[发明专利]一种结晶器用铜管的连铸设备

说明书

技术领域

本发明属于特种铸造工艺及特种铸造设备技术领域，更具体地说，属于一种厚壁有色金属铜管料的短流程连续铸造技术。

背景技术

现有技术中结晶器一般有圆坯结晶器、椭圆坯结晶器、矩形坯结晶器、工字形坯结晶器。圆坯结晶器、椭圆坯结晶器、矩形坯结晶器、工字形坯结晶器分别使用圆形铜管、椭圆形铜管、矩形铜管、工字形铜管经过热处理和成型后在其管内壁上电镀铬锆等隔热材料制造。

现有技术中结晶器用铜管均采用实心坯制造而成，结晶器铜管的生产工艺是：实心铜锭加热、在锻压机上敦粗并冲孔、通过预扩或拉拔制备出空心中间坯；再次加热后、在碾环机或锻压机上制备成各类结晶器用铜管。现有技术的加工方法存在工艺复杂，制造周期长，加热火次多等缺点。

现有技术中有色金属铜管也可以采用离心法或水平拉铸法进行铸造加工，这样的加工方法只能生产薄壁有色金属铜管，不能生产厚壁有色金属铜管。离心法需要专用设备，设备投资非常大，而且不能生产厚壁有色金属铜管。水平拉铸生产的有色金属铜管薄壁不均匀，铜管的顶部尺寸与底部尺寸会有很大偏差，而且也不能生产厚壁有色金属铜管。

中国专利(CN201823900)公开了一种钢管连铸设备，该设备设有底漏铜包、内结晶器、外结晶器，底漏铜包的底部设有浸入式水口，浸入式水口伸至内结晶器、外结晶器之间形成的环形空腔中。内结晶器、外结晶器之间的环形空腔形成钢管，钢管为环形结构，在钢管上端部的外侧设置外结晶器，在钢管上端部的内侧设置内结晶器，钢管的底部设置引锭底板，获得的钢管具有致密性高和纯净度高的特点，为高端环类件和管类件提供了高质量的钢原材料。利用专利(CN201823900)公开的连铸设备生产钢管，节省敦粗和冲孔工序，仅通过拔长和扩孔工序即可制备大直径管类件和环类件，实现高端钢环类件和钢管类件的短流程制造。

中国专利(CN201823900)的技术方案用于生产钢管，由于黑色金属和有色金属的熔点和导热性有较大差异，以上专利的技术方案只适用于生产厚壁黑色金属钢管，不适合生产厚壁有色金属铜管；该专利(CN201823900)中的设备内侧只有冷却功能，使用该设备生产铜管的过程中不能对铜管的温度进行有效调节以防止铜管过快凝固，生产过程中铜管冷却速度非常快液穴深度大，液穴深度大会导致固液分界面靠近内芯处的结晶铜夹紧内芯，这就出现了“夹芯”的问题使铜管拉制工作无法进行，最终导致连铸设备报废。

有色金属结晶速度远远大于黑色金属，CN201823900这个专利中提到的设备适合于生产厚壁黑色金属钢管，但不适合于生产厚壁铜管，CN201823900这个专利生产厚壁有色金属铜管时，由于有色金属结晶速度快会引起厚壁铜管夹紧在内冷却体上而无法进行拉伸抽锭，如果铜管拉制过程中冷却速度过快则会引起非常大的液穴，这会引起固液分离现象，拉制过程中如果出现固液分离现象则会导致液穴以上的铜液泄露，同时生产出来的铜管会有明显的裂纹。

发明内容

本发明为了解决以上技术问题，提供了一种有色金属结晶器用铜管的连铸设备，有效地解决了大壁厚有色金属铜管料的高效生产加工问题。

本发明的结晶器用铜管的连铸设备,包括分流部分、内冷却部分、外冷却部分、引锭部分，由内冷却部分、外冷却部分和引锭部分形成铸造空间，其特征在于:所述外冷却部分的内冷却体外侧壁处环绕有加热器。

分流部分包括底漏铜包、分流漏斗、流铜液口、铜液。铜液经过底漏铜包进入分流漏斗，铜液经过分流漏斗上的流铜液口进入由内冷却部分、外冷却部分和引锭部分形成的铸造空间。

内冷却部分包括内冷却体、内冷却腔、内芯架。内冷却体中有内冷却腔，冷却液通过内冷却体中有内冷却腔对铸造空间中的铜管进行冷却；内芯架用于对内冷却体进行支撑。

外冷却部分包括外石墨壁、外冷却体、外冷却腔。外冷却体中有外冷却腔，冷却水通过外冷却腔对铜管的外壁进行强制冷却。外冷却体的内壁上安装有外石墨壁，外石墨壁对连铸过程中铜管在铸造空间内轴向运动起到润滑作用。

引锭部分为引锭底板。引锭底板上加工有燕尾槽、蘑菇槽或其他形状的槽体，铸造空间内冷却成型的铜管通过燕尾槽或蘑菇槽固定在引锭底板上，引锭底板带动冷却成型的铜管在铸造空间内轴向运动。

所述加热器是电阻加热装置，电阻加热装置是由云母包裹着加热电阻丝，云母对加热电阻丝起到绝缘作用。

所述分流部分有漏斗加热器，漏斗加热器是电阻加热装置，漏斗加热器是由云母包裹着加热电阻丝，云母对加热电阻丝起到绝缘作用。