本發(fā)明涉及鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種保溫帽，以及該保溫帽的制造方法。

背景技術(shù)：

金屬(例如鋁合金，以下鋁合金為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明)在鑄錠的過(guò)程中，需要將鋁合金熔體01(如圖1所示)均勻地導(dǎo)入外壁用水冷卻的結(jié)晶器02中，在結(jié)晶器02的側(cè)壁和底座03的共同作用下迅速凝固結(jié)晶，并形成一個(gè)較堅(jiān)固的凝固殼04。待結(jié)晶器02中鋁合金熔體01的水平液面達(dá)到一定高度時(shí)，鑄造機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)就帶動(dòng)底座03和已凝固在底座03上的凝固殼04一起以一定速度連續(xù)、均勻地向下移動(dòng)(如圖1所示)。脫離開(kāi)結(jié)晶器02的已凝固成鑄錠的部分立即受到來(lái)自結(jié)晶器02下緣處的二次冷卻水的直接冷卻，鑄錠的結(jié)晶層也隨之連續(xù)地向中心區(qū)域推進(jìn)并完全凝固結(jié)晶。待鑄錠長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)定尺寸后，停止鑄造，卸下鑄錠，底座03回到原始位置，即完成一個(gè)鑄次。

而為了進(jìn)一步提高鑄錠效果，目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種熱頂結(jié)晶器，其結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)鋁質(zhì)或銅質(zhì)結(jié)晶器02的基礎(chǔ)之上增加了一個(gè)環(huán)形的耐火材料制作的保溫帽05，如圖1所示，保溫帽04設(shè)置在結(jié)晶器02的側(cè)壁頂部，該保溫帽05上設(shè)置有能夠?qū)X合金熔體01引入到結(jié)晶器02中的熔體進(jìn)口06，如圖2和圖3所示，以實(shí)現(xiàn)鋁合金熔體01同水平、鋁合金熔體01保溫、去掉分流盤(pán)等目的。鋁合金熔體01供流實(shí)現(xiàn)同水平就能保證最小程度的鋁合金熔體01翻滾造渣和吸氣，從而保證了鋁合金熔體01的冶金質(zhì)量，對(duì)鋁合金熔體01進(jìn)行保溫有利于改善冷隔、渣滓上浮，去掉分流盤(pán)就幾乎消除掉光晶和粗大化合物的絕大部分的形核核心，從而大大提高鑄錠的冶金質(zhì)量。

但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，僅僅能夠制造出可靠工作的較小尺寸的保溫帽05，導(dǎo)致其僅僅只能與較小規(guī)格的結(jié)晶器02配合使用。而與大規(guī)格結(jié)晶器配合使用的較大尺寸(Ф1350mm)的保溫帽，因其幾何尺寸超大，導(dǎo)致制作難度急 劇增加，且使用時(shí)非常容易開(kāi)裂，破損的保溫帽材料還容易卷入鋁合金熔體中，不僅達(dá)不到預(yù)期的使用效果，還對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成了影響。并且，現(xiàn)有的保溫帽上除設(shè)置一個(gè)熔體進(jìn)口外再無(wú)其他結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致保溫帽中鋁合金熔體的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)不均勻，影響鑄錠的成型和組織均勻性。

因此，如何進(jìn)一步保溫帽的工作可靠性及使用效果，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種新型的、整體尺寸達(dá)到Ф1350mm的保溫帽，通過(guò)改變材質(zhì)及結(jié)構(gòu)，使其工作可靠性和使用效果均得到了顯著的提升。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種保溫帽，所述保溫帽由硅酸鋁、硅溶膠、熔融石英砂和纖維增強(qiáng)材料燒結(jié)而成，并且所述保溫帽上開(kāi)設(shè)有貫穿其側(cè)壁的多個(gè)熔體進(jìn)口。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，所述側(cè)壁上設(shè)置有周向加強(qiáng)筋。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，還包括貫穿所述側(cè)壁的熔體出口。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，全部所述熔體進(jìn)口在周向上均勻分布。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，所述保溫帽的內(nèi)腔為具有頂部開(kāi)口和底部開(kāi)口的錐形內(nèi)腔，所述頂部開(kāi)口的直徑小于所述底部開(kāi)口的直徑。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，所述頂部開(kāi)口的直徑取值范圍為1245mm～1255mm，所述底部開(kāi)口的直徑取值范圍為1275mm～1285mm。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，所述側(cè)壁的高度為205mm～215mm。

進(jìn)一步的，上述保溫帽中，所述側(cè)壁的厚度為70m～80mm。

本發(fā)明提供了一種保溫帽的制造方法，該方法適用于如上述任意一項(xiàng)所述的保溫帽，其包括以下步驟：

1)利用攪拌機(jī)將纖維狀的所述硅酸鋁攪碎；

2)向所述硅酸鋁中加入所述硅溶膠、所述熔融石英砂和所述纖維增強(qiáng)材料，并攪拌均勻；

3)將混合的所述硅酸鋁、所述硅溶膠、所述熔融石英砂和所述纖維增強(qiáng)材料倒入模具中高壓或震動(dòng)成型；

4)對(duì)成型件進(jìn)行機(jī)加工，使其尺寸及結(jié)構(gòu)符合要求；

5)對(duì)成型件進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到保溫帽成品。

本發(fā)明提供的保溫帽，與現(xiàn)有的普通耐火材料制作的保溫帽不同，采用的是將硅酸鋁、硅溶膠、熔融石英砂和纖維增強(qiáng)材料混合成型后燒結(jié)而成。其中，硅溶膠為粘接劑，硅酸鋁為基體，并起到保溫作用，熔融石英砂起耐熱脹冷縮作用，纖維增強(qiáng)材料起結(jié)構(gòu)增強(qiáng)作用，從而使由上述材料制造而成的保溫帽與普通耐火材料制造的保溫帽相比，具有較低的熱膨脹系數(shù)，耐急冷急熱能力較強(qiáng)，也具有較高的自身強(qiáng)度，使較大尺寸的保溫帽在烘烤及使用過(guò)程中不易開(kāi)裂，提高了工作可靠性和使用效果。另外，設(shè)置多個(gè)熔體進(jìn)口，還能夠令保溫帽中的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)較為均勻，更加有利于鑄錠的成型和組織均勻性。本發(fā)明還提供了上述保溫帽的一種制造方法。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中熱頂結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為傳統(tǒng)的保溫帽的俯視圖；

圖3為圖2的右視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的保溫帽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的A-A剖視圖；

圖6為保溫帽的制造方法的流程圖。

在圖1-圖5中：

鋁合金熔體01，結(jié)晶器02，底座03，凝固殼04，保溫帽05，熔體進(jìn)口06；

熔體進(jìn)口01，熔體出口02。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出了一種新型的、整體尺寸達(dá)到Ф1350mm的保溫帽，通過(guò)改變 材質(zhì)及結(jié)構(gòu)，使其工作可靠性和使用效果均得到了顯著的提升。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種較大尺寸(Ф1350mm)的保溫帽，與現(xiàn)有的保溫帽相比，在材質(zhì)及制造工藝方面，不再使用普通耐火材料加工成型，而是通過(guò)混合硅酸鋁、硅溶膠、熔融石英砂和纖維增強(qiáng)材料(如玻璃絲布等)，進(jìn)行成型操作后，再通過(guò)燒結(jié)而得到；在結(jié)構(gòu)方面不再僅設(shè)置一個(gè)熔體進(jìn)口1，而是設(shè)置多個(gè)熔體進(jìn)口1，并且還設(shè)置了熔體出口2。

通過(guò)上述改進(jìn)，制造材料的改變使得本實(shí)施例提供的保溫帽具有較低的熱膨脹系數(shù)，耐急冷急熱能力較強(qiáng)，也具有較高的自身強(qiáng)度，使較大尺寸的保溫帽在烘烤及使用過(guò)程中不易開(kāi)裂，提高了工作可靠性和使用效果，有利于技術(shù)方案在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)現(xiàn)；結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，能夠令保溫帽中的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)較為均勻，因?yàn)殡S著保溫帽規(guī)格的增大，會(huì)導(dǎo)致保溫帽中鋁合金熔體的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均勻性變差，如果此時(shí)仍然只有一個(gè)熔體進(jìn)口1，則流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的均勻性難以保證，所以設(shè)置多個(gè)熔體進(jìn)口1，則相對(duì)而言流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均勻性會(huì)更好，更加有利于鑄錠的成型和組織均勻性。

為了進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的保溫帽中，其側(cè)壁上還設(shè)置有加強(qiáng)筋(圖中未示出)，此加強(qiáng)筋能夠在保溫帽的周向上進(jìn)一步提高其自身強(qiáng)度，以減少或完全避免保溫帽在烘烤及使用過(guò)程中開(kāi)裂現(xiàn)象的發(fā)生，最大程度的保證本實(shí)施例提供的保溫帽的工作可靠性。

優(yōu)選的，本實(shí)施例提供的保溫帽中，還包括貫穿側(cè)壁的一個(gè)熔體出口2。其中，全部熔體進(jìn)口1在周向上均勻分布，并且熔體出口2與其中的一個(gè)熔體進(jìn)口1對(duì)正設(shè)置，如圖4所示。本實(shí)施例中，設(shè)置熔體出口2的作用是在發(fā)生設(shè)備異常(如鑄造機(jī)停車(chē)等)時(shí)，通過(guò)熔體出口2能夠及時(shí)的將保溫帽中的鋁合金熔體放走避免更嚴(yán)重事故的發(fā)生。在正常鑄造時(shí)，即鋁合金熔體在正常通過(guò)鋁合金熔體進(jìn)入保溫帽時(shí)，熔體出口2是堵住的。而令所有的熔體進(jìn)口1在周向上均勻分布，并令熔體出口2與熔體進(jìn)口1對(duì)正設(shè)置，能夠 進(jìn)一步提高保溫帽中鋁合金熔體的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的均勻性，并保證鋁合金熔體能夠更加快速、及時(shí)的排出。

本實(shí)施例中，保溫帽的內(nèi)腔為具有頂部開(kāi)口和底部開(kāi)口的錐形內(nèi)腔，頂部開(kāi)口的直徑小于底部開(kāi)口的直徑，如圖5所示。此種設(shè)置方式，能夠進(jìn)一步保證鋁合金熔體同水平、保溫的效果，為優(yōu)選實(shí)施方案，而且錐形內(nèi)腔的腔壁需要光滑平整，無(wú)裂紋，無(wú)氣孔。除此之外，內(nèi)腔想可以為直徑處處相等的圓柱形內(nèi)腔。具體的，頂部開(kāi)口的直徑取值范圍為1245mm～1255mm，優(yōu)選為1250mm，底部開(kāi)口的直徑取值范圍為1275mm～1285mm，優(yōu)選為1280mm。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，上述取值范圍為本實(shí)施例的優(yōu)選范圍，其更加有利于保溫帽使用效果的提升。并且優(yōu)選，在底部開(kāi)口處不設(shè)置倒角或設(shè)置倒圓角。

進(jìn)一步優(yōu)選的，側(cè)壁的高度為205mm～215mm，優(yōu)選為210mm，側(cè)壁的厚度為70m～80mm，優(yōu)選為75mm。此取值范圍同樣是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出的最符合品質(zhì)要求的最優(yōu)選數(shù)值范圍。并且，側(cè)壁的頂面和底面，即保溫帽的上沿面和下沿面均加工為平整的平面，同樣有利于使用效果的提高。

如圖6所示，本實(shí)施例還提供了上述保溫帽的一種制造方法，具體包括以下步驟：

S101、利用攪拌機(jī)將纖維狀的硅酸鋁攪碎；

S102、向攪碎的硅酸鋁中加入硅溶膠、熔融石英砂和纖維增強(qiáng)材料，并攪拌均勻；

S103、將混合均勻的硅酸鋁、硅溶膠、熔融石英砂和纖維增強(qiáng)材料倒入模具中高壓或震動(dòng)成型；

S104、對(duì)成型件進(jìn)行機(jī)加工，使其尺寸及結(jié)構(gòu)要求；

S105、對(duì)成型件進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到保溫帽成品。

利用上述方法制得的保溫帽，在第一次使用前，需要適當(dāng)打磨內(nèi)表面，再適當(dāng)小火烘烤預(yù)熱，再在內(nèi)表面上涂覆一層薄的涂料，再適當(dāng)烘烤，其中，適當(dāng)打磨是為了將保溫帽表面打磨平整，并適當(dāng)增加表面粗糙度，便于涂料的吸附，再適當(dāng)小火烘烤，也是為了便于涂料的吸附。每次使用后如發(fā)現(xiàn)涂料脫落的情況發(fā)生，先用砂紙打磨脫落區(qū)域，再用小火適當(dāng)烘烤脫落區(qū)域，再在該區(qū)域涂覆上一層薄的涂料，再適當(dāng)烘烤。每次使用后如發(fā)現(xiàn)保溫帽有 破損，先清除掉破損區(qū)域明顯松動(dòng)的部分，再用壓縮空氣吹干凈，再用修補(bǔ)料修補(bǔ)，待修補(bǔ)料完全干燥后，用砂紙打磨該修補(bǔ)區(qū)域，按前述方法重新涂覆涂料。保溫帽停止使用一段時(shí)間后再次使用時(shí)，第一熔次應(yīng)按要求充分烘烤預(yù)熱保溫帽，連續(xù)使用熔次間可不用烘烤保溫帽。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間其余的相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。