高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法与流程

本发明涉及多级冷却装置，具体为高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法。

背景技术：

1、高温合金管材连铸的多级冷却装置是一种先进的铸造设备，它通过多个冷却阶段来有效控制冷却速度和温度分布，以适应高温合金材料的凝固特性和提高铸件质量，多级冷却装置还包括液位及温度检测机构，以实时监控保温炉内的合金熔体液位和温度，确保连铸过程的稳定性和连续性；

2、高温合金管材连铸是一种先进的铸造技术，它能够连续地生产出具有均匀组织结构和优异性能的高温合金管材，在连铸过程中，通过精确控制冷却速度和凝固条件，可以有效减少管材内部的气孔、夹杂等缺陷，提高材料的密实度和均匀性；

3、高温状态下的合金管材在进行极速冷却时，会因为热胀冷缩现象导致形变，金属材料在高温下具有较高的膨胀性，当温度迅速降低时，材料会迅速收缩，如果冷却速度过快，而材料内部的应力无法及时释放，就会产生内应力，导致材料发生弯曲、扭曲或开裂等形变现象，因此，针对上述问题提出高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法，以解决如果冷却速度过快，而材料内部的应力无法及时释放，就会产生内应力，导致材料发生弯曲、扭曲或开裂等形变现象的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法，包括安装底板和预冷组件，所述安装底板顶端通过第一支撑架固定连接有预冷组件，所述预冷组件一侧通过螺栓固定连接有收热组件，所述安装底板顶端通过第二支撑架和第三支撑架固定连接有风冷组件，所述风冷组件内侧固定连接有控热组件，所述预冷组件包括罩壳，所述罩壳内侧固定连接有阻气筒，所述阻气筒前端的内侧开设有杂气出口，所述阻气筒后端的内侧固定连接有第一滤板，所述阻气筒内侧固定连接有第二滤板，所述第一滤板内侧固定连接有空心柱筒，所述空心柱筒顶端固定连接有步进电机，所述步进电机主轴末端固定连接有齿轮，所述齿轮外侧与扇叶后端的外侧啮合，所述收热组件包括固定座，所述固定座左侧固定连接有导流风机，所述固定座内侧与过滤板外侧贴合，所述导流风机左侧固定连接有折行管，所述风冷组件包括空心柱壳，所述空心柱壳外侧固定连接有凸箱，所述凸箱一侧固定连接有制冷风机，所述凸箱一侧固定连接有移动电源，所述凸箱内侧开设有冷风集槽，所述空心柱壳内侧开设有冷风出孔，所述控热组件包括锥筒，所述锥筒内侧开设有热风流道，所述锥筒内侧固定连接有保温壳，所述保温壳内侧开设有灌风槽，所述保温壳内侧开设有直吹孔。

4、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述灌风槽后端的外侧固定连接有后支柱，所述后支柱内侧开设有环形风槽，所述灌风槽前端的外侧固定连接有前支柱。

5、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述罩壳内侧为空心，所述罩壳的前端和后端贯穿开设有通孔，所述罩壳底端与第一支撑架顶端固定连接，所述罩壳左端的内侧固定连接有法兰，所述罩壳左端的内侧开设有通孔，所述罩壳左端通过法兰与固定座内侧连通。

6、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述罩壳通过杂气出口与阻气筒内侧连通，所述阻气筒内侧为空心，所述阻气筒前端和后端为贯穿结构，所述第一滤板内侧开设有通孔，所述第二滤板内侧开设有通孔，所述空心柱筒固定在第二滤板和第一滤板的内侧，所述空心柱筒与阻气筒的内侧连通。

7、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述空心柱筒的形状为空心的圆柱体，所述空心柱筒的顶端固定有支架，所述扇叶后端的外侧固定连接有齿牙，所述扇叶的中部为空心，所述扇叶通过轴承与空心柱筒转动连接。

8、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述固定座通过螺栓与罩壳左端的法兰固定连接，所述导流风机的进风口与固定座内侧连通，所述导流风机的出风口与折行管的内侧连通，所述折行管的一端与后支柱的左端固定连接，所述折行管内侧为空心结构，所述折行管与后支柱开设的环形风槽内部连通。

9、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述空心柱壳的内侧为空心，所述空心柱壳套设在控热组件的外侧，所述空心柱壳的内侧与冷风出孔连通，所述冷风出孔贯穿空心柱壳的内部，所述冷风集槽与空心柱壳内部连通，所述空心柱壳下端与第三支撑架的顶端固定连接，所述制冷风机的出风口与凸箱开设的冷风集槽内部连通，所述制冷风机与移动电源电性连接。

10、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述前支柱底端与第二支撑架顶端固定连接，所述后支柱底端与后端的第二支撑架固定连接，所述后支柱开设的环形风槽与灌风槽内部连通，所述后支柱内侧与灌风槽后端的外侧固定连接。

11、作为本发明进一步优化的内容，其中：所述锥筒的形状为空心的锥形体，所述锥筒前端的内侧和后端的内侧为贯穿结构，所述锥筒开设的热风流道与直吹孔内部连通，所述直吹孔与保温壳开设的灌风槽内部连通。

12、高温合金管材连铸的多级冷却装置的使用方法，

13、s1：实现对连铸成型的高温合金管材进行逐步冷却时，高温合金管从阻气筒内部到多个控热组件之间，通过收热组件对后支柱内部供应热气，热气通过环形风槽进行集中，通过环形风槽进入保温壳开设的灌风槽内部，通过灌风槽进入保温壳开设的直吹孔内部，从直吹孔吹向热风流道的内部，再吹向锥筒，锥筒从前往后受到热风吹到的面积逐渐递减，此时锥筒外侧的温度遍布面积不同，锥筒从前往后的温度面积逐渐从高到底，制冷风机吹出的风为冷风，移动电源为制冷风机供应电源，制冷风机吹出的分高进入凸箱开设的冷风集槽内部，从冷风集槽进入空心柱壳的内部，从冷风再从冷风出孔内部吹出，吹出的风与锥筒接触，从而可以对锥筒外部的热量带走，通过冷风与热风的混合，从而可以使吹出的冷风温度进行相应的调整，此时冷风的温度从前往后依次递减，吹出的风从锥筒之间的间隙与高温合金管接触，同时从前往后锥筒所占用的空间依次递减，对高温合金管从前到后的冷却强度是从弱到强；

14、s2：实现对初出的高温合金管材产生的有害气体进入大气中，同时实现对高温合金管材的初步冷却时，连铸成型的高温合金管材产出后就进入阻气筒前端的内侧，启动步进电机带动齿轮转动，齿轮带动外侧啮合的扇叶转动，扇叶通过轴承与空心柱筒转动连接，扇叶转动时自然风从第一滤板进入第二滤板，在进入阻气筒的内部，从阻气筒开设的杂气出口进入罩壳的内部，从罩壳左端的法兰流进收热组件内部，同时通过过滤板对高温合金管材流出的有害气体进行过滤，在自然风吹进阻气筒的内部时；

15、s3：实现对冷却时的热量进行回收时，通过过滤板过滤后，气体中的有害杂质被过滤，启动导流风机把过滤后的热气进行流通，通过折行管进入后支柱开设的环形风槽的内部。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明中， 通过设置的风冷组件和控热组件，装置实现了对高温合金管的逐步冷却，这种逐步冷却方法有效避免了因冷却速度过快而导致的材料内部应力无法及时释放，从而防止了材料发生弯曲、扭曲或开裂等形变现象，确保了冷却后的高温合金管材质量；

18、2、本发明中，通过设置的预冷组件，装置利用自然风进行初步冷却，同时过滤板对高温合金管材流出的有害气体进行过滤，减少了有害气体进入大气，保护了环境并提高了初步冷却效果，使高温合金管材外部发生硬化；

19、3、本发明中，通过设置的收热组件和后支柱，装置实现了对热量的回收利用，这种热量回收方法减少了能源消耗，提高了能源使用效率，同时固定座与罩壳左端的法兰通过螺栓固定，便于拆解和更换过滤板，保证了设备的维护和可持续性使用。

技术特征：

1.高温合金管材连铸的多级冷却装置，包括安装底板（1）和预冷组件（2），其特征在于：所述安装底板（1）顶端通过第一支撑架（6）固定连接有预冷组件（2），所述预冷组件（2）一侧通过螺栓固定连接有收热组件（3），所述安装底板（1）顶端通过第二支撑架（7）和第三支撑架（8）固定连接有风冷组件（4），所述风冷组件（4）内侧固定连接有控热组件（5）；

2.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述灌风槽（54）后端的外侧固定连接有后支柱（47），所述后支柱（47）内侧开设有环形风槽（48），所述灌风槽（54）前端的外侧固定连接有前支柱（49）。

3.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述罩壳（21）内侧为空心，所述罩壳（21）的前端和后端贯穿开设有通孔，所述罩壳（21）底端与第一支撑架（6）顶端固定连接，所述罩壳（21）左端的内侧固定连接有法兰，所述罩壳（21）左端的内侧开设有通孔，所述罩壳（21）左端通过法兰与固定座（31）内侧连通。

4.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述罩壳（21）通过杂气出口（23）与阻气筒（22）内侧连通，所述阻气筒（22）内侧为空心，所述阻气筒（22）前端和后端为贯穿结构，所述第一滤板（24）内侧开设有通孔，所述第二滤板（25）内侧开设有通孔，所述空心柱筒（26）固定在第二滤板（25）和第一滤板（24）的内侧，所述空心柱筒（26）与阻气筒（22）的内侧连通。

5.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述空心柱筒（26）的形状为空心的圆柱体，所述空心柱筒（26）的顶端固定有支架，所述扇叶（29）后端的外侧固定连接有齿牙，所述扇叶（29）的中部为空心，所述扇叶（29）通过轴承与空心柱筒（26）转动连接。

6.根据权利要求1、2任一项所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述固定座（31）通过螺栓与罩壳（21）左端的法兰固定连接，所述导流风机（32）的进风口与固定座（31）内侧连通，所述导流风机（32）的出风口与折行管（34）的内侧连通，所述折行管（34）的一端与后支柱（47）的左端固定连接，所述折行管（34）内侧为空心结构，所述折行管（34）与后支柱（47）开设的环形风槽（48）内部连通。

7.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述空心柱壳（41）的内侧为空心，所述空心柱壳（41）套设在控热组件（5）的外侧，所述空心柱壳（41）的内侧与冷风出孔（46）连通，所述冷风出孔（46）贯穿空心柱壳（41）的内部，所述冷风集槽（45）与空心柱壳（41）内部连通，所述空心柱壳（41）下端与第三支撑架（8）的顶端固定连接，所述制冷风机（43）的出风口与凸箱（42）开设的冷风集槽（45）内部连通，所述制冷风机（43）与移动电源（44）电性连接。

8.根据权利要求1、2任一项所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述前支柱（49）底端与第二支撑架（7）顶端固定连接，所述后支柱（47）底端与后端的第二支撑架（7）固定连接，所述后支柱（47）开设的环形风槽（48）与灌风槽（54）内部连通，所述后支柱（47）内侧与灌风槽（54）后端的外侧固定连接。

9.根据权利要求1所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置，其特征在于：所述锥筒（51）的形状为空心的锥形体，所述锥筒（51）前端的内侧和后端的内侧为贯穿结构，所述锥筒（51）开设的热风流道（52）与直吹孔（55）内部连通，所述直吹孔（55）与保温壳（53）开设的灌风槽（54）内部连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高温合金管材连铸的多级冷却装置的使用方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及多级冷却装置技术领域，尤其为高温合金管材连铸的多级冷却装置及其使用方法，包括安装底板和预冷组件，安装底板顶端通过第一支撑架固定连接有预冷组件，预冷组件一侧通过螺栓固定连接有收热组件，安装底板顶端通过第二支撑架和第三支撑架固定连接有风冷组件，风冷组件内侧固定连接有控热组件，预冷组件包括罩壳，罩壳内侧固定连接有阻气筒，阻气筒前端的内侧开设有杂气出口，阻气筒后端的内侧固定连接有第一滤板，阻气筒内侧固定连接有第二滤板，第一滤板内侧固定连接有空心柱筒，本发明中，装置实现了对高温合金管的逐步冷却，这种逐步冷却方法有效避免了因冷却速度过快而导致的材料内部应力无法及时释放。

技术研发人员：孙楠,郜永福
受保护的技术使用者：江苏华龙精密智造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5