[实用新型]一种紫铜铸管坯水平连续铸造的电磁改性装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种金属连续铸造装置，具体地说是紫铜铸管坯水平连续铸造的电磁改性装置。

背景技术

薄壁铜管是制造空调两器(蒸发器和冷凝器)传热管的关键材料。但是，由于空调设备对能源的消耗很大，并且加重了地球温室效应，造成臭氧层空洞的扩大，对地球的环境保护造成重大损害。同时，铜管也消耗了大量的铜资源。因此，研发新一代具有高精度、高散热性、高清洁度、轻量化的内螺纹管，提高热交换性能，促进空调设备向着小型、高效、节能、环保、健康的方向发展，是对铜管制造业提出的又一个重大技术课题，也要求我们铸造出优质的铜铸坯，从而向市场提供优质的铜管材。

2007年世界铜产量约1469万吨，我国铜产量约628万吨，近十年来铜加工材产量平均增幅达7-9％。其中管材约119万吨。空调和制冷设备用超细、超薄、高清洁度、高精度、复杂齿形、大卷重内螺纹铜管需求迅速增加，与普通光面管相比，传热效率提高2-3倍，节省铜材30％，可以适应新型对大气臭氧层破坏系统为零的制冷剂，对环保、节能、节材、空调机的小型化、高效化作出了贡献，国内内螺纹铜管应用率已达80以上。

目前，90％以上的铜传热管是由铸轧法生产的，即由水平连铸机铸造出空心管坯，再由三辊行星轧管机轧制成一定规格的拉伸管坯，最后经盘拉、直拉制作而成。在空心管坯的水平连铸过程中，由于液态金属与模具之间直接接触，导致了铸管坯表面的各种缺陷(粗糙、裂纹、沟槽等)，缩短了石墨模具的使用寿命，另外由于受温度场的影响，铸坯凝固组织周向不均匀、内部容易产生气孔、夹杂等铸造缺陷，这些都极大地影响了内螺纹铜管的质量。

为了改善水平连铸空心管坯的质量，中国专利Z L 02119403.3和中国专利Z L 02149110.0都提出了改变结晶器水套的结构，同时将电磁约束线圈、搅拌线圈、甚至激振线圈置于结晶器水套内，同时在铜水冷套的壁上开有平行的缝隙，有利于磁场透过。但上述技术方法存在如下弊端：结晶器水套改动过大，影响整体冷却效能；同时施加多种磁场，结构、设备复杂，且相互干扰；由于管壁较薄，在结晶器水套内的管坯基本已经凝固完毕，管坯质量改善不明显。中国专利申请，CN200720109847.9，用于铜管坯水平连续铸造的装置，将电磁发生器安装在保温炉和一冷水套之间，依靠一冷水套将电磁发生器压紧在保温炉壁上，电磁发生器内通以交流电。此方法的缺陷是：一、电磁发生器承受很大的压应力，其数毫米的外壳容易被压破；二、电磁发生器的外径较小，不能完全堵住保温炉内的铜水，铜水容易从保温炉壁和电磁发生器之间漏出。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种既使用安全、安装方便，又可以控制水平连铸铜管内液体金属流动，使铸造管坯致密度增加，周向铸造组织和性能均匀的电磁场施加方法，提高产品的成品率。

本实用新型的技术方案如下：该装置主要由保温炉壁、电磁发生器、电磁发生器安装架、电磁发生器冷却水管、冷水套和石墨模具。电磁发生器固定在非导磁不锈钢制成的电磁发生器安装架内，二者同时固定在保温炉壁和冷水套之间；石墨模具在冷水套内。

该装置可以接入5-100Hz的三相换向交流电流电源，铸造时使冷水套内的石墨模具中的铜液时而受到顺时针方向电磁力的作用，时而受到逆时针方向电磁力的作用，获得高质量的铜管坯。

本实用新型有益效果是：利用非导磁不锈钢不会引起磁场衰减的原理，将电磁发生器固定在非导磁不锈钢制成的电磁发生器安装架3内，既减少了电磁发生器承受的压应力，又可以防止铜水从保温炉壁和电磁发生器之间漏出。根据电磁场理论，改变三相交流电一相的方向，就可以使电磁力的方向逆转，本专利利用自己设计的三相换向交流电源，使铜液时而受到顺时针方向电磁力的作用，时而受到逆时针方向电磁力的作用，可以产生电磁震荡，更有利于控制水平连铸铜管内液体金属流动，使铸造管坯致密度增加，周向铸造组织和性能均匀的电磁场施加方法。并提高产品的成品率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1铜液；2保温炉壁；3电磁发生器安装架；4电磁发生器；5电磁发生器冷却水管；6冷水套；7石墨模具；8铜管坯。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施例。

参看图1，一种紫铜铸管坯水平连续铸造用电磁场的施加方法和装置，将电磁发生器4固定在非导磁不锈钢制成的电磁发生器安装架3内，并将二者同时固定在保温炉壁2和一冷水套6之间，电磁发生器4通过冷却水管5冷却。安装石墨模具7和一冷水套6，打开冷却水。铸造开始前，安装引锭头和二冷水套。当保温炉内的铜液1达到1150℃时，开始水平连续铸造，铸坯长度达到1米时，电磁发生器4接通50Hz的三相交流电流，使铜管坯8在换向磁场力的作用下凝固。铸造结束时，断开电磁发生器4的电源，取下铜铸坯8，检测铸造管坯的质量。