器的已凝固成鑄錠的部分立即受到來自結(jié)晶器下緣處的二次冷卻水的直接冷卻，鑄錠的結(jié)晶層也隨之連續(xù)地向中心區(qū)域推進(jìn)并完全凝固結(jié)晶。待鑄錠長度達(dá)到規(guī)定尺寸后，停止鑄造，卸下鑄錠，鑄造機(jī)底座回到原始位置，即完成一個鑄次。
[0005]如圖3所示，在鑄造過程中，一旦發(fā)生故障而終止某根鑄棒的鑄造時，該獨立工裝內(nèi)的鋁液06則停止供應(yīng)，并用硅氈棉011擋住澆鑄通道01。如果底座09繼續(xù)下降，那么，來自結(jié)晶器下緣的冷卻水04則會直接噴射到鑄棒的澆口部，高溫的澆口部造成大量水蒸氣012的產(chǎn)生，并且極容易導(dǎo)致鑄棒澆口部的開裂，產(chǎn)生裂口 013，引起一系列問題，例如澆口部開裂引起的巨大震動，直接影響鑄錠內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量，甚至震壞工裝，如圖4所示。
[0006]因此，如何在停止鋁合金鑄棒鑄造時，防止冷卻水噴射到澆口部，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]有鑒于此，本實用新型提供一種鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，在停止鋁合金鑄棒鑄造時，防止冷卻水噴射到澆口部。
[0008]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，包括立柱和保護(hù)傘，所述立柱沿軸向可滑移地套設(shè)有滑動套且所述立柱的下端設(shè)置有固定尖角，所述保護(hù)傘包括傘面和多個傘桿以及多個與所述傘桿一一對應(yīng)的支撐桿，每個所述傘桿的端部均鉸接于所述滑動套，每個所述支撐桿的一端鉸接于與其對應(yīng)的所述傘桿且另一端鉸接于所述立柱的下端，所述傘面連接于多個所述傘桿且可覆蓋澆口部。
[0009]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，所述傘面沿所述立柱的最大投影面積大于所述澆口部的橫截面積。
[0010]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，所述傘面的材質(zhì)為耐火泡沫。
[0011]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，所述固定尖角為鋁合金材質(zhì)的固定尖角。
[0012]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，多個所述傘桿沿周向均勻分布于所述立柱的外周。
[0013]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，多個所述傘桿均為直桿，且多個所述傘桿組成用于連接所述傘面的圓錐形支撐面。
[0014]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，所述傘面為圓錐形，且所述傘面可拆卸地覆蓋連接于多個所述傘桿的上方。
[0015]優(yōu)選地，在上述澆口部保護(hù)裝置中，多個所述傘桿的長度相等。
[0016]本實用新型提供的鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，包括立柱和保護(hù)傘，立柱沿軸向可滑移地套設(shè)有滑動套且立柱的下端設(shè)置有固定尖角，保護(hù)傘包括傘面和多個傘桿以及多個與傘桿一一對應(yīng)的支撐桿，每個傘桿的端部均鉸接于滑動套，每個支撐桿的一端鉸接于與其對應(yīng)的傘桿且另一端鉸接于立柱的下端，傘面連接于多個傘桿且可覆蓋澆口部。
[0017]該澆口部保護(hù)裝置的使用過程如下:
[0018]當(dāng)終止某根鑄棒鑄造，鋁液逐漸下降到石墨環(huán)上沿時，將該保護(hù)裝置放入澆口部，并且隨著鋁液的液位下降而下移該保護(hù)裝置，將保護(hù)傘打開一定角度。在鑄棒即將脫離石墨環(huán)之前，將保護(hù)傘的傘面的邊緣貼緊澆口部的邊緣，當(dāng)鑄棒脫離結(jié)晶器后，將立柱底部的固定尖角壓入尚未完全凝固的鑄棒澆口部以固定該保護(hù)裝置，張開傘面以覆蓋澆口部，從結(jié)晶器本體中噴灑出的冷卻水就會落在傘面之上，而不會灑在鑄棒的澆口部，從而實現(xiàn)了對鑄棒的保護(hù)作用。
[0019]本實用新型還提供了一種鋁合金熱頂鑄造工裝，包括上述任一項所述的澆口部保護(hù)裝置。該鋁合金熱頂鑄造工裝產(chǎn)生的有益效果的推導(dǎo)過程與上述澆口部保護(hù)裝置帶來的有益效果的推導(dǎo)過程大體類似，故本文不再贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金圓鑄棒同水平密排熱頂鑄造用結(jié)晶器鑄造工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中獨立工裝鑄造開始時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中因故終止某根鑄棒鑄造時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中冷卻水直接濺射到澆口部時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本實用新型具體實施例方案中的澆口部保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為圖5中A部分的局部放大圖；
[0027]圖7為圖6的俯視圖；
[0028]圖8為本實用新型具體實施例方案中終止某根鑄棒鑄造時的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖9為鋁液下降至轉(zhuǎn)接環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖10為本實用新型具體實施例方案中澆口部保護(hù)裝置放入澆口部時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖11為澆口部保護(hù)裝置下降至轉(zhuǎn)接環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖12為澆口部保護(hù)裝置下降至石墨環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖13為保護(hù)傘邊緣貼緊于鑄棒邊緣時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖14為鑄棒脫離結(jié)晶器本體時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖15為冷卻水噴灑到保護(hù)傘時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖1至圖4中:
[0037]澆鑄通道-01、結(jié)晶器本體-02、獨立工裝-03、冷卻水_04、轉(zhuǎn)接環(huán)_05、鋁液-06、保溫帽-07、石墨環(huán)-08、底座-09、凝固部分-010、硅氈棉-011、水蒸氣-012、裂口 -013 ；
[0038]圖5至圖15中:
[0039]立柱-1、滑動套_2、第一轉(zhuǎn)軸-21、傘桿-3、第二轉(zhuǎn)軸-31、支撐桿_4、第二轉(zhuǎn)軸-41、傘面-5、鋁液-6、保溫帽-7、凝固部分-8、底座-9、結(jié)晶器本體-10、冷卻水-11、硅氈棉-12、轉(zhuǎn)接環(huán)-13、石墨環(huán)-14、固定尖角-15。

【具體實施方式】
[0040]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0041 ] 請參照圖5至圖7，圖5為本實用新型具體實施例方案中的澆口部保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為圖5中A部分的局部放大圖，圖7為圖6的俯視圖。
[0042]在一種具體實施例方案中，本實用新型提供了一種鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，該澆口部保護(hù)裝置包括立柱I和保護(hù)傘，立柱I沿軸向可滑移地套設(shè)有滑動套2且立柱I的下端設(shè)置有固定尖角15，保護(hù)傘包括傘面5和多個傘桿3以及多個與傘桿3 —一對應(yīng)的支撐桿4，每個傘桿3的端部均鉸接于滑動套2，每個支撐桿4的一端鉸接于與其對應(yīng)的傘桿3且另一端鉸接于立柱I的下端，傘面5連接于多個傘桿3且可覆蓋澆口部。
[0043]具體的，立柱I用于支撐整個保護(hù)傘，保護(hù)傘的各個傘桿3通過第一轉(zhuǎn)軸21鉸接于滑動套2，在滑動套2沿立柱I上下滑動的時候，各個傘桿3可以張開或合攏，張開時形成圓錐形的支撐面，從而實現(xiàn)傘面5的張開和合攏。支撐桿4的一端通過第二轉(zhuǎn)軸31鉸接于與其對應(yīng)的傘桿3上，另一端通過第三轉(zhuǎn)軸41鉸接于立柱I的下端，支撐桿4的作用是為各個傘桿3提供支撐力，以保證傘面5張開。需要說明的是，本文所述的“下端”是指當(dāng)該澆口部保護(hù)裝置豎直放置使用過程中的下端，“上端”指當(dāng)該澆口部保護(hù)裝置豎直放置使用過程中的上端。
[0044]需要說明的是，本方案中的傘面5的作用是阻擋冷卻水11落在澆口部，因此，傘面5在張開時必須能夠形成一個有效的遮蓋面，并引導(dǎo)落下的冷卻水11沿傘面5流向四周，以避免澆到澆口部。優(yōu)選地，本實施例方案中的傘面5在沿立柱I的最大投影面積(即傘面5張開時沿立柱I的投影面積)大于澆口部的橫截面積，這樣就可以有效遮蓋澆口部，使冷卻水11無法接觸到澆口部。當(dāng)然也可以將這兩者設(shè)計為相等面積，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)該功能。
[0045]需要說明的是，由于傘面5的應(yīng)用環(huán)境在高溫的鋁液6的上方，因此，傘面5優(yōu)選采用耐火耐高溫的材料制作而成。另外，由于傘面5在使用過程中需要張開和合攏，所以，傘面5優(yōu)選采用具有一定柔韌性的材料。綜上所述，本方案中的傘面5的材質(zhì)可以選用耐火泡沫或耐高溫橡膠等材料。
[0046]需要說明的是，本方案中的傘面5還可以采用一次性的鋁箔材料，使用時將鋁箔綁扎固定于傘桿3上，使用完畢之后可以方便地將鋁箔撕下來。
[0047]需要說明的是，由于在使用該裝置時需要將立柱I端部的固定尖角15插入尚未凝固的鑄棒上端，所以，在使用完該裝置后，需要將固定尖角15拔出鑄棒。為了便于操作，本方案可以采用具有一定硬度、耐一定高溫且表面光潔的金屬材料制作，并在固定尖角15的外周涂抹不沾鋁涂料(如氮化硼)，也可以采用與鑄棒材質(zhì)相同的鋁合金制作。優(yōu)選地，本實施例方案中的固定尖角15采用鋁合金制作而成，如此設(shè)置，在使用完畢后，可以將固定尖角15留在鑄棒中，當(dāng)鑄棒完全凝固時，固定尖角15就與鑄棒熔為一體。固定尖角15可以通過螺紋連接或卡接的方式固定于立柱I的下端，優(yōu)選地，本方案采用卡接的連接方式，如此可以便于操作，還可以減少成本。
[0048]需要說明的是，保護(hù)傘包括多個傘桿3，以便于形成有效的支撐面，為了更加均勻地支撐傘面5，優(yōu)選地，本方案中的多個傘桿3沿周向均勻分布于立柱I的外周，具體的，多個傘桿3的端部均鉸接于滑動套2上。
[0049]需要說明的是，傘桿3可以為直桿，也可以為彎桿或折線形的桿，采用不同形狀的桿時，形成的支撐面也就不同，優(yōu)選地，本實施例方案中的多個傘桿3均為直桿，且這些傘桿3組成用于連接傘面5的圓錐形支撐面。
[0050]相應(yīng)的，本實施例方案中的傘面5也優(yōu)選為圓錐形。需要說明的是，傘面5可以固定于多個傘桿3的下方，也可以固定于多個傘桿3的上方，為了便于固定連接，優(yōu)選地，本方案中的傘面5可拆卸地固定于傘桿3的上方，具體可以通過綁扎，粘接或卡扣等方式固定。
[0051]需要說明的是，本方案中是將該澆口部保護(hù)裝置應(yīng)用于圓形鑄棒的鑄造工裝中，所以，為了使傘面5形成一個圓錐形保護(hù)面，并且使傘面5的邊緣能夠與工裝澆口部的邊緣緊密貼合，優(yōu)選地，本方案中將多個傘桿3設(shè)計成相等長度的桿，這樣就可以使傘面5的邊緣形成形狀完整的圓。
[0052]請參見圖8至圖15，圖8為本實用新型具體實施例方案中終止某根鑄棒鑄造時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為鋁液下降至轉(zhuǎn)接環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為本實用新型具體實施例方案中澆口部保護(hù)裝置放入澆口部時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11為澆口部保護(hù)裝置下降至轉(zhuǎn)接環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12為澆口部保護(hù)裝置下降至石墨環(huán)時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖13為保護(hù)傘邊緣貼緊于鑄棒邊緣時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖14為鑄棒脫離結(jié)晶器本體時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖15為冷卻水噴灑到保護(hù)傘時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053]下面介紹本澆口部保護(hù)裝置的使用過程:
[0054]當(dāng)鑄造過程中終止某根鑄棒的鑄造后，將相應(yīng)保溫帽7中鋁液6的液面清理干凈，并安放硅氈棉12。使用該裝置前，先根據(jù)實際情況推算出可操作時間。圖8和圖9顯示出了鋁液6隨著底座9的下移，而逐漸下降至轉(zhuǎn)接環(huán)13處，在這個過程中，凝固部分8逐漸變長，結(jié)晶器本體10內(nèi)的冷卻水11也在不停的噴射。在鋁液6的液位下降到石墨環(huán)14上沿時，開始使用該澆口部保護(hù)裝置，即將保護(hù)傘下降至澆口部中，如圖10所示。隨著鋁液6的液位下降，該澆口部保護(hù)裝置也不斷下降，圖11至圖13顯示了該裝置的下降過程。由于保溫帽7至石墨環(huán)14的內(nèi)徑不斷擴(kuò)大，因此，在下降保護(hù)傘的過程中，相應(yīng)地移動滑動套2，以使各個傘桿3撐開傘面5，增大保護(hù)傘的打開幅度，從而使傘面5的邊緣貼合于工裝澆口部的內(nèi)壁。在鑄棒即將脫離石墨環(huán)14之前，建議將傘面5的邊緣貼緊鑄棒澆口部邊緣，如圖13所示。鑄棒脫離結(jié)晶器之后，適時將立柱I下端的固定尖角15壓入尚未完全凝固的鑄棒澆口部，以固定該澆口部保護(hù)裝置，如圖14所示。此時，傘面5將鑄棒澆口部完全覆蓋，底座9繼續(xù)向下移動，而從結(jié)晶器本體10中噴射出來的冷卻水11則澆在了傘面5的上面，鑄棒澆口部因此得到保護(hù)，如圖15所示。鑄造完畢后，將該澆口部保護(hù)裝置收回，根據(jù)傘面5的破損情況可以選擇是否更換新的傘面5，以便于下一次使用。
[0055]本方案在鑄棒脫離結(jié)晶器后可以利用保護(hù)傘將澆口部遮蓋，避免冷卻水灑到澆口部，不會產(chǎn)生大量水蒸氣，也避免了裂口的產(chǎn)生，從而實現(xiàn)了對鑄棒的保護(hù)作用。
[0056]本實用新型還提供了一種鋁合金熱頂鑄造工裝，包括上述任一項所述的澆口部保護(hù)裝置。該鋁合金熱頂鑄造工裝產(chǎn)生的有益效果的推導(dǎo)過程與上述澆口部保護(hù)裝置帶來的有益效果的推導(dǎo)過程大體類似，故本文不再贅述。
[0057]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金熱頂鑄造工裝的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，包括立柱(I)和保護(hù)傘，所述立柱(I)沿軸向可滑移地套設(shè)有滑動套(2)且所述立柱(I)的下端設(shè)置有固定尖角(15)，所述保護(hù)傘包括傘面(5)和多個傘桿(3)以及多個與所述傘桿(3) —一對應(yīng)的支撐桿(4)，每個所述傘桿(3)的端部均鉸接于所述滑動套(2)，每個所述支撐桿(4)的一端鉸接于與其對應(yīng)的所述傘桿(3)且另一端鉸接于所述立柱(I)的下端，所述傘面(5)連接于多個所述傘桿(I)且可覆蓋澆口部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，所述傘面(5)沿所述立柱(I)的最大投影面積大于所述澆口部的橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，所述傘面(5)的材質(zhì)為耐火泡沫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，所述固定尖角(15)為鋁合金材質(zhì)的固定尖角(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，多個所述傘桿(3)沿周向均勻分布于所述立柱(I)的外周。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，多個所述傘桿(3)均為直桿，且多個所述傘桿(3)組成用于連接所述傘面(5)的圓錐形支撐面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，所述傘面(5)為圓錐形，且所述傘面(5)可拆卸地覆蓋連接于多個所述傘桿(3)的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的澆口部保護(hù)裝置，其特征在于，多個所述傘桿(3)的長度相坐寸ο
9.一種鋁合金熱頂鑄造工裝，其特征在于，包括權(quán)利要求1至8任一項所述的澆口部保護(hù)裝置。
【文檔編號】B22D11/14GK204135305SQ201420582605
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】姚勇, 唐曉平, 田士, 林順巖, 刁文武 申請人:西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司