[发明专利]一种提高内螺纹铜管螺纹质量的方法及其水平连铸装置

说明书

本发明提供一种提高内螺纹铜管螺纹质量的方法及其水平连铸装置，其包括机架、轴承座、导轨、丝杠、移动台、结晶器、电磁搅拌装置、冷却铜套、热电偶和质量在线检测装置。通过质量在线检测装置实时检测的管坯内表面质量变化反映连铸过程中结晶器芯棒的磨损情况，采用安装于结晶器芯棒内的热电偶测量结晶器芯棒上轴向不同位置的金属温度，根据金属的熔点和测得的实时温度确定结晶器芯棒上金属固液结合点的位置，再通过电磁搅拌装置和铸坯拉坯速度的变化改变结晶器芯棒上金属固液结合点的位置。本发明装置可在当内螺纹管坯内表面质量因结晶器芯棒某一位置磨损严重而逐渐变差时改变结晶器芯棒上固液结合点位置，提高内螺纹管坯内表面质量。

技术领域

本发明属于冶金铸造领域，特别涉及一种提高内螺纹铜管螺纹质量的方法及其水平连铸装置。

背景技术

冷凝管是制作管式热交换器的重要部件，在热交换器工作时冷凝管内部流通冷却介质，冷凝管外部则是高温高压的蒸汽。在海水淡化、舰船锅炉、核电站等领域常用海水作为热交换器内部流通的冷却介质，由于海水具有较强的腐蚀性，因此，冷凝管的工作环境非常恶劣，这对冷凝管提出了更高的要求。内螺纹铜管是一种内表面沿管轴线方向有螺旋齿槽的铜管，具有明显的高强度、耐热性和耐蚀性，以及良好的热传导性能，满足热交换器用冷凝管的工作条件，因此得到了广泛应用。

铜管水平连铸是铸轧法生产的首道工序，对后续其他工序有着重要的影响，铜管成品质量的优劣更是可以直接在铸坯品质中体现。在内螺纹铜管坯水平连铸过程中，铸造铜液在一冷冷却水的强冷效果作用下开始凝固成管坯，铜液与管坯间的区域称为固液结合面，固液结合面在结晶器铅垂方向的对称面上显示为与结晶器轴向成一定夹角的曲线，该曲线称为液穴线，液穴线靠近结晶器入口一侧的铜液温度高于铜管的熔点，液穴线靠近结晶器出口一侧的管坯温度低于铜管的熔点。铜液在液穴线附近开始凝固成坯壳，坯壳有一定的厚度和强度，结晶器芯棒也存在一定的锥度，在拉坯运动和结晶器震动过程中，由于液穴线两侧金属与结晶器芯棒的摩擦系数不同，液穴线附近结晶器芯棒的磨损是结晶器芯棒上最严重的，而结晶器芯棒与管坯内表面直接接触，管坯内表面在后续工序中无法进行铣削加工，因此芯棒的好坏直接决定了内螺纹管坯内表面质量，然而内螺纹管坯内表面裂纹直接影响到内螺纹成品率，所以，减小结晶器芯棒磨损对内螺纹铜管生产有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在内螺纹铜管水平连铸过程中，当铸坯内表面质量因结晶器芯棒某一位置磨损严重而逐渐变差时，基于固液结合面动态调整的原理，通过改变结晶器芯棒上固液结合点的位置，提高内螺纹管坯内表面质量的装置及方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种提高内螺纹铜管螺纹质量的方法，其包括如下步骤：

步骤1，内螺纹管坯水平连铸开始时，以管坯生产允许的最低拉坯速度进行管坯生产，质量在线检测装置开始工作；

步骤2，热电偶测温，确定结晶器铅垂方向的对称面内结晶器芯棒上固液结合点的位置，其中确定固液结合点位置的步骤具体如下：

步骤S21，在结晶器芯棒端面上开设轴向测温孔，轴向测温孔内均匀安装有热电偶；

步骤S22，根据热电偶测得的温度，在结晶器铅垂方向的对称面内分别确定固液结合面与结晶器芯棒交点的位置，从上到下依次记为A、B；

步骤S23，根据A、B两交点左右热电偶的编号，按照结晶器轴向最大宽度的标准确定最左侧热电偶和最右侧热电偶的编号，最左侧热电偶与最右侧热电偶之间的位置即为结晶器芯棒上固液结合点的位置范围；

步骤3，当质量在线检测装置显示管坯内表面质量因结晶器芯棒磨损严重而逐渐变差时，控制电机移动电磁搅拌装置至固液结合点处；

步骤4，闭合电磁线圈开关，使固液结合点的位置移动至电磁线圈电源断开后下一档拉坯速度稳定生产时的固液结合点位置处；