本發(fā)明涉及上引法產(chǎn)銅工藝設(shè)備，具體涉及用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器。

背景技術(shù)：

上引法廣泛用于生產(chǎn)無(wú)氧銅桿，將電解銅經(jīng)工頻感應(yīng)爐熔化成液體，經(jīng)保溫爐將銅液溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，銅液進(jìn)入石墨模具通過(guò)上引連鑄機(jī)在結(jié)晶器中快速冷卻結(jié)晶連續(xù)不斷地生產(chǎn)出銅桿。其中銅液轉(zhuǎn)變?yōu)殂~桿的過(guò)程中，結(jié)晶的速度以及質(zhì)量，關(guān)系到無(wú)氧銅桿的產(chǎn)量以及后續(xù)可加工的塑性，結(jié)晶后的冷卻也關(guān)系到產(chǎn)品的表面的質(zhì)量，當(dāng)冷卻效果不理想的狀態(tài)下，也會(huì)影響到銅桿的產(chǎn)量。相對(duì)來(lái)講在保證產(chǎn)品后續(xù)加工塑性的前提下。結(jié)晶的速度越快，上引連鑄的產(chǎn)量就越高。結(jié)晶后的冷卻效果越好，產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量越高。

現(xiàn)有的用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括芯管1和依次套設(shè)于芯管外的襯管2、外管3，芯管1、襯管2和外管3上端與端蓋8連接，芯管1下端焊接銅套6，銅套6內(nèi)固定有石墨模具7；襯管2與芯管1、銅套6之間圍合形成進(jìn)水通道4，襯管2與外管3圍合形成出水通道5，端蓋8上設(shè)有與進(jìn)水通道4、出水通道5對(duì)應(yīng)的進(jìn)水口8、出水口9，出水通道5與進(jìn)水通道4下端連通。

通過(guò)上述結(jié)晶器產(chǎn)銅的過(guò)程可以分為3個(gè)階段：第一階段，銅液沿石墨模具進(jìn)入，此階段銅為液態(tài)；第二階段，銅液進(jìn)入石墨模具與銅套的連接部位，此階段由于冷卻水的作用，銅液釋放大量熱量，并由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)直至固態(tài)；第三階段，銅液在石墨模具內(nèi)凝結(jié)后沿芯管引出，在冷卻水的作用下，持續(xù)對(duì)芯管中形成的銅桿進(jìn)行冷卻。第二階段，銅由液體轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w直至固體的過(guò)程，是上引法生產(chǎn)無(wú)氧銅桿的關(guān)鍵步驟；其結(jié)晶過(guò)程中，若冷卻過(guò)大，易造成冷隔；若冷卻過(guò)小，易造成紅心（銅桿冷卻是由外向內(nèi)逐步結(jié)晶的過(guò)程，內(nèi)部結(jié)晶不完全冷卻效果不夠，會(huì)造成紅心、氧化）導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。第三階段，銅桿由石墨模具內(nèi)凝結(jié)完畢，此時(shí)銅桿表面溫度非常高，需要持續(xù)進(jìn)行冷卻，使銅桿出結(jié)晶器后溫度降至50度以下，以防止銅桿在高溫狀態(tài)下與空氣中的氧氣、水發(fā)生氧化反應(yīng)。

通過(guò)單一的進(jìn)水通道同時(shí)對(duì)芯管和銅套進(jìn)行熱交換，造成結(jié)晶器無(wú)法同時(shí)控制相應(yīng)第二階段與第三階段的冷卻需求，影響銅桿冷卻效果，限制銅桿上引速度，如此一來(lái)，產(chǎn)能受到制約，生產(chǎn)成本也必然上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器，其能解決現(xiàn)有結(jié)晶器無(wú)法同時(shí)控制上述第二階段與第三階段的冷卻需求，影響銅桿冷卻效果，限制銅桿上引速度，制約產(chǎn)能，成本較高的技術(shù)問題。

其技術(shù)方案是這樣的，其包括由芯管以及依次套設(shè)于芯管外的襯管、外管，所述芯管、襯管、外管的上端與端蓋連接，所述芯管與所述襯管圍合形成進(jìn)水通道，所述襯管和所述外管圍合形成出水通道，所述芯管的下端與銅套連接，所述銅套內(nèi)固定連接石墨模具，其特征在于：所述芯管外部套裝有分隔板，所述分隔板將進(jìn)水通道和出水通道分別隔斷形成獨(dú)立的第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元，所述第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元對(duì)應(yīng)的進(jìn)水出水口分別獨(dú)立設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述襯管設(shè)有兩段，所述分隔板設(shè)置于相鄰襯管之間，所述分隔板與所述芯管結(jié)合處密封連接、其外周端面與所述外管密封連接，其上端面和襯管下端面留有間隙，以使第一冷卻水道單元的進(jìn)水通道和出水通道連通；

所述端蓋上設(shè)置第一進(jìn)水口和第一出水口，所述第一進(jìn)水口和所述第一出水口分別與第一冷卻水道單元的進(jìn)水通道和出水通道連接連通；所述分隔板的下方，所述外管壁上分別設(shè)置第二進(jìn)水孔、第二出水孔，所述第二進(jìn)水口和所述第二出水口分別與第二冷卻水道單元的進(jìn)水通道和出水通道連接連通。

進(jìn)一步的，銅套設(shè)有內(nèi)螺紋，石墨模具設(shè)有外螺紋，銅套和石墨模具通過(guò)內(nèi)、外螺紋配合連接。

本發(fā)明的結(jié)晶器，通過(guò)隔板分隔形成沿芯管長(zhǎng)度方向排布的所述第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元，實(shí)現(xiàn)第三階段與第二階段的冷卻需求同時(shí)調(diào)控，從而確保冷卻效果，提升上引速度，進(jìn)而釋放產(chǎn)能，降低生成成本。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，其包括由芯管1以及依次套設(shè)于芯管1外的襯管、外管3，芯管1、襯管、外管3的上端與端蓋13連接，芯管1與襯管圍合形成進(jìn)水通道，襯管和外管3圍合形成出水通道，芯管1的下端與銅套6a連接，石墨模具7上部螺紋連接于銅套6a內(nèi)，芯管1外部套裝有分隔板13，分隔板13將進(jìn)水通道和出水通道分別隔斷形成獨(dú)立的第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元，第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元對(duì)應(yīng)的進(jìn)水出水口分別獨(dú)立設(shè)置。

該實(shí)施例中，襯管設(shè)有兩段，分別為襯管2a、襯管2b，分隔板13設(shè)置于襯管2a、襯管2b之間，分隔板13與芯管1結(jié)合處密封連接、其外周端面與外管3密封連接，其上端面和襯管2a下端面留有間隙，以使第一冷卻水道單元的進(jìn)水通道和出水通道連通；

端蓋13上設(shè)置第一進(jìn)水口8a和第一出水口9a，第一進(jìn)水口8a和第一出水口9a分別與第一冷卻水道單元的進(jìn)水通道4a和出水通道4b連接連通；分隔板13的下方，外管3壁上分別設(shè)置第二進(jìn)水孔8b、第二出水孔9b，第二進(jìn)水口8b和第二出水口9b分別與第二冷卻水道單元的進(jìn)水通道4b和出水通道5b連接連通。

該實(shí)施例中，銅套6a外管3設(shè)有基套6c，基套6c與銅套6a之間的間隙底部通過(guò)連接板6b密封連接，處于芯管1末端的襯管的下端與連接板6b間隔設(shè)置，外管3下端插裝于基套6c上部、并密封連接。

圖中隔板13與銅套6a間隔一定距離，因?yàn)樵趯?shí)際使用過(guò)程中，隔板越接近銅套，第二冷卻水道單元對(duì)結(jié)晶器產(chǎn)銅第二階段的冷卻調(diào)控越佳，但也將導(dǎo)致第二進(jìn)水口和第二出水口離工頻感應(yīng)爐越近，一旦第二進(jìn)水口和第二出水口對(duì)應(yīng)管路需要維護(hù)時(shí)，存在安全隱患（高溫）。

該實(shí)施例中，襯套2a的下端支撐于隔板13上端面的環(huán)槽內(nèi)，襯套2b的下端支撐于連接板6b上端面的環(huán)槽內(nèi)，襯套2a、襯套2b的下端為擴(kuò)口結(jié)構(gòu)，并開設(shè)齒形孔，擴(kuò)口結(jié)構(gòu)能夠提高支撐穩(wěn)固性，齒形孔的高度大于環(huán)槽深度，以形成供冷卻水流過(guò)的間隙；此外，也可在襯套2b下增設(shè)隔板，將襯套2b支撐于隔板上。

圖中，10為石墨保護(hù)套，11為石墨鱗片，12為石棉套。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了用于上引法產(chǎn)銅的結(jié)晶器，其能解決現(xiàn)有結(jié)晶器無(wú)法同時(shí)控制上述第二階段與第三階段的冷卻需求，影響銅桿冷卻效果，限制銅桿上引速度，制約產(chǎn)能，成本較高的技術(shù)問題。其包括由芯管以及依次套設(shè)于芯管外的襯管、外管，芯管、襯管、外管的上端與端蓋連接，芯管與襯管圍合形成進(jìn)水通道，襯管和外管圍合形成出水通道，芯管的下端與銅套連接，銅套內(nèi)固定連接石墨模具，其特征在于：芯管外部套裝有分隔板，分隔板將進(jìn)水通道和出水通道分別隔斷形成獨(dú)立的第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元，第一冷卻水道單元和第二冷卻水道單元對(duì)應(yīng)的進(jìn)水出水口分別獨(dú)立設(shè)置。

技術(shù)研發(fā)人員：王剛;馬曉明;陳曉東;吳斌;方圓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫超洲科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.28
技術(shù)公布日：2017.10.17