專利名稱：一種新型復合結晶器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種結晶器，特別是涉及一種新型復合結晶器。
背景技術：
Al/Mg復合板結合了鎂合金的密度小、比強度高、剛性好、阻尼減震性好以及鋁合金抗蝕、廉價等優點，不僅節約了資源和能源，減輕了產品重量，提高產品性能，在電子、機械、醫療、航空、航天等領域具有廣泛的應用前景。傳統鎂鋁復合板制備方法有爆炸焊、軋制復合、熱壓法等。熱型連鑄技術是最近幾年興起的一種生產鋁鎂復合板的新型方法。熱型連鑄技術可直接從鋁熔體和鎂熔體通過復合結晶器直接制得鋁鎂復合板，具有流程短，能耗低等特點，發展前景廣闊。 作為熱型連鑄工藝生產出的鋁鎂復合板，其晶粒較為粗大，成分和組織波動，界面層存在裂紋缺陷等問題。產生這些問題的關鍵點就是結晶器設計不合理，其原因如下1、結晶器液面深度不足，液面波動影響鋁鎂復合板的厚度；2、在冷卻過程中因水溫升高，在鋁熔體或鎂熔體出口外壁上形成氣泡，影響冷卻效果進而導致熔體凝固過程中不能形成相應的組織；3、由于鎂、鋁熔體溫度不同，導致鋁熔池和鎂熔池的使用壽命不同，結晶器兩個熔池為一體設計，其中一個熔池損壞，整個結晶器都得更換，造成浪費。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種新型鎂鋁復合板結晶器。本實用新型的目的由如下技術方案實施，一種新型鎂鋁復合板結晶器，包括結晶器腔體、熔池隔板、鋁熔池冷卻水箱和鎂熔池冷卻水箱，所述熔池隔板將所述結晶器腔體分隔成鋁熔池和鎂熔池，所述鋁熔池的鋁熔體出口與所述鎂熔池的鎂熔體出口的外壁上分別設有所述鋁熔池冷卻水箱和所述鎂熔池冷卻水箱，所述熔池隔板貫穿所述結晶器腔體側壁，并將所述結晶器腔體分隔為相互獨立的所述鋁熔池和所述鎂熔池，所述熔池隔板由凹槽隔板和凸起隔板組成，所述凹槽隔板與所述凸起隔板通過其相對面上設置的相互配合的凹槽和凸起卡接在一起。凹槽隔板和凸起隔板將結晶器分隔為相互分離的兩部分，一部分為鋁熔池，另一部分為鎂熔池，鋁熔池與鎂熔池通過凹槽隔板和凸起隔板上的凹槽和凸起將凹槽隔板和凸起隔板卡接在一起構成結晶器整體。所述鋁熔池內沿所述鋁熔池的縱向設有鋁熔體過濾防波板，所述鋁熔體過濾防波板將所述鋁熔池分隔為鋁緩沖腔體和鋁結晶腔體，所述鋁結晶腔體與所述鋁熔體出口位于所述鋁熔體過濾防波板的同側。所述鎂熔池內沿所述鎂熔池的縱向設有鎂熔體過濾防波板，所述鎂熔體過濾防波板將所述鎂熔池分隔為鎂緩沖腔體和鎂結晶腔體，所述鎂結晶腔體與所述鎂熔體出口位于所述鎂熔體過濾防波板的同側。所述鋁熔體過濾防波板為內部分布微孔的板狀結構。所述鎂熔體過濾防波板為內部分布微孔的板狀結構。[0011 ] 鋁熔體過濾防波板或鎂熔體過濾防波板由碳化硅、鋁尖晶石等陶瓷材料制成，板狀，內部多不規則分布的微孔，具有一定的強度。鋁熔體從鋁緩沖腔體澆入，鋁熔體通過鋁熔體過濾防波板流入鋁結晶腔體中，鋁熔體中的雜質被過濾，留在鋁緩沖腔體一側。鋁熔體流過鋁熔體過濾防波板的阻力使得鋁熔體過濾防波板兩側的液面保持一定的液位差；當鋁緩沖腔體的鋁熔體出現斷流、換包等操作時，鋁緩沖腔體內液面發生波動，由于鋁熔體過濾防波板的存在，依然可以在短時間內保持鋁結晶腔體內的液面高度，從而保證結晶器出口處流體的流速，一定程度上減輕液面變化對結晶器出口處流體的流速的影響。鎂熔體過濾防波板作用與鋁熔體過濾防波板相同。所述鋁熔池冷卻水箱的進水口處設有壓力調節閥，所述鋁熔池冷卻水箱內設有隔板，所述隔板將所述鋁熔池冷卻水箱分為鋁熔池高壓水箱和鋁熔池噴淋水箱，所述鋁熔池高壓水箱與所述鋁熔池冷卻水箱的進水口連通，所述鋁熔池噴淋水箱與所述鋁熔池冷卻水箱的出水口連通，所述鋁熔池噴淋水箱位于所述鋁熔池冷卻水箱內側，所述鋁熔池高壓水箱位于所述鋁熔池冷卻水箱外側，所述隔板上設有若干開孔，所述開孔上安裝有噴頭，所述噴頭位于所述鋁熔池噴淋水箱一側。 所述鎂熔池冷卻水箱的進水口處設有壓力調節閥，所述鎂熔池冷卻水箱內設有隔板，所述隔板將所述鎂熔池冷卻水箱分為鎂熔池高壓水箱和鎂熔池噴淋水箱，所述鎂熔池高壓水箱與所述鎂熔池冷卻水箱的進水口連通，所述鎂熔池噴淋水箱與所述鎂熔池冷卻水箱的出水口連通，所述鎂熔池噴淋水箱位于所述鎂熔池冷卻水箱內側，所述鎂熔池高壓水箱位于所述鎂熔池冷卻水箱外側，所述隔板上設有若干開孔，所述開孔上安裝有噴頭，所述噴頭位于所述鎂熔池噴淋水箱一側。通過調節鋁熔池冷卻水箱進水口處的壓力調節閥，使得具有一定壓力的冷卻水從鋁熔池冷卻水箱的進水口流入到鋁熔池高壓水箱內，并從安裝在隔板上的噴嘴流出，冷卻水具有一定的壓力，經過噴嘴后會形成射流水流，此時的射流水流具有一定的速度，快速噴淋到鋁熔池的鋁熔體出口側壁上，其冷卻強度可提高I. 15-1. 8倍。鎂熔池冷卻水箱工作原理同上。本實用新型的優點在于，(I)結晶器的冷卻由原來的水循環冷卻改成水箱噴淋冷卻，可以提高冷卻能力，同時通過冷卻水壓力的調節實現冷卻強度的控制；(2)熔體過濾防波板的加入，保證了結晶器出口流體流速的穩定，實現薄板厚度的控制；(3)熔體過濾防波板可以實現過濾功能，減少熔體內夾雜物的含量，提高產品質量；(4)結晶器的鋁熔池和鎂熔池改為分體式設計，便于拆卸和維修，降低維修成本；(5)本實用新型結構簡單，制造，安裝，維修簡便，適應性好。
圖I為一種新型鎂鋁復合板結晶器結構示意圖。圖2為鋁熔池冷卻水箱結構示意圖。圖3為鎂熔池冷卻水箱結構示意圖。圖4為凸起隔板主視圖。圖5為凸起隔板右視圖。圖6為凹槽隔板主視圖。[0022]圖7為凹槽隔板右視圖。結晶器腔體1，熔池隔板2，鋁熔池冷卻水箱3，鎂熔池冷卻水箱4，鋁熔池5，鎂熔池6，鋁熔體出口 7，鎂熔體出口 8，凹槽隔板9，凸起隔板10，鋁熔體過濾防波板11，鋁緩沖腔體12，鋁結晶腔體13，鎂熔體過濾防波板14，鎂緩沖腔體15，鎂結晶腔體16，壓力調節閥17,隔板18，鋁熔池高壓水箱19，鋁熔池噴淋水箱20，噴頭21，鎂熔池高壓水箱22，鎂熔池噴淋水箱23，進水口 24，出水口 25。
具體實施方式
一種新型鎂鋁復合板結晶器，包括結晶器腔體I、熔池隔板2、鋁熔池冷卻水箱3和鎂熔池冷卻水箱4，熔池隔板2將結晶器腔體I分隔成鋁熔池5和鎂熔池6，鋁熔池5的鋁熔體出口 7與鎂熔池6的鎂熔體出口 8的外壁上分別設有鋁熔池冷卻水箱3和鎂熔池冷卻水箱4，熔池隔板2貫穿結晶器腔體I側壁，并將結晶器腔體I分隔為相互獨立的鋁熔池5和鎂熔池6，熔池隔板2由凹槽隔板9和凸起隔板10組成，凹槽隔板9與凸起隔板10通過其相對面上設置的相互配合的凹槽和凸起卡接在一起。凹槽隔板9和凸起 隔板10將結晶器分隔為相互分離的兩部分，一部分為鋁熔池5，另一部分為鎂熔池6，鋁熔池5與鎂熔池6通過凹槽隔板9和凸起隔板10上的凹槽和凸起將凹槽隔板9和凸起隔板10卡接在一起構成結晶器整體。鋁熔池5內沿鋁熔池5的縱向設有鋁熔體過濾防波板11，鋁熔體過濾防波板11將鋁熔池5分隔為鋁緩沖腔體12和鋁結晶腔體13，鋁結晶腔體13與鋁熔體出口 7位于鋁熔體過濾防波板11的同側。鋁熔體過濾防波板11為內部分布微孔的板狀結構。鎂熔池6內沿鎂熔池6的縱向設有鎂熔體過濾防波板14，鎂熔體過濾防波板14將鎂熔池6分隔為鎂緩沖腔體15和鎂結晶腔體16，鎂結晶腔體16與鎂熔體出口 8位于鎂熔體過濾防波板14的同側。鎂熔體過濾防波板14為內部分布微孔的板狀結構。鋁熔體從鋁緩沖腔體12澆入，鋁熔體通過鋁熔體過濾防波板11流入鋁結晶腔體13中，鋁熔體中的雜質被過濾，留在鋁緩沖腔體12 —側。鋁熔體流過鋁熔體過濾防波板11的阻力使得鋁熔體過濾防波板11兩側的液面保持一定的液位差；當鋁緩沖腔體12的鋁熔體出現斷流、換包等操作時，鋁緩沖腔體12內液面發生波動，由于鋁熔體過濾防波板11的存在，依然可以在短時間內保持鋁結晶腔體13內的液面高度，從而保證結晶器出口處流體的流速，一定程度上減輕液面變化對結晶器出口處流體的流速的影響。鎂熔體過濾防波板14作用與鋁熔體過濾防波板11相同。鋁熔池冷卻水箱3的進水口 24處設有壓力調節閥17，鋁熔池冷卻水箱3內設有隔板18，隔板18將鋁熔池冷卻水箱3分為鋁熔池高壓水箱19和鋁熔池噴淋水箱20，鋁熔池高壓水箱19與鋁熔池冷卻水箱3的進水口 24連通，鋁熔池噴淋水箱20與鋁熔池冷卻水箱3的出水口 25連通，鋁熔池噴淋水箱20位于鋁熔池冷卻水箱3內側，鋁熔池高壓水箱19位于鋁熔池冷卻水箱3外側，隔板18上設有若干開孔，開孔上安裝有噴頭21，噴頭21位于鋁熔池噴淋水箱20 —側。鎂熔池冷卻水箱4的進水口 24處設有壓力調節閥17，鎂熔池冷卻水箱4內設有隔板18，隔板18將鎂熔池冷卻水箱4分為鎂熔池高壓水箱22和鎂熔池噴淋水箱23，鎂熔池高壓水箱22與鎂熔池冷卻水箱4的進水口 24連通，鎂熔池噴淋水箱23與鎂熔池冷卻水箱4的出水口 25連通，鎂熔池噴淋水箱23位于鎂熔池冷卻水箱4內側，鎂熔池高壓水箱22位于鎂熔池冷卻水箱4外側，隔板18上設有若干開孔，開孔上安裝有噴頭21，噴頭21位于鎂熔池噴淋水箱23 —側。通過調節鋁熔池冷卻水箱3進水口處的壓力調節閥17，使得具有一定壓力的冷卻水從鋁熔池冷卻水箱3的進水口流入到鋁熔池高壓水箱19內，并從安裝在隔 板18上的噴頭21流出，冷卻水具有一定的壓力，經過噴頭21后會形成射流水流，此時的射流水流具有一定的速度，快速噴淋到鋁熔池5的鋁熔體出口 7側壁上，其冷卻強度可提高I. 15-1. 8倍。鎂熔池冷卻水箱工作原理同上。
權利要求1.一種新型鎂鋁復合板結晶器，包括結晶器腔體、熔池隔板、鋁熔池冷卻水箱和鎂熔池冷卻水箱，所述熔池隔板將所述結晶器腔體分隔成鋁熔池和鎂熔池，所述鋁熔池的鋁熔體出口與所述鎂熔池的鎂熔體出口的外壁上分別設有所述鋁熔池冷卻水箱和所述鎂熔池冷卻水箱，其特征在于，所述熔池隔板貫穿所述結晶器腔體側壁，并將所述結晶器腔體分隔為相互獨立的所述鋁熔池和所述鎂熔池，所述熔池隔板由凹槽隔板和凸起隔板組成，所述凹槽隔板與所述凸起隔板通過其相對面上設置的相互配合的凹槽和凸起卡接在一起。
2.根據權利要求I所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鋁熔池內沿所述鋁熔池的縱向設有鋁熔體過濾防波板，所述鋁熔體過濾防波板將所述鋁熔池分隔為鋁緩沖腔體和鋁結晶腔體，所述鋁結晶腔體與所述鋁熔體出口位于所述鋁熔體過濾防波板的同側。
3.根據權利要求I所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鎂熔池內沿所述鎂熔池的縱向設有鎂熔體過濾防波板，所述鎂熔體過濾防波板將所述鎂熔池分隔為鎂緩沖腔體和鎂結晶腔體，所述鎂結晶腔體與所述鎂熔體出口位于所述鎂熔體過濾防波板的同側。
4.根據權利要求2所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鋁熔體過濾防波板為內部分布微孔的板狀結構。
5.根據權利要求3所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鎂熔體過濾防波板為內部分布微孔的板狀結構。
6.根據權利要求I所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鋁熔池冷卻水箱的進水口處設有壓力調節閥，所述鋁熔池冷卻水箱內設有隔板，所述隔板將所述鋁熔池冷卻水箱分為鋁熔池高壓水箱和鋁熔池噴淋水箱，所述鋁熔池高壓水箱與所述鋁熔池冷卻水箱的進水口連通，所述鋁熔池噴淋水箱與所述鋁熔池冷卻水箱的出水口連通，所述鋁熔池噴淋水箱位于所述鋁熔池冷卻水箱內側，所述鋁熔池高壓水箱位于所述鋁熔池冷卻水箱外側，所述隔板上設有若干開孔，所述開孔上安裝有噴頭，所述噴頭位于所述鋁熔池噴淋水箱一側。
7.根據權利要求I所述的一種新型鎂鋁復合板結晶器，其特征在于，所述鎂熔池冷卻水箱的進水口處設有壓力調節閥，所述鎂熔池冷卻水箱內設有隔板，所述隔板將所述鎂熔池冷卻水箱分為鎂熔池高壓水箱和鎂熔池噴淋水箱，所述鎂熔池高壓水箱與所述鎂熔池冷卻水箱的進水口連通，所述鎂熔池噴淋水箱與所述鎂熔池冷卻水箱的出水口連通，所述鎂熔池噴淋水箱位于所述鎂熔池冷卻水箱內側，所述鎂熔池高壓水箱位于所述鎂熔池冷卻水箱外側，所述隔板上設有若干開孔，所述開孔上安裝有噴頭，所述噴頭位于所述鎂熔池噴淋水箱一側。
專利摘要本實用新型公開了一種新型鎂鋁復合板結晶器，包括結晶器腔體、熔池隔板、鋁熔池冷卻水箱和鎂熔池冷卻水箱，所述熔池隔板將所述結晶器腔體分隔成鋁熔池和鎂熔池，所述鋁熔池的鋁熔體出口與所述鎂熔池的鎂熔體出口的外壁上分別設有所述鋁熔池冷卻水箱和所述鎂熔池冷卻水箱，所述熔池隔板貫穿所述結晶器腔體側壁，并將所述結晶器腔體分隔為相互獨立的所述鋁熔池和所述鎂熔池。本實用新型的優點在于，可以提高冷卻能力，同時通過冷卻水壓力的調節實現冷卻強度的控制；能夠實現薄板厚度的控制，提高產品質量；便于拆卸和維修，降低維修成本；本實用新型結構簡單，制造，安裝，維修簡便，適應性好。
文檔編號B22D11/04GK202527672SQ201220149969
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者鞏天浩, 李明 申請人:鞏天浩, 李明