[实用新型]锥型石墨结晶器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石墨结晶器。 

背景技术

目前，铜管铸坯的成材工艺有两种，一是水平连铸连轧法，另一是挤压法。挤压法由于挤压技术水平低，产品的偏心度大，重量轻，成材率低，成本高，能耗高，已逐步被各厂商放弃使用。水平连铸连轧法与传统的挤压法相比，具有成本低、能耗小、效率高、成材率高等特点，因而得到了较快的发展。 

铜管铸坯的水平连铸普遍选用石墨结晶器作为铸造模具，在铸坯生产过程中普遍采用直接水冷式铸造，即铸坯除了受到石墨结晶器内水室的间接冷却外，在石墨结晶器的出口处直接受到二次冷却水的强烈冷却。其中，石墨结晶器内水室冷却称为第一次水冷，石墨结晶器出口处的水冷称为第二次水冷。传统结晶器内壁是等直径的，存在以下局限性： 

1、金属都存在热胀冷缩的自然现象，铸坯在经石墨结晶器引出后，经过一冷水套时，石墨结晶器将铸坯的热量通过铜套转换到一冷水套中的冷却水中，再由一冷水套冷却水将热量散发传递出去，完成了一次结晶过程的铸坯会收缩，这时就会在石墨结晶器内壁与铸坯之间形成一个较大的内腔空间。 

2、通过二冷水套进入的冷却水带有一定压力，遇到温度较高的铸坯时会产生大量水蒸气，水蒸气会进入到由石墨结晶器内壁与铸坯形成的内腔空间里，随着铸坯向牵引方向拉伸时，石墨结晶器内壁与铸坯形成的空间内的水蒸气在遇到高温会不断的增压，对铸坯表面形成一种挤压；当其压力达到一定值（＞二冷水压）时，蒸汽的压力将得到一定程度的释放，内腔空间的蒸汽压力降低 后，通过二冷水套产生的水蒸气重新进入到腔内，腔内蒸汽压力重新升高，再次对铸坯表面形成挤压，这种一张一弛的气体呼吸现象就造成铸坯表面波纹和内部晶粒不均匀的现象产生。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中结晶器会造成铸柸表面波纹和内部晶粒不均匀的不足，提供一种锥型石墨结晶器。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种锥型石墨结晶器，具有内腔，包括位于内腔前端的铸坯出模口和位于内腔后端底部并与内腔连通的进液口，石墨结晶器外圈上套装有铜套，所述的铜套外设有冷水套，冷水套两端分别具有用于固定冷水套的环套，所述的环套的内圈与铜套外圈密封连接，环套的侧壁设有环槽，冷水套的侧边嵌装在环槽内，冷水套上设有与冷水套内腔连通的进水管接口和出水管接口，所述内腔内壁为阶梯式，包括靠近出模口的第一直筒段和与第一直筒段连接的第二直筒段，所述第一直筒段直径小于第二直筒段直径，第一直筒段长度与第二直筒段长度之比为1:4。由于改变了石墨结晶器的内壁尺寸，铸坯在直径较大的第二直筒段内完成一次结晶及收缩，并控制第一直筒段长度与第二直筒段长度之比为1:4使得铸坯有足够的空间和时间完成一次结晶及收缩；铸坯在通过直径较小的第一直筒段时，能更好的与其紧密连接，改善了石墨结晶器与铸坯间的空间间隙，二冷水套产生的水蒸气，很难再进入到内腔空间中去，避免了腔内蒸气一张一弛的气体呼吸现象的产生，对改善铸坯表面的波浪纹的深度和内部晶粒不均匀性起到显著的作用。 

进一步地，所述的第二直筒段直径为93.8mm，第一直筒段直径为92.3mm。 由于增大了第二直筒段直径Φd（93.8）（传统石墨结晶器内径为92.8mm），使得铸坯在经过第二直筒段时，有足够的空间来完成一次结晶，在经过第一直筒段时，保证了铸坯与石墨结晶器的紧密连接，使水蒸气很难进入石墨结晶器内腔中。 

本实用新型的有益效果是，本实用新型由于改变了石墨结晶器的内壁尺寸，铸坯在完成一次结晶及收缩，使得铸坯在通过直径较小的第一直筒段时，能更好的与其紧密连接，改善了石墨结晶器与铸坯间的空间间隙。通过二冷水套产生的水蒸气，很难再进入到内腔空间中去，避免了腔内蒸气一张一弛的气体呼吸现象的产生，对改善铸坯表面的波浪纹的深度和内部晶粒不均匀性起到显著的作用。由于更好的保证了铸坯与石墨结晶器的间隙，降低了铸坯表面波浪纹的高度，铸坯表面质量也得到改善，缺陷变少，内部晶粒得到细化，减少了模具成型表面的磨损，提高了模具的使用寿命。 

附图说明

图1是本实用新型石墨结晶器的结构示意图； 

图中：1.进液口，2.铜套，3.冷水套，4.环套，5.进水管接口，6.出水管接口，7.第一直筒段，8.第二直筒段。 

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。