本發(fā)明涉及一種引錠工具，尤其涉及一種半連續(xù)鑄造用引錠頭。

背景技術(shù)：

引錠機(jī)構(gòu)，是半連續(xù)熔鑄金屬的重要裝置之一。引錠桿由引錠頭、過(guò)渡件和桿身組成。澆注前，引錠頭和部分過(guò)渡件進(jìn)入結(jié)晶器，形成結(jié)晶器可活動(dòng)的"內(nèi)底"，澆注開(kāi)始后，金屬液凝固，與引錠頭凝結(jié)在一起，由拉錠桿機(jī)構(gòu)牽引著引錠桿，把鑄坯連續(xù)地從結(jié)晶器拉出。這是常規(guī)半連續(xù)鑄造引錠裝置的作用與功能。

金屬半連續(xù)鑄造過(guò)程開(kāi)始階段是整個(gè)鑄造過(guò)程最不穩(wěn)定的階段，容易發(fā)生漏流、鑄錠開(kāi)裂等鑄造問(wèn)題。尤其對(duì)于凝固溫度范圍寬的合金，鑄錠發(fā)生熱裂紋的傾向更大。常規(guī)半連續(xù)鑄造結(jié)晶器中的凝固溫度場(chǎng)是由鑄造機(jī)的冷卻系統(tǒng)確定的，一般采用一、二次冷卻，但都是從鑄錠外圍冷卻，這導(dǎo)致了鑄錠邊緣的凝固與中心部分的凝固速度差別增大，而且鑄錠尺寸越大，這種不均勻的凝固越明顯，金屬溶體中部與邊部冷卻速率不均而引起較大的熱應(yīng)力，容易導(dǎo)致鑄錠變形，降低合格率，影響鑄錠的質(zhì)量。同時(shí)由于內(nèi)外冷卻速率差別較大，導(dǎo)致鑄錠出現(xiàn)偏析，影響鑄錠的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種減小半連續(xù)鑄造過(guò)程中金屬溶體內(nèi)外冷卻速率差的半連續(xù)鑄造用引錠頭，提高鑄錠的合格率和質(zhì)量，延長(zhǎng)鑄錠的使用壽命。

本發(fā)明公開(kāi)了一種半連續(xù)鑄造用引錠頭，包括托盤(pán)本體，所述托盤(pán)本體的內(nèi)腔底面為凸形面，托盤(pán)本體底部設(shè)有導(dǎo)熱組件。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱組件包括熱管排和翅片裙，熱管排的蒸發(fā)端嵌入托盤(pán)本體內(nèi)腔底面的實(shí)體內(nèi)、冷凝端伸出托盤(pán)本體的側(cè)壁外，翅片裙套于熱管排的冷凝端外使熱管排形成整體。

作為優(yōu)選，所述托盤(pán)本體為圓盤(pán)，其內(nèi)腔底面為上凸的二次曲面，內(nèi)腔底面的最高點(diǎn)位于托盤(pán)本體的軸向中心線上。

作為優(yōu)選，所述熱管排包括多根成輻射狀嵌裝于所述托盤(pán)本體內(nèi)腔底面實(shí)體內(nèi)的熱管，各熱管的蒸發(fā)端均朝向托盤(pán)本體的軸向中心。

作為優(yōu)選，所述翅片裙為兩個(gè)相對(duì)布置的半圓環(huán)，翅片裙上沿厚度方向設(shè)有開(kāi)口槽，翅片裙以開(kāi)口槽套于所述熱管的蒸發(fā)端外，翅片裙上對(duì)應(yīng)相鄰兩熱管之間的區(qū)域設(shè)有通水孔。

作為優(yōu)選，所述托盤(pán)本體為矩形盤(pán)，其內(nèi)腔的底面成四個(gè)曲面對(duì)稱(chēng)加工，四個(gè)曲面的頂點(diǎn)重合且位于托盤(pán)本體底面幾何中心的正上方。

作為優(yōu)選，所述熱管排包括多個(gè)沿所述托盤(pán)本體長(zhǎng)度方向或?qū)挾确较蚱叫芯嫉臒峁?，各熱管均垂直連接于托盤(pán)本體的一對(duì)側(cè)壁上。

作為優(yōu)選，所述翅片裙為兩個(gè)相對(duì)布置的矩形翅片裙，翅片裙上沿厚度方向設(shè)有開(kāi)口槽，翅片裙以開(kāi)口槽套于熱管的蒸發(fā)端外，翅片裙上對(duì)應(yīng)兩熱管之間區(qū)域設(shè)有通水孔。

作為優(yōu)選，所述托盤(pán)本體的材料為紫銅。

作為優(yōu)選，所述翅片裙的材料為紫銅，所述熱管排為無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管排。

本發(fā)明將托盤(pán)本體內(nèi)腔的底面設(shè)計(jì)為自邊部向中部凸起的曲面，增加了鑄錠中部的冷卻速率；同時(shí)在托盤(pán)本體上設(shè)有導(dǎo)熱組件，進(jìn)一步提高了鑄錠中部的冷卻速率，降低了鑄錠中部與外部之間的冷卻速率差，減小了冷卻不均而引起的熱應(yīng)力，減少偏析現(xiàn)象，防止鑄錠成形過(guò)程中出現(xiàn)大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質(zhì)量，延長(zhǎng)鑄錠的使用壽命。

同時(shí)，為了提高散熱效果，將導(dǎo)熱組件設(shè)置為包括熱管排和翅片裙的裝配件，且熱管排的蒸發(fā)端嵌入托盤(pán)本體內(nèi)腔底面的實(shí)體內(nèi)、冷凝端伸出托盤(pán)本體的側(cè)壁外，翅片裙套于熱管排的冷凝端外。

為了進(jìn)一步提高中心位置處的冷卻速率，將托盤(pán)本體的底面設(shè)為向上凸起的曲面，且曲面的最高點(diǎn)位于托盤(pán)本體的軸向中心線上。

為了進(jìn)一步提高散熱效果，在散熱用翅片裙上對(duì)應(yīng)兩熱管之間的區(qū)域設(shè)置了通水孔。

為了提高冷卻速率，將熱管排設(shè)計(jì)為成輻射狀嵌裝于托盤(pán)本體內(nèi)腔底面實(shí)體內(nèi)的多個(gè)熱管；或者將熱管排設(shè)計(jì)為多個(gè)沿托盤(pán)本體長(zhǎng)度方向或?qū)挾确较蚱叫芯嫉臒峁?，各熱管均垂直連接于托盤(pán)本體的一對(duì)側(cè)壁上。

為了進(jìn)一步提高冷卻速率，熱管采用無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管，托盤(pán)本體和翅片裙的的材料選用為紫銅。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例一的剖視示意圖。

圖2為圖1的俯視放大示意圖。

圖3為優(yōu)選實(shí)施例一的工作狀態(tài)示意圖。

圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例二的剖視示意圖。

圖5為圖4的俯視放大示意圖。

圖示序號(hào)：

1—圓盤(pán)形托盤(pán)本體、2—熱管排、3—半圓形翅片裙、4—噴水冷卻裝置、5—熔爐、6—流槽、7—結(jié)晶器、8—通水孔、11—排水孔、21—無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管、71—冷水通道、72—液穴、10—矩形托盤(pán)本體、30—矩形翅片裙。

具體實(shí)施方式

優(yōu)選實(shí)施例一，如圖1、圖2所示，本實(shí)施例公開(kāi)的這種連續(xù)鑄造用引錠頭，包括圓盤(pán)形托盤(pán)本體1、熱管排2和兩個(gè)相對(duì)布置的半圓形翅片裙3。

圓盤(pán)形托盤(pán)本體1內(nèi)腔的底面為上凸的二次曲面，（可以是雙曲面、拋物面或橢球面），曲面的最高點(diǎn)位于圓盤(pán)形托盤(pán)本體1的軸向中心線上。圓盤(pán)形托盤(pán)本體1內(nèi)設(shè)有排水孔11，熱管排2包括多個(gè)成輻射狀嵌裝于托盤(pán)本體1內(nèi)腔底面實(shí)體內(nèi)的無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21，各無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21的蒸發(fā)端均朝向托盤(pán)本體1的軸向中心、冷凝端均位于托盤(pán)本體1的側(cè)壁外。半圓形翅片裙3上沿厚度方向設(shè)有開(kāi)口槽，兩相對(duì)布置的半圓形翅片裙3以開(kāi)口槽套于無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21的蒸發(fā)端外，半圓形翅片裙3上對(duì)應(yīng)兩無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21之間區(qū)域設(shè)有通水孔8。

在進(jìn)行半連續(xù)鑄造時(shí)，首先通過(guò)引錠頭底面的排水孔將內(nèi)腔存水排空并吹干。隨后控制引錠頭上升進(jìn)入結(jié)晶器預(yù)定位置。在鑄造的開(kāi)始階段，控制金屬熔體緩慢、均勻地流入引錠頭內(nèi)腔，待熔體液面開(kāi)始漫過(guò)引錠頭上表面后以設(shè)定的鑄錠速度下移，半連續(xù)鑄造過(guò)程開(kāi)始。引錠頭內(nèi)腔的底面設(shè)為凸出的曲面，且使曲面的最高點(diǎn)位于引錠頭的軸向中心線上，使得鑄造過(guò)程中鑄錠中部的冷卻速率加快，同時(shí)在托盤(pán)本體底部成輻射狀嵌裝了若干無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管，各熱管的蒸發(fā)端均朝向托盤(pán)本體的軸向中心線、冷凝端伸出托盤(pán)本體的側(cè)壁外，進(jìn)一步提高了鑄錠中部的冷卻速率。

如圖3所示，實(shí)際運(yùn)用中對(duì)于結(jié)晶器尺寸已確定的鑄造機(jī)，只需加工出配套尺寸的引錠頭即可。開(kāi)始鑄造時(shí)，金屬溶體從熔爐5中經(jīng)流槽6進(jìn)入結(jié)晶器7的液穴72內(nèi)，進(jìn)入引錠頭的散熱托盤(pán)中，冷卻水從結(jié)晶器7的冷水通道71中撒向引錠頭，保證鑄錠中部的冷卻速率。當(dāng)拉錠桿下行時(shí)，為了保證引錠頭的繼續(xù)冷卻作用，在引錠頭外設(shè)置噴水冷卻裝置4，噴水冷卻裝置4將冷卻水噴向引錠頭?？梢?jiàn)在拉錠開(kāi)始之前，引錠頭由從結(jié)晶器7的冷水通道71中流出的水進(jìn)行冷卻；當(dāng)拉錠開(kāi)始后，冷水通道71中流出的水作用不到散熱用翅片裙裙及無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管上，此時(shí)啟動(dòng)引錠頭外的噴水冷卻裝置4，保持中部已凝固部分的冷卻速率，雖然隨著引定桿的下行，引錠頭離凝固區(qū)越來(lái)越遠(yuǎn)，但無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管的持續(xù)散熱為鑄錠中部導(dǎo)熱提供了一條快速通道，保證鑄錠中部的冷卻速率。降低鑄錠中部與外部之間的冷卻速率差，減小冷卻不均而引起的熱應(yīng)力，減少偏析現(xiàn)象，防止鑄錠成形過(guò)程中出現(xiàn)大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質(zhì)量，延長(zhǎng)鑄錠的使用壽命。

優(yōu)選實(shí)施例二，如圖4、圖5所示，本實(shí)施例公開(kāi)的這種連續(xù)鑄造用引錠頭與優(yōu)選實(shí)施例一的區(qū)別在于，托盤(pán)本體為矩形托盤(pán)本體10，矩形托盤(pán)本體10內(nèi)腔的底面為四個(gè)曲面對(duì)稱(chēng)加工，四個(gè)曲面的頂點(diǎn)重合且位于矩形托盤(pán)本體10底面幾何中心的正上方，各無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21相互平行垂直連接于矩形托盤(pán)本體10的一對(duì)側(cè)壁上。無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21的冷凝端外套有散熱用矩形翅片裙30，矩形翅片裙30上對(duì)應(yīng)兩個(gè)無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管21之間區(qū)域設(shè)有通水孔8。本優(yōu)選實(shí)施例其他結(jié)構(gòu)以及使用方法均與優(yōu)選實(shí)施例一相同。

綜上所述，本發(fā)明在半連續(xù)鑄造時(shí)，首先通過(guò)引錠頭底面的排水孔將內(nèi)腔存水排空并吹干。隨后控制引錠頭上升進(jìn)入結(jié)晶器預(yù)定位置。在鑄造的開(kāi)始階段，控制金屬熔體緩慢、均勻地流入引錠頭內(nèi)腔，待熔體液面開(kāi)始漫過(guò)引錠頭上表面后以設(shè)定的鑄錠速度下移，半連續(xù)鑄造過(guò)程開(kāi)始。引錠頭內(nèi)腔的底面設(shè)為凸出的曲面，且使曲面的最高點(diǎn)位于引錠頭的軸向中心線上，使得鑄造過(guò)程中鑄錠中部的冷卻速率加快，同時(shí)在托盤(pán)本體底部成嵌裝若干無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管，各熱管的蒸發(fā)端均朝向托盤(pán)本體的中心、冷凝端伸出托盤(pán)本體的側(cè)壁外，進(jìn)一步提高了鑄錠中部的冷卻速率。減小冷卻不均而引起的熱應(yīng)力，減少偏析現(xiàn)象，防止鑄錠成形過(guò)程中出現(xiàn)大變形，提高鑄錠的合格率，保證鑄錠的質(zhì)量，延長(zhǎng)鑄錠的使用壽命。