專(zhuān)利名稱：銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬熔煉鑄造領(lǐng)域，本發(fā)明涉及熔融金屬銅液鑄造時(shí)采用的工藝及設(shè)備，具體地說(shuō)是銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備
背景技術(shù)：
金屬銅以其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐蝕性和便于冷熱壓力加工，已成為最大量使用的金屬之一，工業(yè)上廣泛用于制造有導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕等要求的各種器材。銅冶煉企業(yè)通過(guò)各種方式最終通過(guò)電解工藝將金屬銅以電解銅板的形式供應(yīng)市場(chǎng)，銅材加工企業(yè)將電解銅板加工成各種市場(chǎng)需要的材料。在將電解板變成各種市場(chǎng)產(chǎn)品時(shí)，第一道工藝就是熔煉鑄造。根據(jù)后道變形工藝 的要求，電解板通過(guò)熔煉鑄造成不同的加工材的坯料，可以是板坯，帶坯或是圓錠坯。所有銅加工工藝過(guò)程的銅廢料及回收的銅廢料也可通過(guò)熔煉鑄造工藝再次變成可加工的坯錠。銅加工技術(shù)中采用擠壓方法生產(chǎn)管、棒、型材是壓力加工的一種主要方法，銅的擠壓加工有冷熱之分，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)主要是采用熱擠壓加工。熱擠壓加工所用坯錠是圓坯錠。圓坯錠還有其他的各種用途，比如用作鍛打料等。常規(guī)的圓坯錠半連續(xù)立式鑄造工藝簡(jiǎn)介如下。熔爐爐頭(2)內(nèi)存滿熔融的銅液(3)，爐頭中央裝有I根石墨塞棒(I)，塞棒正對(duì)著石墨底碗(4)，石墨底碗裝配在爐頭底部，當(dāng)石墨塞棒和石墨底碗緊密接觸時(shí)相當(dāng)I個(gè)液體開(kāi)關(guān)，可將銅液封鎖在爐頭內(nèi)。參見(jiàn)圖I。當(dāng)石墨塞棒旋轉(zhuǎn)提起，熔融銅液即可從石墨底碗中流出，參見(jiàn)圖2。石墨底碗下部在鑄造時(shí)加裝上I根燙紅的石墨澆管(5)，石墨澆管下部直插進(jìn)銅結(jié)晶器(6)中央，熔融的銅液通過(guò)石墨澆管流到結(jié)晶器中，很快充滿結(jié)晶器。圖中銅結(jié)晶器壁鑲有I層石墨內(nèi)襯(7)。也有用鍍耐磨金屬層當(dāng)結(jié)晶器壁的。鑄造開(kāi)始時(shí)，結(jié)晶器下部引錠桿(9)升高至結(jié)晶器中部，參見(jiàn)圖3，當(dāng)熔融的銅液充滿結(jié)晶器時(shí)和引錠桿頭部連成I體。結(jié)晶器外部裝配水套(8)，水套和結(jié)晶器中空部位由外部供冷卻水，冷卻水從結(jié)晶器上部進(jìn)入，從下部噴水口噴出，對(duì)結(jié)晶器壁進(jìn)行冷卻，并通過(guò)結(jié)晶器壁對(duì)結(jié)晶器內(nèi)熔融的銅液進(jìn)行冷卻。水冷結(jié)晶器壁對(duì)液態(tài)金屬的冷卻是第I次冷卻，通常稱此水為一次冷卻水。銅液在接觸結(jié)晶器水冷壁后迅速冷卻，邊部冷凝形成固態(tài)殼體，此時(shí)中部仍然是液態(tài)金屬，結(jié)晶器內(nèi)金屬液體表現(xiàn)為液相、固相及液固兩相即過(guò)渡層。鑄造起始結(jié)晶器內(nèi)銅液冷凝成薄殼時(shí)引錠桿即可由下引機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下引，外部已成形的銅結(jié)晶坯料跟隨引錠桿下行，出結(jié)晶器壁時(shí)由結(jié)晶器下部噴水口噴出的冷卻水直接噴到表面已凝固的銅坯錠外殼，強(qiáng)化了對(duì)銅坯錠的冷卻。銅坯錠在結(jié)晶器中初步凝結(jié)成形后即被從結(jié)晶器中下引拉出，直噴的冷卻水加快銅坯錠內(nèi)部的液相及液固相過(guò)渡層完全冷凝、結(jié)晶成固態(tài)組織。從噴水口直接噴到金屬坯表面的冷卻水被稱為二次冷卻水。引錠桿下引，已成形的實(shí)心銅坯錠(10)隨引錠桿從結(jié)晶器中被引出。熔融銅液不斷從爐內(nèi)流入結(jié)晶器，在一、二次水的冷卻作用下銅液在結(jié)晶器內(nèi)不斷被冷卻成形，鑄造好的銅坯錠(10)被連續(xù)拉出，此過(guò)程連續(xù)不斷，到熔融銅液被放完才結(jié)束此鑄造過(guò)程，是有限量的連續(xù)鑄造，通常稱為半連續(xù)鑄造。如果爐內(nèi)熔融金屬液不斷由外部補(bǔ)充，已鑄造成形的金屬圓坯錠可通過(guò)在線的方式被鋸切移去，形成了鑄造過(guò)程的不中斷，則稱為全連續(xù)鑄造。在圓錠鑄造中有一類(lèi)較特殊，用途也很大的坯錠，空心圓坯錠鑄造?？招腻V鑄造比 普通實(shí)心圓錠鑄造復(fù)雜?？招膱A坯錠的鑄造是要鑄出中間有空心圓孔的坯錠，結(jié)晶器顯然要不同于實(shí)心圓徒的鑄造。常規(guī)立式鑄造空心圓坯錠所用結(jié)晶器參見(jiàn)圖3。從圖上可看出，空心錠鑄造工藝所用的結(jié)晶器形狀和實(shí)心錠鑄造相同，不同點(diǎn)在于中間有I支石墨芯(12)?？招腻V結(jié)晶器也由結(jié)晶器(6)和水套(8)構(gòu)成外部冷卻裝置，結(jié)晶器壁也由石墨內(nèi)襯(7)鑲襯。在結(jié)晶器頂部設(shè)計(jì)了 I個(gè)圓形支架(11)，支架下部止口和結(jié)晶器壁配合，可確保支架中心、石墨芯中心和結(jié)晶器中心在同一垂線上。支架(11)在結(jié)晶器頂部平面以上中心部位有I呈漏斗狀的倒圓錐套，結(jié)晶器石墨芯(12)上半段外部也是I倒圓錐臺(tái)，和支架頂部的倒圓錐套相配，正好安裝在支架圓錐套內(nèi)。石墨芯上半段中心做出圓形盲孔，盲孔正好能放進(jìn)澆管，盲孔底部由中心向外呈一定錐角，設(shè)計(jì)有2-4個(gè)小圓孔。錐角一般從15度到45度都可以，是為了保持澆鑄時(shí)金屬液表面穩(wěn)定，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)調(diào)整。石墨芯下部根據(jù)鑄錠尺寸要求一般作成略帶點(diǎn)錐度，即從上到下一般有1-2度的錐度，便于坯錠下拉時(shí)減少芯部表面的拉力。支架將石墨芯吊在結(jié)晶器中部，當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)部充滿金屬液時(shí)中心部位圍繞石墨芯形成I圓孔，當(dāng)金屬液被冷卻凝固時(shí)，中間部位自然就形成I圓孔?？招腻V鑄造起始空心錠引錠桿(13)上升到結(jié)晶器中部，空心錠引錠桿和實(shí)心錠不同的是引錠桿頂部是圓環(huán)狀，環(huán)狀引錠頭外圓和結(jié)晶器內(nèi)壁相配，和實(shí)心錠鑄造相同，內(nèi)環(huán)上升時(shí)慢慢進(jìn)入石墨芯的倒錐面，一直到和石墨芯有一定的配合止。充滿熔融銅液的爐頭翻轉(zhuǎn)至結(jié)晶器上方，澆鑄中心正對(duì)準(zhǔn)結(jié)晶器中心，已燙紅(熱)的澆管安裝到位，和實(shí)心錠鑄造時(shí)不一樣的是澆管不是插入結(jié)晶器中心位而是插入結(jié)晶器石墨芯上部的盲孔內(nèi)。當(dāng)塞棒旋啟提升，銅液從澆管中流出進(jìn)入石墨芯盲孔內(nèi)，然后從盲孔底部的幾個(gè)小孔中呈一定錐角向結(jié)晶器噴出，銅液進(jìn)入結(jié)晶器，下部接觸到空心錠引錠桿(13)頂部的環(huán)狀平面，很快布滿結(jié)晶器，銅液面上升到將放流小孔蓋沒(méi)，由于結(jié)晶器壁的一次冷卻水的冷卻作用，此時(shí)結(jié)晶器內(nèi)的接觸到結(jié)晶器壁的金屬銅液已初步凝殼，引錠桿開(kāi)始下引，冷卻成型的銅坯錠被牽引往下，因?yàn)橹虚g有石墨芯棒，下引的金屬料就不再是一實(shí)心棒而是一空心圓錠(16)。因?yàn)橹挥型獠恳?、二次冷卻水的冷卻作用，空心圓錠內(nèi)孔中心無(wú)法得到冷卻，空心圓錠內(nèi)孔的鑄造結(jié)晶狀態(tài)是無(wú)法調(diào)整的，空心圓錠外徑越大，內(nèi)部冷卻越不充分，晶粒就越粗大，對(duì)于較大尺寸的空心圓錠鑄造，比如￠400, ￠500空心圓錠，甚至更大些的坯錠，或是一些銅合金空心圓錠，空心部位的質(zhì)量甚至是鑄造本身都很難控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有金屬銅空心錠鑄造時(shí)內(nèi)孔不冷卻，完全靠外部冷卻形成空心鑄坯而造成內(nèi)部結(jié)晶組織相應(yīng)的一些問(wèn)題，及鑄造合金銅坯時(shí)因內(nèi)外冷卻強(qiáng)度相差懸殊而造成過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力形成很多的鑄造缺陷，甚至使正常的鑄造過(guò)程無(wú)法進(jìn)行等問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案如下本發(fā)明公開(kāi)一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備。
一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是常規(guī)立式半連續(xù)鑄造空心圓錠結(jié)晶器用的中心支架(11)水平面以上中心部位呈漏斗狀的倒圓錐套內(nèi)安裝I結(jié)晶器石墨芯(12)，參見(jiàn)圖4，石墨芯上半段中心是一段圓形盲孔，鑄造時(shí)澆管插入此盲孔，銅液從盲孔底部由中心向外呈一錠錐角的放流孔流入結(jié)晶器，放流孔一般為2-4個(gè)，按圓心均勻設(shè)置，放流孔的個(gè)數(shù)和直徑共同構(gòu)成鑄造時(shí)銅液轉(zhuǎn)注量。在盲孔和外圓錐臺(tái)之間石墨芯實(shí)心部位鉆有同樣個(gè)數(shù)的小圓孔，圓孔均布在放流孔之間，參見(jiàn)圖7，圓孔從石墨芯頂部斜穿直通石墨芯底部，成為安裝內(nèi)冷卻水管的通道，該通道和銅液放流孔在空間交錯(cuò)布置，互不干擾。石墨芯小孔中穿進(jìn)內(nèi)冷水管(14)，內(nèi)冷水管用耐高溫不銹鋼管，內(nèi)冷水管剛露出石墨芯底部，安裝好內(nèi)冷水管后在底部旋上I小段可調(diào)節(jié)方向的噴咀
(15)，幾根內(nèi)冷水管在結(jié)晶器頂部水平引出，在固定支架(17)上用管箍緊固，適當(dāng)遠(yuǎn)離結(jié)晶器至安全距離外。鑄造起始從石墨芯中部注入銅液，銅液經(jīng)盲孔底部小孔斜向流出到結(jié)晶器，結(jié)晶器內(nèi)銅液位高至蓋沒(méi)放流小孔，參見(jiàn)圖6，外部冷卻水通過(guò)結(jié)晶器壁作用于結(jié)晶器內(nèi)的銅液，表面初步凝固的空心圓錠下引時(shí)啟動(dòng)內(nèi)冷水閥，內(nèi)冷卻水從內(nèi)冷水管中至石墨芯底部噴咀中斜向噴出，幾股水流形成繞空心圓錠內(nèi)孔旋轉(zhuǎn)的水幕，從而對(duì)空心圓錠內(nèi)孔進(jìn)行冷卻。銅空心圓錠在結(jié)晶器中初步凝結(jié)成形后即被從結(jié)晶器中下引拉出，直噴二次冷卻水是保證銅空心圓錠內(nèi)部的液相及液固相過(guò)渡層完全冷凝、結(jié)晶成固態(tài)組織。從噴咀直接噴到銅空心圓錠內(nèi)表面的冷卻水和原有的外部加上的二次冷卻水共同構(gòu)成對(duì)空心圓錠的直接冷卻，內(nèi)孔從不帶內(nèi)水冷鑄造時(shí)粗大的柱狀晶變?yōu)閮?nèi)孔表面細(xì)潔的等軸晶。內(nèi)外冷卻水共同作用保證了空心圓錠鑄造時(shí)液固兩相的過(guò)渡層減小，保證了液穴較常規(guī)的空心錠鑄造淺，鑄造時(shí)氣體排出暢通，結(jié)晶組織呈內(nèi)外兩個(gè)方向往環(huán)孔中間凝結(jié)，在控制較好的情況下抑制了過(guò)大的柱狀晶的產(chǎn)生。對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)低容易產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的某些銅合金鑄造更是有利。


圖I、立式半連續(xù)鑄造銅坯錠爐頭、結(jié)晶器、引錠示意圖。圖2、立式半連續(xù)鑄造銅坯錠放液示意圖。
圖3、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠結(jié)晶器示意圖。圖4、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠內(nèi)孔帶水冷的結(jié)晶器示意圖。圖5、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠內(nèi)孔帶水冷的結(jié)晶器鑄示意圖。圖6、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠石墨芯示意圖。圖7、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠石墨芯附視圖。圖8、立式半連續(xù)鑄造銅空心圓錠石墨芯仰視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一、本發(fā)明采用了銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝。常規(guī)空心圓錠的鑄造采用了中間有石墨芯的工藝，冷凝成型只有外部一、二次冷卻水起作用，內(nèi)孔的鑄造結(jié)晶狀態(tài)無(wú)法調(diào)整，對(duì)于較大尺寸的空心錠以及復(fù)雜合金錠，鑄造及質(zhì)量很難控制。本發(fā)明采用了銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝，銅空心坯錠鑄造時(shí)內(nèi)孔有冷卻水直接噴射到表面已凝結(jié)的坯錠內(nèi)孔，對(duì)內(nèi)外已結(jié)殼并被從結(jié)晶器中引出的坯錠芯部進(jìn)行強(qiáng)化冷卻，銅空心圓錠在結(jié)晶器中初步凝結(jié)成形后即被從結(jié)晶器中下引拉出，直噴二次冷卻水是保證銅空心圓錠內(nèi)部的液相及液固相過(guò)渡層完全冷凝、結(jié)晶成固態(tài)組織，銅空心圓錠內(nèi)孔從噴咀直接噴到銅空心圓錠內(nèi)表面的冷卻水和原有外部加上的二次冷卻水共同構(gòu)成對(duì)銅空心圓錠的冷卻，內(nèi)孔從不帶內(nèi)水冷鑄造時(shí)粗大的柱狀晶變?yōu)閮?nèi)孔表面細(xì)潔的等軸晶。內(nèi)外冷卻水共同作用保證了銅空心圓錠鑄造時(shí)液固兩相的過(guò)渡層減小，保證了液穴較常規(guī)的不加水冷銅空心圓錠鑄造形成的液穴淺，鑄造時(shí)氣體排出暢通，結(jié)晶組織呈內(nèi)外兩個(gè)方向往環(huán)孔中間凝結(jié)，抑制了過(guò)大的柱狀晶的產(chǎn)生，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)低容易產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的某些銅合金鑄造更是有利。二、本發(fā)明采用了在實(shí)心部位從上到下帶有幾條通道的石墨芯，在該幾條通道中插入內(nèi)冷水管。本發(fā)明采用了常規(guī)銅空心圓錠鑄造時(shí)采用的在結(jié)晶器中間懸掛石墨芯的結(jié)構(gòu)，銅空心圓錠鑄造用的石墨芯在頂部要作出一可供銅液澆管插入的盲孔，盲孔底部開(kāi)出幾個(gè)斜向分流孔供銅液往結(jié)晶器中轉(zhuǎn)注，本發(fā)明所用的石墨芯在中間插澆管的盲孔和石墨芯邊部實(shí)心部位間均勻安排幾個(gè)小孔，幾個(gè)小孔和盲孔中的分流孔在平面上均勻分布，從石墨芯頂部到石墨芯底部斜鉆出這幾個(gè)通孔，通孔底部出口中心離底部石墨芯外圓邊部20毫米，通孔作為內(nèi)水冷管的安裝通道。本發(fā)明采用的石墨芯所作出的斜向通道要和幾個(gè)銅液轉(zhuǎn)注分流孔在空間均勻分開(kāi)，互不干擾。石墨芯底部外圓不大于60毫米的空心圓錠鑄造，盲孔底部斜向作出2個(gè)分流孔，孔徑一般可為12-15毫米，從石墨芯頂部斜穿出的通道也為2條，從頂部到底部的通道中心線偏離平面軸線約15度，參見(jiàn)圖7。內(nèi)孔大于100毫米的大直徑空心錠鑄造，石墨芯盲孔內(nèi)可安排4條轉(zhuǎn)注銅液的分流孔，石墨芯從上到下斜穿的水冷管通道也可安排4條。大鑄錠需要提高供液量，也需要提高內(nèi)部冷卻強(qiáng)度。石墨芯米用聞純石墨，和結(jié)晶器內(nèi)壁的石墨襯套是同一種材料。三、本發(fā)明采用了不銹鋼管為內(nèi)冷水管，內(nèi)冷水管為一彎曲水管，參見(jiàn)圖7，水平部分略高出結(jié)晶器水平面幾毫米，順?biāo)椒较蛞?，引出長(zhǎng)度300毫米，離結(jié)晶器150毫米處安裝I管道固定支架(17)，鑄造前內(nèi)冷水管安裝到位后用管箍固定，外部接冷卻水供水管，內(nèi)冷水管斜管部分插入結(jié)晶器石墨芯中斜向通道中，外徑比通道小I毫米，高度為正好穿出石墨芯底部，彎管底部有一段15毫米長(zhǎng)的內(nèi)螺紋，噴咀通過(guò)螺紋和內(nèi)水冷水管相連，噴咀連接時(shí)可調(diào)整噴出方向和角度以確保在內(nèi)孔造成旋轉(zhuǎn)水流。參見(jiàn)圖8。彎曲水管或是用不銹鋼管直接彎曲，或是焊接，不能用螺紋等活動(dòng)連接方式連接，全長(zhǎng)范圍不能泄漏。 銅液面附近絕不允許產(chǎn)生有可能?chē)姵龅拿魉?nèi)冷水管內(nèi)冷卻水壓力約為5Kg/Cm2。根據(jù)上述發(fā)明思想，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施實(shí)例，參見(jiàn)圖5，可知本發(fā)明《銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備》是一種在鑄造空心銅坯錠時(shí)對(duì)內(nèi)孔也加以水冷的工藝。本實(shí)施例采用內(nèi)孔規(guī)格為C 200mm的銅結(jié)晶器(6)，結(jié)晶器高180，石墨芯(12)底部圓錐0 70，頂部0 140，盲孔大口徑0 48，底部0 40，孔深80，設(shè)計(jì)2個(gè)轉(zhuǎn)注分流孔，孔徑0 14，孔和水平面呈30度夾角，石墨澆管內(nèi)孔0 20，外徑C 40，頂部依常規(guī)尺寸和熔爐底碗相配，端部約70長(zhǎng)伸進(jìn)石墨芯盲孔內(nèi)，也做成倒錐度，和盲孔配，參見(jiàn)圖5。石墨芯高240，本實(shí)施例在石墨芯頂部0 140和盲孔0 48之間實(shí)心部位有92，每邊有46的尺寸，在石墨芯中間0 100處設(shè)計(jì)2個(gè)0 13的小孔，從頂部斜向直通至底部，參見(jiàn)圖4，斜向位和水平中心線偏離15度，參見(jiàn)圖7，2個(gè)斜向通道和2個(gè)轉(zhuǎn)注分流孔在空間交錯(cuò)，互不干涉。鑄造起始，將內(nèi)冷水管(14)從石墨芯頂部鉆出的C 13孔的通道中穿進(jìn)至石墨芯底部，2根內(nèi)冷水管都用管箍固定在管道支架(17)上，水管用0 12X1的不銹鋼焊接成彎曲管，水平段長(zhǎng)300，管端有外螺紋，安裝定位后和外部供水管路用螺紋連接(現(xiàn)場(chǎng)此處內(nèi)冷水管和外部接管用固定擋板遮擋以防管端漏水濺到熔融銅液引起爆炸)，斜向管子基本正好插入石墨芯斜向通道中，和底部平，底部有15毫米長(zhǎng)的內(nèi)螺紋，內(nèi)冷水管安裝到位后將噴咀(15)擰上，噴咀安裝向下，約15度，參見(jiàn)圖4，從徑向位看噴咀中心線和內(nèi)孔圓表面切線也呈約30度，參見(jiàn)圖8，內(nèi)冷水噴出后能緊貼內(nèi)孔壁旋轉(zhuǎn)，2個(gè)噴咀噴出的水流形成繞內(nèi)孔旋轉(zhuǎn)冷卻的水幕。結(jié)晶器及內(nèi)冷水管安裝到位后引錠桿緩慢上行，環(huán)狀引錠桿頭進(jìn)入結(jié)晶器石墨芯，基本貼近石墨芯圓錐面時(shí)引錠桿即停止上行，準(zhǔn)備鑄造前先將石墨芯加熱至微紅，翻轉(zhuǎn)爐頭，澆管正好插入石墨芯盲孔內(nèi)，提起塞棒，銅液緩慢沖入盲孔，由2個(gè)分流孔呈30度放出銅液，送外部冷卻水，銅液面加蓋覆蓋劑，鑄造開(kāi)始，銅液面蓋過(guò)放流小孔后引錠開(kāi)始，當(dāng)空心圓錠開(kāi)始隨引錠桿往下行脫出結(jié)晶器時(shí)開(kāi)啟內(nèi)冷卻水供水閥門(mén)，內(nèi)冷卻水通過(guò)噴咀噴出，內(nèi)孔進(jìn)入冷卻鑄造工藝。內(nèi)冷卻水和外部冷卻水分別由2路外部供水管路控制，內(nèi)冷卻水壓力約內(nèi)冷水管內(nèi)冷卻水壓力約為5Kg/Cm2。本實(shí)施例所鑄空心錠名義尺寸0 200X70,內(nèi)孔表面光潔，內(nèi)外都見(jiàn)等軸晶，中間柱狀晶也不顯粗大?？招膱A錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝表現(xiàn)得非常出色。
序號(hào)名稱石墨塞棒(I)爐頭(2)銅液(3)石墨底碗(4)石墨澆管(5)結(jié)晶器(6)石墨內(nèi)襯(7)水冷套(8)引錠桿(9)銅坯錠(10)中心支架(11)石墨芯(12)空心引錠桿(13)內(nèi)冷水管 (14)噴咀(15)空心圓錠(16)管道支架(17)
權(quán)利要求
1.一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是結(jié)晶器(6)中間懸掛的石墨芯(12)頂部供銅液的盲孔和往結(jié)晶器轉(zhuǎn)注的幾個(gè)斜向分流孔之間實(shí)心部位從上到下鉆有幾條通道，通道中插入內(nèi)冷水管(14)，鑄造時(shí)通過(guò)內(nèi)冷水管冷卻水直接噴射到表面已凝結(jié)的坯錠內(nèi)孔，對(duì)內(nèi)外表面已結(jié)殼并被從結(jié)晶器中引出的坯錠芯部進(jìn)行強(qiáng)化冷卻。
2.如權(quán)利要求I所述的一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是所述的石墨芯的水冷通道在頂部盲孔內(nèi)均勻分布的分流孔間均勻分布，從頂部斜向穿到石墨芯底部，斜鉆出的通道底部出口中心離底部石墨芯外圓邊部20毫米，從頂部到底部的通道中心線偏離平面軸線約15度，通道數(shù)和分流孔數(shù)相同，孔徑C 10-0 15，斜向通道和銅液轉(zhuǎn)注分流孔在空間均勻分開(kāi)，互不干擾，通道中插入內(nèi)冷水管。
3.如權(quán)利要求I所述的一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是內(nèi)冷水管為一彎曲管，水平部分略高出結(jié)晶器水平面幾毫米，順?biāo)椒较蛞?，弓?出長(zhǎng)度300毫米，離結(jié)晶器150毫米處安裝I管道固定支架(17)固定，外部接冷卻水供水管，內(nèi)冷水管斜管部分插入結(jié)晶器石墨芯中斜向通道中，外徑比通道小I毫米，高度為正好穿出石墨芯底部，彎管底部?jī)?nèi)螺紋可連接噴咀(15)，內(nèi)冷水管用不銹鋼管直接彎曲或焊接，不能用螺紋等活動(dòng)連接方式連接，全長(zhǎng)范圍不能泄漏。
4.如權(quán)利要求I所述的一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是內(nèi)冷水管穿出石墨芯底部將噴咀擰上，噴咀安裝向下約15度，噴咀和內(nèi)孔圓表面也呈約30度，內(nèi)冷水噴出后緊貼內(nèi)孔壁，幾個(gè)噴咀噴出的水流形成繞內(nèi)孔旋轉(zhuǎn)冷卻的水眷。
5.如權(quán)利要求I所述的一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是石墨芯和結(jié)晶器內(nèi)壁的石墨襯套都采用高純石墨。
6.如權(quán)利要求I所述的一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征是不同規(guī)格的空心坯錠盲孔內(nèi)的分流孔可安排2-4條不等，相應(yīng)水冷通道也安排2-4條不等，內(nèi)孔大于100毫米的大直徑空心錠鑄造，分流孔和水冷管通道都可安排4條。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種銅空心圓錠立式半連續(xù)鑄造內(nèi)孔帶水冷的工藝及設(shè)備，其特征為空心圓錠結(jié)晶器中心支架(11)圓錐套內(nèi)安裝石墨芯(12)，芯上部有圓形盲孔，盲孔底部由一定錐角的分流孔2-4個(gè)，錐角30度左右，盲孔和芯外圓間實(shí)心部位鉆有同樣個(gè)數(shù)圓孔均布分流孔間，從芯頂部斜穿直通底部成為安裝內(nèi)冷水管(14)通道，水管和芯底部平，管端裝可調(diào)方向噴咀(15)，向下約15度，和內(nèi)孔表面約30度，水管在結(jié)晶器頂部水平引出用固定支架(17)緊固，鑄造時(shí)石墨芯中部注入銅液經(jīng)盲孔底部分流孔到結(jié)晶器，空心坯錠下引啟動(dòng)內(nèi)冷卻水，從噴咀中斜向噴出，水流形成繞空心錠內(nèi)孔旋轉(zhuǎn)水幕，對(duì)空心錠內(nèi)孔進(jìn)行冷卻。
文檔編號(hào)B22D7/04GK102756102SQ20111010414
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者王曉邦 申請(qǐng)人:王曉邦