專利名稱：空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備金屬管的水平連續(xù)鑄造裝置，尤其涉及一種空心銅及 其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置。
技術(shù)背景目前，國內(nèi)外空心銅及其銅合金管最先進(jìn)的生產(chǎn)方式是水平連續(xù)鑄造，在水平 連續(xù)鑄造的過程中，由于液態(tài)的銅及其銅合金與模具之間直接接觸，從而會造 成空心銅及其銅合金管的表面出現(xiàn)如裂紋、溝槽、表面粗糙等缺陷；對模具也 會造成磨損，縮短模具的使用壽命；由于受到鑄造溫度的影響，在空心銅及其 銅合金管的內(nèi)部也會產(chǎn)生如縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷，。這些缺陷直接影響 到空心銅及其銅合金管的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本。為了克服上述困 難，人們采用在鑄造過程中施加電磁磁場的方法來消除上述缺陷。如公開號為 CN1416981A的中國發(fā)明專利申請公開說明書中，銅及其銅合金鑄坯水平電磁連 續(xù)鑄造的方法及裝置，包括冷卻結(jié)晶器，設(shè)置在冷卻結(jié)晶器內(nèi)的高頻電流的 壓力磁場感應(yīng)器、工、低頻電流的旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)器、水冷套、開設(shè)在水冷套上 的冷卻套縫隙以及設(shè)置在水冷套縫隙內(nèi)部的非磁性密封填料。工作時，由設(shè)置 在冷卻結(jié)晶器內(nèi)的高頻電流的壓力磁場感應(yīng)器、工、低頻電流的旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng) 器產(chǎn)生電磁場作用于需要結(jié)晶的液態(tài)的銅及其銅合金，通過調(diào)節(jié)結(jié)晶器冷卻水 的流量、壓力、溫度來控制銅及其銅合金熔冶的結(jié)晶及冷卻速度，從而起到改 善銅及其銅合金管材的內(nèi)、外表面質(zhì)量，延長模具使用壽命的作用。但是，上 述結(jié)構(gòu)的銅及其銅合金鑄坯水平電磁連續(xù)鑄造裝置采用的是高頻電流的壓力磁 場感應(yīng)器和工、低頻電流的旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)器組合的復(fù)合旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，同時由于集膚效應(yīng)，高頻電流的壓力磁場在熔體中會產(chǎn)生了大量的感應(yīng) 熱，容易導(dǎo)致熔體溫度過高，工藝參數(shù)難以控制，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；由于水冷 套上開設(shè)有冷卻套縫隙，會導(dǎo)致水冷套在使用過程中容易變形，同時，復(fù)合磁 場發(fā)生器設(shè)置在冷卻結(jié)晶器的內(nèi)部，會給實際使用和更換復(fù)合磁場發(fā)生器帶來很多不必要的麻煩。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、鑄造溫度低的空心銅及其 銅合金管材的電磁水平連續(xù)鑄造裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是空心銅及其銅合金管的電 磁水平連續(xù)鑄造裝置，包括與保溫爐相連接的石墨模具，設(shè)置在石墨模具外 側(cè)的結(jié)晶器，所述的結(jié)晶器和石墨模具之間設(shè)置有水冷銅套，在水冷銅套前端 石墨模具的外側(cè)設(shè)置有磁場發(fā)生器，在水冷銅套的后端設(shè)置有牽引裝置。為了更好的解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的磁場 發(fā)生器是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷套組成。為了更好的解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的磁場發(fā)生器的磁場頻率為1 100HZ，工作電流為60 150A。本發(fā)明的優(yōu)點是采用這種空心銅及其銅合金管材的電磁水平連續(xù)鑄造裝 置，可以降低鑄造溫度，提高液態(tài)銅及其銅合金流動性，改善空心銅及其銅合 金管材的內(nèi)外表面的質(zhì)量；提高銅及其銅合金熔冶凝固時的形核率，均勻、細(xì) 化凝固組織；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，水冷銅套不易變形；同時，有利于延長模 具的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明空心銅及其銅合金管材的電磁水平連續(xù)鑄造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A-A剖視放大圖。圖中1、保溫爐，2、石墨模具，3、結(jié)晶器，4、水冷銅套，5、磁場發(fā) 生器，6、牽引裝置，7、銅及其銅合金熔液，8、銅及其銅合金管。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置，包括與保溫爐1相連接的石墨模具2，設(shè)置在石墨模具2外側(cè)的結(jié)晶器3，所述的結(jié) 晶器3和石墨模具2之間設(shè)置有水冷銅套4，在水冷銅套4前端石墨模具2的外側(cè)設(shè)置有磁場發(fā)生器5，在水冷銅套4的后端設(shè)置有牽引裝置6，所述的磁場發(fā) 生器5是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷套組成。上述結(jié)構(gòu)的空心銅及其銅合金管材的電磁水平鑄造裝置在工作時，保溫爐1 中的銅及其銅合金熔冶7從保溫爐中流出，進(jìn)入到石墨模具2中，在石墨模具2 的外側(cè)靠近銅及其銅合金熔液出口的地方設(shè)置有磁場發(fā)生器5，這樣設(shè)置可以使 磁場發(fā)生器5可以對出口處的銅及其銅合金熔冶7進(jìn)行有效的攪拌，從而得到 組織細(xì)化的晶粒，同時，安裝和更換磁場發(fā)生器5也十分的方便。然后，經(jīng)攪 拌凝銅及其銅合金熔冶7會在結(jié)晶器3的冷卻作用下凝固成銅及其銅合金管8， 由設(shè)置在在水冷銅套4的后端設(shè)置有牽引裝置6將其牽引出去。在本實施例中 所述的牽引裝置6采用的牽引機(jī)，具體的磁場頻率為50HZ,工作電流為100A， 當(dāng)然在實際的鑄造過程中，根據(jù)實際的需要，磁場發(fā)生器5的磁場頻率也可以 為1 100HZ范圍內(nèi)其它值，工作電流也可以為60 150A范圍內(nèi)的其它值。磁場發(fā)生器5對出口處的銅及其銅合金熔冶7進(jìn)行攪拌的工作原理是磁 場發(fā)生器5相當(dāng)于定子，銅及其銅合金的熔冶相當(dāng)于轉(zhuǎn)子。當(dāng)磁場發(fā)生器5通 過交變電流時，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，銅及其銅合金熔液不斷的 切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力，在 電磁力的作用下，銅及其銅合金的熔體沿周圍向上進(jìn)行強(qiáng)迫對流，從而有利于 提高銅及其銅合金熔液的流動性，改善銅及銅合金管的表面質(zhì)量。此外，這種 強(qiáng)迫對流一方面減小銅及其銅合金熔體徑向溫度梯度，抑制粗大柱狀晶的形成， 另一方面有利于打碎枝晶，導(dǎo)致晶核數(shù)量的倍增，最終在凝固區(qū)間形成大量的 懸浮晶核，從而形成均勻細(xì)小的等軸晶。在攪拌的過程中，可以通過調(diào)節(jié)輸入磁場發(fā)生器5內(nèi)電流的大小來控制攪 拌力的大小，同時，還可以通過改變交流電的相位來改變攪拌方向。
權(quán)利要求
1、空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置，包括與保溫爐(1)相連接的石墨模具(2)，設(shè)置在石墨模具(2)外側(cè)的結(jié)晶器(3)，其特征在于所述的結(jié)晶器(3)和石墨模具(2)之間設(shè)置有水冷銅套(4)，在水冷銅套(4)前端石墨模具(2)的外側(cè)設(shè)置有磁場發(fā)生器(5)，在水冷銅套(4)的后端設(shè)置有牽引裝置(6)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置， 其特征在于所述的磁場發(fā)生器(5)是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷 套組成。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝 置，其特征在于所述的磁場發(fā)生器(5)的磁場頻率為1 100HZ，工作電流為 60 150A。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)簡單、鑄造溫度低的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置。空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置，包括與保溫爐相連接的石墨模具，設(shè)置在石墨模具外側(cè)的結(jié)晶器，所述的結(jié)晶器和石墨模具之間設(shè)置有水冷銅套，在水冷銅套前端石墨模具的外側(cè)設(shè)置有磁場發(fā)生器，在水冷銅套的后端設(shè)置有牽引裝置。其優(yōu)點是采用這種空心銅及其銅合金管的電磁水平連續(xù)鑄造裝置，可以降低鑄造溫度；改善液態(tài)銅及其銅合金的流動性；提高銅及其銅合金熔冶凝固時的形核率，均勻、細(xì)化凝固組織；改善空心銅及其銅合金管的內(nèi)外表面的質(zhì)量；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，水冷銅套不易變形；同時有利于延長模具的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B22D11/11GK101214533SQ20081001914
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者文繼有, 朱衛(wèi)光, 李新濤, 耿 王 申請人:高新張銅股份有限公司