一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，包括套在結(jié)晶器外的外套，外套的上端通過上法蘭與結(jié)晶器連接，外套的下端通過下法蘭與結(jié)晶器連接，外套的內(nèi)壁與結(jié)晶器的外壁之間形成熱交換腔，外套上由上至下依次設(shè)置有與外界相通的第一冷卻水回水腔、第一冷卻水進(jìn)水腔和第二冷卻水進(jìn)水腔，外套的下部開有與熱交換腔底部相通的底部連通口，外套的上部開有與熱交換腔頂部相通的頂部連通口，下法蘭上開有與第二冷卻水進(jìn)水腔相通的噴水孔。本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)結(jié)晶器冷卻裝置存在的熱交換面積小、冷卻過程不均勻、熱交換效果差、冷卻水溫度過渡差異大而影響鑄件制品結(jié)晶質(zhì)量的問題，同時(shí)一次冷卻水經(jīng)過冷卻后即可使用，大大降低了成本。
【專利說明】一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金行業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置主要由外套3、上法蘭8和冷卻環(huán)18組成(如圖1所示)，冷卻方式為第一冷卻水進(jìn)入A腔，經(jīng)過熱交換腔6，通過結(jié)晶器5的下端口流出，實(shí)現(xiàn)一次冷卻；第二冷卻水進(jìn)入冷卻環(huán)的B腔，直接向位于液固相制品4下方的固態(tài)制品I噴淋，實(shí)現(xiàn)二次冷卻。
[0003]這種傳統(tǒng)的結(jié)晶器冷卻裝置，造成第一冷卻水的溫度梯度與鑄件制品(鑄件制品由液態(tài)制品7、液固相制品4和固態(tài)制品I構(gòu)成)的溫度梯度的方向相反(如圖2所示)。在鑄件制品中，液態(tài)制品7的溫度最高，冷卻水的溫度最低，二者溫差最大；固態(tài)制品I的溫度降低，冷卻水的溫度升高，二者溫差最小。這樣熱交換過程在結(jié)晶器高度尺寸全程進(jìn)行，但在結(jié)晶器下端熱交換效果差(如圖3所示)，熱交換面積小，冷卻過程不均勻進(jìn)行。
[0004]一次冷卻水的入口在結(jié)晶器的上部，二次冷卻水的入口在結(jié)晶器的下部，這樣固態(tài)制品I在結(jié)晶器的下方同時(shí)出現(xiàn)溫度較高的一次冷卻水和溫度很低的二次冷卻水，此區(qū)間的固態(tài)制品I冷卻水溫度過渡差異大，對鑄件制品的質(zhì)量結(jié)晶有很大的影響。
[0005]一次冷卻水直接排放，需要經(jīng)過濾、潔凈、冷卻后才能重新使用，成本高。因此，傳統(tǒng)的結(jié)晶器冷卻裝置急需改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且冷卻效果好，有效解決了傳統(tǒng)結(jié)晶器冷卻裝置存在的熱交換面積小、冷卻過程不均勻、熱交換效果差、冷卻水溫度過渡差異大而影響鑄件結(jié)晶質(zhì)量的問題，同時(shí)一次冷卻水經(jīng)過冷卻后即可使用，大大降低了成本。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:包括套在結(jié)晶器外的外套，所述外套的上端通過上法蘭與結(jié)晶器連接，所述上法蘭套在結(jié)晶器的上端，所述外套的下端通過下法蘭與結(jié)晶器連接，所述下法蘭設(shè)置在外套與結(jié)晶器之間，所述外套的內(nèi)壁與結(jié)晶器的外壁之間形成熱交換腔，所述外套上由上至下依次設(shè)置有與外界相通的第一冷卻水回水腔、第一冷卻水進(jìn)水腔和第二冷卻水進(jìn)水腔，所述外套的下部開有與熱交換腔底部相通的底部連通口，所述外套的上部開有與熱交換腔頂部相通的頂部連通口，所述下法蘭上開有與第二冷卻水進(jìn)水腔相通的噴水孔。
[0008]上述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述外套的上部設(shè)置有與第一冷卻水回水腔相通的安全閥。
[0009]上述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述外套的形狀為近似空心圓柱形，所述底部連通口和頂部連通口的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述底部連通口均勻設(shè)置在外套的下部一周，多個(gè)所述頂部連通口均勻設(shè)置在外套的上部一周。
[0010]上述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述下法蘭為圓形法蘭，所述噴水孔的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述噴水孔均勻設(shè)置在下法蘭的一周，所述噴水孔與通過結(jié)晶器成型的固態(tài)制品的牽引方向具有角度且多個(gè)噴水孔行成一個(gè)完整的噴向固態(tài)制品的水圈。
[0011]上述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述上法蘭通過螺栓與外套固定連接。
[0012]上述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述下法蘭通過螺栓與外套固定連接。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且冷卻效果好。
[0015]2、本實(shí)用新型熱交換效率高，第一冷卻水的溫度梯度與鑄件制品的溫度梯度的方向相同，在鑄件制品中，液態(tài)制品的溫度最高，第一次冷卻水的溫度也最高，液態(tài)制品與第一次冷卻水存在一定溫差；固態(tài)制品溫度降低，第一次冷卻水的溫度也較低，固體制品與第一次冷卻水也存在一定溫差，這樣熱交換過程在結(jié)晶器高度尺寸內(nèi)全程進(jìn)行，每個(gè)范圍的制品與第一次冷卻水均存在一定溫差，熱交換效果大于傳統(tǒng)模式，冷卻過程基本上始終均勻進(jìn)行。
[0016]3、本實(shí)用新型第一次冷卻水和第二冷卻水之間溫度梯度過渡小，即第一次冷卻水的入水口位置與第二次 冷卻水的入水口位置很近，鑄件制品在此區(qū)間噴淋水的溫度差異小，熱交換過程均勻，有利于縮短液穴的延伸長度，減少及避免鑄錠內(nèi)部的縮孔、縮松、裂紋廣生，鑄件的結(jié)晶質(zhì)量聞。
[0017]4、本實(shí)用新型一次冷卻水經(jīng)過冷卻后仍為清水，所以經(jīng)過冷卻后即可使用，大大降低了成本。
[0018]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為傳統(tǒng)立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為傳統(tǒng)立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置成型鑄件制品過程中第一冷卻水的溫度梯度與鑄件制品的溫度梯度的示意圖。
[0021]圖3為傳統(tǒng)立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置成型鑄件制品過程中熱交換效果的示意圖。
[0022]圖4為本實(shí)用新型立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型成型鑄件制品過程中第一冷卻水的溫度梯度與鑄件制品的溫度梯度的示意圖。
[0024]圖6為本實(shí)用新型成型鑄件制品過程中熱交換效果的示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]I—固態(tài)制品；2—下法蘭；3—外套；
[0027]4一液固相制品；5—結(jié)晶器；6—熱交換腔；
[0028]7—液態(tài)制品；8—上法蘭；9一第一冷卻水回水腔；[0029]10一第一冷卻水進(jìn)水腔；11一第二冷卻水進(jìn)水腔；12—底部連通口；
[0030]13—頂部連通口；14 一噴水孔；15—螺栓；
[0031]16—螺栓；17—安全閥；18—冷卻環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖4所示，本實(shí)用新型包括套在結(jié)晶器5外的外套3，所述外套3的上端通過上法蘭8與結(jié)晶器5連接，所述上法蘭8套在結(jié)晶器5的上端，所述外套3的下端通過下法蘭2與結(jié)晶器5連接，所述下法蘭2設(shè)置在外套3與結(jié)晶器5之間，所述外套3的內(nèi)壁與結(jié)晶器5的外壁之間形成熱交換腔6，所述外套3上由上至下依次設(shè)置有與外界相通的第一冷卻水回水腔9、第一冷卻水進(jìn)水腔10和第二冷卻水進(jìn)水腔11,所述外套3的下部開有與熱交換腔6底部相通的底部連通口 12，所述外套3的上部開有與熱交換腔6頂部相通的頂部連通口 13，所述下法蘭2上開有與第二冷卻水進(jìn)水腔11相通的噴水孔14。
[0033]如圖4所示，所述外套3的上部設(shè)置有與第一冷卻水回水腔9相通的安全閥17，對第一冷卻水回水腔9起泄壓作用，防止危險(xiǎn)事故。
[0034]如圖4所示，所述外套3的形狀為近似空心圓柱形，所述底部連通口 12和頂部連通口 13的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述底部連通口 12均勻設(shè)置在外套3的下部一周，多個(gè)所述頂部連通口 13均勻設(shè)置在外套3的上部一周；可實(shí)現(xiàn)對鑄件制品的均勻冷卻結(jié)晶。
[0035]如圖4所示，所述下法蘭2為圓形法蘭，所述噴水孔14的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述噴水孔14均勻設(shè)置在下法蘭2的一周，所述噴水孔14與通過結(jié)晶器5成型的固態(tài)制品I的牽引方向具有角度且多個(gè)噴水孔14行成一個(gè)完整的噴向固態(tài)制品I的水圈，可實(shí)現(xiàn)對鑄件制品的均勻冷卻結(jié)晶。
`[0036]如圖4所示，所述上法蘭8通過螺栓15與外套3固定連接，所述下法蘭2通過螺栓16與外套3固定連接；連接方式簡單，固定可靠。
[0037]結(jié)合圖4，本實(shí)用新型的工作原理為:第一冷卻水進(jìn)入第一冷卻水進(jìn)水腔10，流入熱交換腔6，均勻的第一冷卻水將結(jié)晶器5完全包圍充分進(jìn)行熱交換，溫度升高的熱水流入第一冷卻水回水腔9，然后通過管道排出，實(shí)現(xiàn)鑄件制品的一次冷卻過程；經(jīng)過第一冷卻水回水腔9排出的溫度升高的熱水經(jīng)過冷卻后，可以直接循環(huán)使用，無須再進(jìn)行處理，成本低。第一冷卻水進(jìn)入第二冷卻水進(jìn)水腔11，經(jīng)過圓形的下法蘭2使得冷卻水均勻沿環(huán)形四周分布，再經(jīng)過噴水孔14均勻的噴向已經(jīng)結(jié)晶的固態(tài)制品I，實(shí)現(xiàn)鑄件制品的二次冷卻過程。本實(shí)用新型熱交換效率高，第一冷卻水的溫度梯度與鑄件制品的溫度梯度的方向相同(如圖5所示)，在鑄件制品中，液態(tài)制品7的溫度最高，第一次冷卻水的溫度也最高，液態(tài)制品7與第一次冷卻水存在一定溫差；固態(tài)制品I溫度降低，第一次冷卻水的溫度也較低，固體制品I與第一次冷卻水也存在一定溫差，這樣熱交換過程在結(jié)晶器高度尺寸內(nèi)全程進(jìn)行，每個(gè)范圍的制品與第一次冷卻水均存在一定溫差，熱交換效果大于傳統(tǒng)模式，冷卻過程基本上始終均勻進(jìn)行。另外，第一次冷卻水和第二冷卻水之間溫度梯度過渡小，即第一次冷卻水的入水口位置與第二次冷卻水的入水口位置很近，鑄件制品在此區(qū)間噴淋水的溫度差異小，熱交換過程均勻，鑄件的結(jié)晶質(zhì)量高。本實(shí)用新型中，根據(jù)需要，可以將一次冷卻水和二次冷卻水分開供應(yīng)，一次冷卻水為清水，直接回收到清水池；二次冷卻水為渾水，經(jīng)過二次回收進(jìn)入渾水池。[0038]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:包括套在結(jié)晶器(5)外的外套(3)，所述外套(3)的上端通過上法蘭(8)與結(jié)晶器(5)連接，所述上法蘭(8)套在結(jié)晶器(5)的上端，所述外套(3)的下端通過下法蘭(2)與結(jié)晶器(5)連接，所述下法蘭(2)設(shè)置在外套(3)與結(jié)晶器(5)之間，所述外套(3)的內(nèi)壁與結(jié)晶器(5)的外壁之間形成熱交換腔(6)，所述外套(3)上由上至下依次設(shè)置有與外界相通的第一冷卻水回水腔(9)、第一冷卻水進(jìn)水腔(10)和第二冷卻水進(jìn)水腔(11)，所述外套(3)的下部開有與熱交換腔(6)底部相通的底部連通口(12)，所述外套(3)的上部開有與熱交換腔(6)頂部相通的頂部連通口(13)，所述下法蘭(2)上開有與第二冷卻水進(jìn)水腔(11)相通的噴水孔(14)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述外套(3)的上部設(shè)置有與第一冷卻水回水腔(9)相通的安全閥(17)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述外套(3)的形狀為近似空心圓柱形，所述底部連通口(12)和頂部連通口(13)的數(shù)量均為多個(gè)，多個(gè)所述底部連通口(12)均勻設(shè)置在外套(3)的下部一周，多個(gè)所述頂部連通口(13)均勻設(shè)置在外套(3)的上部一周。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述下法蘭(2)為圓形法蘭，所述噴水孔(14)的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述噴水孔(14)均勻設(shè)置在下法蘭(2)的一周，所述噴水孔(14)與通過結(jié)晶器(5)成型的固態(tài)制品(I)的牽引方向具有角度且多個(gè)噴水孔(14)行成一個(gè)完整的噴向固態(tài)制品(I)的水圈。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述上法蘭(8 )通過螺栓(15 )與外套(3 )固定連接。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種立式半連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器冷卻裝置，其特征在于:所述下法蘭(2)通過螺栓(16)與外套(3)固定連接。
【文檔編號(hào)】B22D11/055GK203541466SQ201320621307
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳世雄, 王艷娟, 殷春, 王振中 申請人:西安麥特沃金液控技術(shù)有限公司