一种镁合金半连铸熔体导流装置的制作方法
本发明涉及铸造，具体为一种镁合金半连铸熔体导流装置。
背景技术：
1、半连续铸造(direct chilling)是利用结晶器使金属熔体连续稳定凝固成锭坯的过程。半连续铸造具有良好的生产效率，通过连续铸造机组和结晶器的结合，可以实现连续的铸造过程。dc工艺可以有效地控制铸件的凝固过程，显著降低铸造应力、减少铸造缺陷，获得组织均匀，表面光洁的铸锭产品，从而提高了铸锭的整体质量。
2、工业现场主要采用多流半连续铸造，即使用安装了多个结晶器的铸造平台同时铸造数根乃至数十根铸锭的生产技术。多流半连续铸造单位时间内需要的熔体体积较大，以镁合金为例，单个坩埚单次熔炼重量在4吨左右，在工业生产时，常常采用多个坩埚熔炼原料，将原料进行精炼保温后，再分流至数个结晶器内。
3、在铸造过程中，结晶器内金属熔体行为可大致分为浇铸、凝固、拉出三部分，在多流半连续铸造过程中，坩埚内的高温熔体需要分流进不同的结晶器内，随后在对应的结晶器内完成浇铸、凝固、拉出等步骤，完成铸锭的生产。
4、搭建分流平台是最常用的熔体分流方式，即构建分流槽，常见的为开放式流槽。而开放式流槽不仅容易造成熔体氧化、引入杂质，更容易造成结晶器内液面波动，影响铸锭的生产质量。需要保证单位时间内金属熔体的流入量与铸锭拉出体积保持动态平衡，即结晶器内液位尽可能保证平稳，即可保证结晶器的正常工作。一旦单位时间内液体流入量与铸锭拉出体积无法正确匹配，就会造成结晶器内液面波动，导致氧化物、夹杂、进入铸锭内部，甚至导致漏液、断流，严重影响生产效率，恶化铸锭内部组织与表面质量，甚至导致严重后果。当结晶器液位波动较大时，液态金属会受到较大的液面压力变化，造成不稳定的浇注速度和铸坯形状。这会导致铸坯表面出现不均匀的凝固率，引起缺陷和夹杂物的形成。此外，结晶器液位波动还可能导致坯壳的强度变差。液位的无规则变化会引起铸坯内部应力的变化，从而影响坯壳的稳固性。若坯壳的强度不足，当拉伸铸坯时，坯壳可能会发生断裂或破裂，使得连铸过程中的一次浇注无法顺利进行，造成生产中断和浪费。
5、镁合金较为活泼，高温熔体在空气氛围下极易氧化，因此在熔体分流时，常用导液管代替导流槽，并且为了保证结晶器内液面平稳，在实际生产时会利用分流器，作为结晶器与坩埚的中间装置。由于镁合金较低的凝固温度与较低的热导率，分流过程中如果导液距离过长，镁合金熔体在流经分流器时，温度下降过大，轻则造成熔体到达结晶器时温度过低，增大铸锭偏析程度，重则造成熔体在导液过程中凝固，堵塞导液管和分流器，影响生产进度。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有导液装置存在温度变化大造成管道堵塞的问题，提供一种镁合金半连铸熔体导流装置。
2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
3、一种镁合金半连铸熔体导流装置，包括法兰机构和导液管。
4、法兰机构包括内置加热结构的上法兰、下法兰以及卡扣件、活塞和三通件；上法兰和下法兰同轴设置，卡扣件位于上法兰、下法兰的圆周边缘，用于将上法兰、下法兰紧密贴合；三通件的一端焊接在下法兰的中部且与下法兰中部连通，三通件的另外两端位于下法兰的下方；活塞中空设置，其底端塞入上法兰中部并延伸至下法兰内，且塞入三通件的端部内；
5、导液管包括第一导液管和两个第二导液管；活塞顶端与第一导液管的一端密封连接，三通件位于下法兰下方的两端分别与第二导液管的一端连接；
6、当第一导液管背离法兰机构的一端作为输入端、第二导液管背离法兰机构的一端作为输出端时，法兰机构和导液管构成分流器；反之构成合流器。
7、进一步的，上法兰、下法兰的中部内壁开有空腔，所述空腔内置电阻加热体，电阻加热体的导线水平向外延伸，外接电源形成电流回路，构成上法兰、下法兰的加热结构。
8、进一步的，上法兰的顶部设置有盖板，盖板与活塞顶端外壁焊接固定，盖板、上法兰、下法兰通过卡扣件紧密贴合。
9、进一步的，活塞呈上宽下窄状，由上到下斜度为2°～5°，活塞的顶端高于盖板顶面10-30mm。
10、进一步的，第二导液管与三通件连接的一端设置有不锈钢过滤纱网。
11、进一步的，上法兰和下法兰之间设置有环形石墨盘根，环形石墨盘根的内径大于上法兰和下法兰的内径。
12、进一步的，卡扣件包括u型卡扣和微调螺栓；盖板、上法兰、下法兰形成三层板状结构，位于u型卡扣的开口间隙内且贴合，u型卡扣的开口壁上螺纹连接有微调螺栓，微调螺栓位于所述三层板状结构的轴向上，且微调螺栓的端部与盖板或者下法兰端面相接触。
13、进一步的，卡扣件包括限位螺杆和限位螺母；盖板、上法兰、下法兰形成三层板状结构，所述三层板状结构沿其轴向开有通孔，所述通孔与加热结构错位设置，所述通孔内壁一处沿其径向向外延伸，形成限位开孔，且下法兰的底部开有限位槽，限位槽与所述通孔连通；限位螺杆的一端沿其径向向外延伸形成限位凸起，所述限位凸起与所述限位开孔、所述限位槽相匹配；限位螺母位于所述三层板状结构上方且与限位螺杆螺纹连接。
14、进一步的，第一导液管和第二导液管背离法兰机构的一端分别插入坩埚和结晶器内，坩埚上设置有用于促使熔体流入第一导液管或第二导液管的气体压强结构。
15、进一步的，第一导液管和第二导液管的外表面包裹有保温棉，第一导液管和/或第二导液管上设置有电极加热结构。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
17、1、本发明通过密封的导液管对熔体进行传输，避免了在熔体分流过程中造成的镁合金氧化，法兰结构可拆卸，方便后续的清理操作，且带有加热功能，令金属熔体在导液过程中保持温度水平，确保导液进程顺利进行，保证生产效率，提高铸造产品的表面质量和光洁度，降低夹渣、内部缺陷的可能性；
18、2、本发明通过设置有不锈钢过滤纱网，令熔体在稳定流态下尽可能保证纯净熔体流出；此外，活塞的尺寸可以根据实际情况更换，以适配对应管径的导液管。
技术特征：
1.一种镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，其用于镁合金半连续铸造过程的熔体分流与合流；所述镁合金半连铸熔体导流装置包括：
2.根据权利要求1所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，上法兰(101)、下法兰(102)的中部内壁开有空腔，所述空腔内置电阻加热体(106)，电阻加热体(106)的导线水平向外延伸，外接电源形成电流回路，构成上法兰(101)、下法兰(102)的加热结构。
3.根据权利要求1所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，上法兰(101)的顶部设置有盖板(107)，盖板(107)与活塞(104)顶端外壁焊接固定，盖板(107)、上法兰(101)、下法兰(102)通过卡扣件(103)紧密贴合。
4.根据权利要求3所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，活塞(104)呈上宽下窄状，由上到下斜度为2°～5°，活塞(104)的顶端高于盖板(107)顶面10-30mm。
5.根据权利要求1所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，第二导液管(202)与三通件(105)连接的一端设置有不锈钢过滤纱网。
6.根据权利要求1所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，上法兰(101)和下法兰(102)之间设置有环形石墨盘根(108)，环形石墨盘根(108)的内径大于上法兰(101)、下法兰(102)的内径。
7.根据权利要求3所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，卡扣件(103)包括u型卡扣(131)和微调螺栓(132)；盖板(107)、上法兰(101)、下法兰(102)形成三层板状结构，位于u型卡扣(131)的开口间隙内且贴合，u型卡扣(131)的开口壁上螺纹连接有微调螺栓(132)，微调螺栓(132)位于所述三层板状结构的轴向上，且微调螺栓(132)的端部与盖板(107)或者下法兰(102)端面相接触。
8.根据权利要求3所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，卡扣件(103)包括限位螺杆(133)和限位螺母(134)；盖板(107)、上法兰(101)、下法兰(102)形成三层板状结构，所述三层板状结构沿其轴向开有通孔，所述通孔与加热结构错位设置，所述通孔内壁一处沿其径向向外延伸，形成限位开孔，且下法兰(102)的底部开有限位槽，限位槽与所述通孔连通；限位螺杆(133)的一端沿其径向向外延伸形成限位凸起，所述限位凸起与所述限位开孔、所述限位槽相匹配；限位螺母(134)位于所述三层板状结构上方且与限位螺杆(133)螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，第一导液管(201)和第二导液管(202)背离法兰机构(100)的一端分别插入坩埚(3)和结晶器(4)内，坩埚(3)上设置有用于促使熔体流入第一导液管(201)或第二导液管(202)的气体压强结构。
10.根据权利要求9所述的镁合金半连铸熔体导流装置，其特征在于，第一导液管(201)和第二导液管(202)的外表面包裹有保温棉，第一导液管(201)和/或第二导液管(202)上设置有电极加热结构。
技术总结
本发明提供一种镁合金半连铸熔体导流装置。该导流装置包括法兰机构和导液管。法兰机构包括内置加热结构的上法兰、下法兰以及卡扣件、活塞和三通件；上法兰和下法兰同轴设置，卡扣件位于上法兰、下法兰的圆周边缘，用于将上法兰、下法兰紧密贴合；三通件的一端焊接在下法兰的中部且与下法兰中部连通，三通件的另外两端位于下法兰的下方；活塞中空设置，其底端塞入上法兰中部并延伸至下法兰内，且塞入三通件的端部内；导液管包括第一导液管和两个第二导液管；活塞顶端与第一导液管的一端密封连接，三通件位于下法兰下方的两端分别与第二导液管的一端连接。本发明令金属熔体在导液过程中保持温度水平，确保导液进程顺利进行，保证生产效率。
技术研发人员：徐玉棱,顾军,乐启炽,祝亚同,赵大志,廖启宇,王彤,宝磊
受保护的技术使用者：宝玛克（合肥）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23