一种金属锭表面加速凝固装置的制作方法

1.本实用新型属于金属锭生产领域，具体地说是一种金属锭表面加速凝固装置。


背景技术：

2.铸造工艺是将高温熔融的熔体注入模具中，待冷却后取出得到铸坯件，注入过程是产品好坏的关键步骤。铸造过程也即为由液态结晶成固态的物理过程，在熔体凝固结晶过程中，冷却强度的提升可以有效避免熔体中部分元素的偏析现象，而且高的冷却强度可以在一定程度上提升铸造产品的晶粒度。所以，在金属锭铸造生产线上设置冷却系统是非常有必要的。
3.现在大部分的铸造生产线上对于铸造锭加速冷却凝固的方式主要体现在铸造线下方增加对模具底部的水冷装置。现有的坯锭生产和半连续生产两种方式本质上相当于对金属熔体的四周都添加了强冷装置，因此坯锭生产和半连续生产两种方式产出的产品外观美观，内部晶粒组织均匀，细密。但目前铸造锭生产线由于浇铸缘故，模具上方没有直接与熔体接触的冷却条件，对于冷却速度最慢的金属锭表面的加速凝固的方面缺乏有效的、安全的、简易的装置。


技术实现要素：

4.针对目前缺乏有效安全对金属锭表面加速冷却的装置的问题，本实用新型的目的在于提供一种金属锭表面加速凝固装置。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种金属锭表面加速凝固装置，包括空心壳体、冷却水输入管道及支撑架，所述冷却水输入管道穿过所述空心壳体、且所述空心壳体在所述冷却水输入管道上转动，所述空心壳体的外周面上凸设有与金属锭模具内部间隙配合的凸起部，所述空心壳体的端面上设有排水管；
7.所述冷却水输入管道通过所述支撑架支撑，位于所述空心壳体外侧的所述冷却水输入管道上设有进水口，位于所述空心壳体内部的所述冷却水输入管道上设有若干个喷嘴。
8.所述空心壳体的内侧面上与各所述凸起部对应的位置均设有凹槽。
9.所述空心壳体通过滚动轴承与所述冷却水输入管道转动连接。
10.所述空心壳体与所述冷却水输入管道的轴向中心线共线。
11.所述支撑架采用液压支撑杆，所述液压支撑杆的上端设有与所述冷却水输入管道相契合的支撑槽部，所述冷却水输入管道的位于空心壳体外的端部容置于支撑槽部内，实现所述支撑架对所述冷却水输入管道的支撑。
12.所述排水管设置于靠近所述空心壳体外周面的位置。
13.所述进水口设置于所述冷却水输入管道的一端，所述冷却水输入管道的另一端为封闭端。
14.所述凸起部的外表面刷涂有二氧化钛或者氮化硼涂料层。
15.本实用新型的优点与积极效果为：
16.1.本实用新型可以避免金属锭表面出现因最终凝固而产生的缩松，缩孔等现象，而且本实用新型相当于在金属模具上方加装顶盖冷却，可以使金属锭表面在冷却后和金属锭的底面和侧面一样呈现光滑的表层，大大提升金属锭的外观质量；
17.2.本实用新型可加快金属锭表面的凝固收缩，可以缓解或者解决合金类产品在凝固过程中容易出现的成分偏析问题，间接解决因成分偏析导致的产品各项性能指标不良的问题，提升产品的内在质量；
18.3.本实用新型可以与现有的铸造生产线中的金属熔体分流器，激光测位装置等进行联动，实现自动化操作；
19.4.本实用新型可使冷却水不直接与金属熔体接触，可以避免发生熔体爆炸事故，冷却水可以进行循环使用，避免水资源的浪费。
附图说明
20.图1为本实用新型的外部结构示意图；
21.图2为本实用新型的剖视结构示意图。
22.图中：1为空心壳体、101为凸起部、102为凹槽、2为冷却水输入管道、201为进水口、3为支撑架、301为支撑槽部、4为排水管、5为喷嘴、6为滚动轴承、001为金属锭模具。
具体实施方式
23.下面结合附图1-2对本实用新型作进一步详述。
24.一种金属锭表面加速凝固装置，包括空心壳体1、冷却水输入管道2及支撑架3，冷却水输入管道2穿过空心壳体1、且空心壳体1能够在冷却水输入管道2上转动，空心壳体1的外周面上凸设有若干个与金属锭模具001内部间隙配合的凸起部101，各凸起部101均匀设置于空心壳体1的外周面上，空心壳体1的内侧面上与各凸起部101对应的位置均设有凹槽102，空心壳体1的端面上设有排水管4。本实施例中空心壳体1随着放置金属锭模具001的生产线运行而被动进行转动。空心壳体1也可以配合电动装置，与生产线运行供应设备联动，主动运行。
25.冷却水输入管道2通过支撑架3支撑，位于空心壳体1外侧的冷却水输入管道2上设有进水口201，位于空心壳体1内部的冷却水输入管道2上设有若干个喷嘴5，喷嘴5的设置采用现有技术。进水口2处可以加装现有技术常用的流量调节及气流输入装置等，通过调节水流量、风流量或者喷嘴5状态可以调节冷却强度。进水口201和排水管4可以设计在空心壳体1的同侧或者不同的侧面。
26.冷取水经由进水口201输入至冷却水输入管道2中，并经由喷嘴5喷入至空心壳体1；冷取水流入空心壳体1中，对空心壳体1进行冷却，凸起部101与金属锭模具001内部的金属熔体接触，产生“冷铁效应”，进而速金属熔体的表面冷却速度；空心壳体1上的排水管4转动至空心壳体1的下侧位置时，在空心壳体1中的冷却水从排水管4排出，经由设置在金属锭生产线下方的冷却水槽(说明书附图中未示出)流走以进行循环使用。凹槽102的设置，冷却水流入凹槽102时对凸起部101进行快速冷却。
27.具体而言，本实施例中空心壳体1通过滚动轴承6与冷却水输入管道2转动连接，滚动轴承6采用市购产品。
28.具体而言，本实施例中空心壳体1与冷却水输入管道2的轴向中心线共线。
29.具体而言，本实施例中支撑架3采用市购的液压支撑杆，液压支撑杆的安装及设置方式采用现有技术，液压支撑杆的上端设有与冷却水输入管道2相契合的支撑槽部301，冷却水输入管道2的位于空心壳体1外的端部容置于支撑槽部301内，实现支撑架3对冷却水输入管道2的支撑，可方便地调节冷却水输入管道2及空心壳体1的高度位置。支撑槽部301的设置，可对冷却水输入管道2起到稳定支撑的作用。
30.具体而言，本实施例中排水管4设置于靠近空心壳体1外周面的位置，以便空心壳体1内的冷取水及时排出；当排水管4的高度位置随空心壳体1转动而上升时，冷却水水位低于排水管4的高度位置而暂时无法排出。
31.具体而言，本实施例中进水口201设置于冷却水输入管道2的一端，冷却水输入管道2的另一端为封闭端。
32.具体而言，本实施例中凸起部101的外表面刷涂有二氧化钛或者氮化硼涂料层，可在不污染金属熔体的情况下避免和熔体发生粘连现象。
33.工作原理：
34.空心壳体1随着放置金属锭模具001的生产线运行而进行转动；冷取水经由进水口201输入至冷却水输入管道2中，并经由喷嘴5喷入至空心壳体1；冷取水流入空心壳体1中，对空心壳体1进行冷却，凸起部101与金属锭模具001内部的金属熔体接触，产生“冷铁效应”，进而加快金属熔体的表面冷却速度；空心壳体1上的排水管4转动至空心壳体1的下侧位置时，在空心壳体1中的冷却水从排水管4排出，经由设置在金属锭生产线下方的冷却水槽流走以进行循环使用。