銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，外部的石墨外套和內(nèi)部的石墨芯棒形成環(huán)形的內(nèi)腔；石墨外套的下部設有進液口，石墨外套中部往上依次套裝有壓板、法蘭以及冷卻銅套；壓板與石墨外套之間設有耐火材料保護套；壓板內(nèi)設有冷卻水套，冷卻水套內(nèi)設有電磁發(fā)生腔，電磁發(fā)生腔內(nèi)安裝多個電磁線圈，電磁線圈與三相電源連接，電磁線圈的外側裝有導磁材料制成的磁軛；壓板和法蘭均為奧氏體不銹鋼。本實用新型的上引連鑄法采用有芯結晶器，直接向上牽引就可以得到空心管坯，并且通過電磁發(fā)生器的電磁攪拌效應，使金屬液體在結晶器內(nèi)腔中能夠發(fā)生流動及傳熱傳質，從而達到細化晶粒而使凝固組織更細，提高鑄坯的質量。
【專利說明】銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及銅合金管材生產(chǎn)設備領域，具體涉及一種銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]銅管和銅合金管是海水淡化、火電核電和艦船中的熱交換系統(tǒng)的關鍵材料。目前生產(chǎn)銅合金管，主要方法為擠壓法，采用其它方式如斜鑄穿孔，連鑄軋拉很少，擠壓工序生產(chǎn)過程為:先配料鑄圓坯，經(jīng)鋸切、分揀、加熱、擠壓、酸洗、然后經(jīng)軋制、拉伸至成品管，其缺陷在于:(1)生產(chǎn)工序繁雜，輔助設施多，維修模具費用高，占地面積大，人員要求多，素質要求高；(2)投資規(guī)模大，少則上億元，多則幾億元；(3)圓坯二次加熱，需擠壓成型，擠壓筒、針，工作前需預熱等能耗高；(4)攪拌、鑄錠、鋸切、加熱、壓余、脫皮、酸洗等工序金屬損耗大，成品率低，供坯成品率〈90% ； (5)采用單體爐半連續(xù)鑄造或分體爐熔鑄，生產(chǎn)連續(xù)性差，效率低；(6)鋅燒損大，攪拌，二次加熱，擠壓及潤滑等煙霧大，污染嚴重；(7)管坯偏心大，影響后續(xù)冷加工，尤其是正向擠壓大口徑薄壁黃銅管的擠壓成品率為40%?60%?？偟膩碚f目前我國銅基銅合金管的工藝落后，產(chǎn)品的質量不夠穩(wěn)定、成品率低以及成本高。上引連鑄是一種連續(xù)鑄造的方法，其原理是利用金屬熔液冷卻結晶的原理，從熔融的金屬或者合金熔液中緩慢連續(xù)地抽出具有一定形狀的固態(tài)金屬線材或板材，其優(yōu)點是無需經(jīng)過擠壓、軋制、拉拔等工作過程，連續(xù)生產(chǎn)能力大，目前主要用于無氧銅線、鋼材的生產(chǎn)；冷卻結晶系統(tǒng)是上引連鑄的一個關鍵設備，目前國內(nèi)研究采用無氧銅線生產(chǎn)中采用的無芯式結晶器來生產(chǎn)空心連鑄坯，通過控制冷卻水的強度來控制管坯壁厚，此種方式對生產(chǎn)條件的穩(wěn)定性要求較高，產(chǎn)品的質量不容易控制，并且冷卻過程中金屬熔液受熱不均勻，靠近水套的一側冷卻速度快而遠離的一次冷卻速度慢，造成管坯外表有裂紋、內(nèi)部凝固組織粗大的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明具體技術方案是:包括外部的石墨外套和內(nèi)部的石墨芯棒，且石墨外套和石墨芯棒形成環(huán)形的內(nèi)腔；石墨外套的下部設有進液口，石墨外套中部往上依次套裝有壓板、法蘭以及冷卻銅套；所述的壓板與石墨外套之間設有15-20_厚的耐火材料保護套；所述壓板內(nèi)設有冷卻水套，冷卻水套內(nèi)設有電磁發(fā)生腔，電磁發(fā)生腔內(nèi)安裝多個電磁線圈，電磁線圈與三相電源連接，電磁線圈的外側裝有導磁材料制成的磁軛；所述的壓板和法蘭均為奧氏體不銹鋼；所述的三相電源的電流頻率為50Hz，電流強度為80-90A ;所述的石墨芯棒為錐度為1.2-1.4的圓臺。
[0005]上述方案可進一步改進為:
[0006]所述的冷卻銅套內(nèi)設有間隔布置的折流板。[0007]所述的耐火材料保護套為碳化硅磚、剛玉磚保護套或耐火泥套。
[0008]所述的石墨外套的內(nèi)表面以及石墨芯棒外表面的粗糙度在0.5以下。
[0009]所述的冷卻水套為不銹鋼冷卻水套。
[0010]所述的電磁發(fā)生腔內(nèi)設有環(huán)形聚磁框。
[0011]所述的奧氏體不銹鋼優(yōu)選為lCrl7Mn6Nil5N、0Crl8Nil0Ti 或者 lCrl8Nil2Mo3Ti。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明中的上引連鑄法采用有芯結晶器，直接向上牽引就可以得到空心管坯，提高了管坯的厚度的均勻性，并且通過電磁發(fā)生器的作用，通過電磁攪拌效應，使金屬液體在結晶器內(nèi)腔中能夠發(fā)生流動及傳熱傳質，從而達到細化晶粒而使凝固組織更細，提聞鑄還的質量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種實施例的結構示意圖；
[0014]圖中:1、進液口，2、石墨外套，3、壓板，4、折流板，5、冷卻銅套，6、空心管坯，7、石墨芯棒，8、法蘭，9、磁軛，10、電磁線圈，11、耐火材料保護套，12、內(nèi)腔，14、不銹鋼冷卻水套，15、電磁發(fā)生腔。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
[0016]參見圖1，一種銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，包括外部的石墨外套2和內(nèi)部的石墨芯棒7，且石墨外套2和石墨芯棒7形成環(huán)形的內(nèi)腔12 ;石墨外套2的下部設有進液口 I，石墨外套2中部往上依次套裝有壓板3、法蘭8以及冷卻銅套5，冷卻銅套內(nèi)設有間隔布置的折流板4 ;壓板3與石墨外套2之間設有15-20_厚的耐火材料保護套11，耐火材料保護套優(yōu)選為碳化硅磚、剛玉磚保護套或耐火泥套；壓板3內(nèi)設有不銹鋼冷卻水套14，不銹鋼冷卻水套14內(nèi)設有電磁發(fā)生腔15，電磁發(fā)生腔15內(nèi)安裝多個電磁線圈10，電磁線圈10與電源連接，電磁線圈10的外側裝有導磁材料制成的磁軛9，磁軛可以用純鐵來制作；壓板3和法蘭8均為奧氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼優(yōu)選為lCrl7Mn6Nil5N、0Crl8Nil0Ti或者lCrl8Nil2Mo3Ti，實驗證明壓板和法蘭選擇以上弱導磁或者非導磁材質時，被其吸收的磁力線最少，電磁發(fā)生器的磁感應強度削弱最少；電源的電流頻率為50Hz，電流強度優(yōu)選為80-90A，電流強度過高，感應電流產(chǎn)生的joule熱過大，導致部分形核核心被重融，凝固組織的細化作用被抑制，凝固組織開始變粗；石墨芯棒7為錐度為1.2-1.4的圓臺，錐度圓臺是為了避免牽引拉坯過程中管坯收縮包覆石墨芯棒而增大摩擦力。石墨外套2的內(nèi)表面以及石墨芯棒7外表面的粗糙度在0.5以下。
[0017]本發(fā)明的工作過程為:通過壓板3和法蘭8將本裝置固定在電爐上，使石墨外套2的進液口 I浸入金屬熔液液面之下，向冷卻銅套5、不銹鋼冷卻水套14中通入冷卻水，打開電源，此時金屬熔液進入內(nèi)腔12，并在牽引裝置牽引作用下形成連續(xù)的管坯。磁軛9可以增強電磁線圈10產(chǎn)生的電磁場，磁軛材質可以選擇純鐵。不銹鋼冷卻水套14中的冷卻水能夠防止電磁線圈10長時間高溫烘烤而損壞。
[0018]實施例2
[0019]為了減少漏磁，同時提高工作區(qū)域內(nèi)的磁感應強度，電磁發(fā)生腔15內(nèi)還設有環(huán)形聚磁框。
[0020]對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，有可能對具體尺寸，或者局部結構做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:包括外部的石墨外套(2)和內(nèi)部的石墨芯棒(7)，且石墨外套(2)和石墨芯棒(7)形成環(huán)形的內(nèi)腔(12);石墨外套(2)的下部設有進液口(1)，石墨外套(2)中部往上依次套裝有壓板(3)、法蘭(8)以及冷卻銅套(5);所述的壓板(3)與石墨外套(2)之間設有15-20mm厚的耐火材料保護套(11);所述壓板(3)內(nèi)設有冷卻水套(14)，冷卻水套(14)內(nèi)設有電磁發(fā)生腔(15)，電磁發(fā)生腔(15)內(nèi)安裝多個電磁線圈(10)，電磁線圈(10)與三相電源連接，電磁線圈(10)的外側裝有導磁材料制成的磁軛(9);所述的壓板(3)和法蘭(8)均為奧氏體不銹鋼；所述的三相電源的電流頻率為50Hz，電流強度為80-90A ;所述的石墨芯棒(7)為錐度為1.2-1.4的圓臺。
2.根據(jù)權利要求1所述的銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻銅套(5 )內(nèi)設有間隔布置的折流板(4 )。
3.根據(jù)權利要求2所述的銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:所述的耐火材料保護套為碳化硅磚、剛玉磚保護套或耐火泥套；所述的石墨外套(2)的內(nèi)表面以及石墨芯棒(7)外表面的粗糙度在0.5以下。
4.根據(jù)權利要求3所述的銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻水套(14)為不銹鋼冷卻水套。
5.根據(jù)權利要求1-4任一所述的銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:所述的電磁發(fā)生腔(15)設有環(huán)形聚磁框。
6.根據(jù)權利要求1-4任一所述的銅管及銅合金管上引連鑄用帶芯結晶系統(tǒng)，其特征在于:所述的奧氏體不銹鋼優(yōu)選為lCrl7Mn6Nil5N、0Crl8Nil0Ti或者lCrl8Nil2Mo3Ti。
【文檔編號】B22D11/14GK203610633SQ201320873592
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權日:2013年12月29日
【發(fā)明者】燕志富, 孟文光, 李忠茂, 李明竹 申請人:山東亨圓銅業(yè)有限公司