铝棒气滑结晶器的设计与制造

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铝棒气滑结晶器的设计与制造

数控高级技师论文第四篇

摘要：介绍了铝合金圆棒气滑铸造原理和特点，设计制造了一种能铸造较大规格的铝棒气滑结

晶器，并在调试出合理工艺参数后，生产出满足企业规格和质量需求的产品。

关键词：气滑；结晶器；铝合金铸造；

铝作为地壳中含量最丰富的金属元素，具有密度小、重量轻、强度高以及价格适中等特点，被

广泛应用于各个领域。近年来，随着国民经济高速发展，在国家大力提倡节能减排背景下，铝

合金需求量越来越大，对型材品质和性能要求不断提高。因辽宁忠旺机械设备制造有限公司生

产需求，急需研发一种规格 φ343 的气滑结晶器。

　 1　气滑铸造原理和特点

气滑铸造是目前世界上最先进的铝合金半连续铸造技术之一，其原理是在结晶器上分别开孔，

铸造油和压缩空气通过管道输送至结晶器相应孔中；然后再进入石墨环中混合，在石墨环内表

面形成油气膜。熔融铝液在石墨环处一次冷却凝固成壳，随着铸机下移，铝液不断充满凝壳；

结晶器喷出的水对凝壳进行二次冷却，凝壳内部熔液逐渐固化，形成铝棒。

由此可见，气滑铸造具有如下特点。

第一，石墨环内表面油气膜可使铝液快速固化，产生最低限度的合金偏析，从而减少凝壳厚度

和液穴深度，获得晶粒更小、组织更均匀的铝棒。

第二，由于油气膜隔绝了铝液和结晶器接触，所以可获得更光滑的铝棒表面。

第三，铸造油和冷却水使用量较少。

第四，铸造速度快，生产效率高。

第五，后续工序优化，为企业带来更大的经济效益。

第六，铝棒规格越大，加工和制作难度越大，对结晶器及其配件性能要求越高。

2　结晶器的设计和制作

结晶器结构设计详图如图 2所示。本结构是在美国 Wagstaff 公司设计的结晶器的基础上，针对

大规格气滑结晶器的特点进行了优化。

由图 1可知，1结晶器本体采用 6082 铝棒经五轴数控机床加工而成，以保证其必要的强度和精

度；2为5系铝板制成的隔水板，可起到过滤冷却水中杂质和调节水压的作用；4转接板和5石

墨环均采用进口品牌产品；4压盖将转接板压紧，并通过密封圈 3 密封，以防止油气泄漏。

经试验，可得出以下几项数据：第一，结晶器整体最佳高度为 149mm,有效冷却高度最佳值为

39mm;第二，冷却水孔采用双排水冷却，一次冷却角度为 45°，二次冷却角度为 23°，该角度既

提高了结晶器冷却效率，加长了铝棒表面泡核沸腾距离，又减小了水冲击铝棒表面后反弹水量

与水速度。制造装配完成的结晶器如图 2 所示。

图2 φ343 结晶器成品图

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铝棒气滑结晶器的设计与制造数控高级技师论文第四篇摘要：介绍了铝合金圆棒气滑铸造原理和特点，设计制造了一种能铸造较大规格的铝棒气滑结晶器，并在调试出合理工艺参数后，生产出满足企业规格和质量需求的产品。关键词：气滑；结晶器；铝合金铸造；铝作为地壳中含量最丰富的金属元素，具有密度小、重量轻、强度高以及价格适中等特点，被广泛应用于各个领域。近年来，随着国民经济高速发展，在国家大力提倡节能减排背景下，铝合金需求量越来越大，对型材品质和性能要求不断提高。因辽宁忠旺机械设备制造有限公司生产需求，急需研发一种规格φ343的气滑结晶器。　1　气滑铸造原理和特点气滑铸造是目前世界上最先进的铝合金半连续铸造技术之一...

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