專利名稱：細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及銅管鑄坯設備技術領域，尤其是一種細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置。
背景技術：
目前，銅管鑄坯的成材工藝有兩種，一是水平連鑄連軋法，另一是擠壓法。擠壓法由于擠壓技術水平低，產品的偏心度大，重量輕，成材率低，成本高，能耗高，已逐步被各廠商放棄使用。水平連鑄連軋法與傳統(tǒng)的擠壓法相比，具有成本低、能耗小、效率高、成材率高等特點，因而得到了較快的發(fā)展。銅管鑄坯的水平連鑄普遍選用石墨結晶器作為鑄造模具， 在鑄坯生產過程中普遍采用直接水冷式鑄造，即鑄坯除了受到石墨結晶器內水室的間接冷卻外，在石墨結晶器的出口處直接受到二次冷卻水的強烈冷卻。其中，石墨結晶器內水室冷卻稱為第一次水冷，石墨結晶器出口處的水冷稱為第二次水冷，第一次水冷進行的熱交換只有30%，形成了鑄坯外殼的作用，70%左右的熱交換主要在第二次水冷中進行。第二次水冷的換熱總量要遠大于第一次水冷。但是，第一次水冷對連鑄過程卻更為關鍵，這是因為 (1)第一次水冷形成的鑄坯外殼是第二次水冷的基礎，如果鑄坯外殼未能良好形成，即拉離石墨結晶器出口，銅液直接接觸第二次冷卻水可能造成爆炸、拉漏；( 第一次水冷決定了鑄坯產品外表面一定深度的晶粒狀態(tài)；C3)連鑄過程中，鑄坯外殼受到連續(xù)的拉應力和內部熱應力，如果強度不足，則易因應力作用造成外部裂紋等缺陷。在第一次水冷裝置中，冷卻水隙處是冷卻水與銅套進行換熱的位置。因此，采用多大的冷卻水隙，水隙部分的長度多少，微小水隙部分的尺寸精度如何保證等，是關系到一次水冷設備的重要問題?，F(xiàn)有技術中石墨結晶器的縫隙式冷卻，石墨結晶器1外套裝有與其配套的銅套2， 銅套2外套裝有內襯套5，內襯套5外套裝冷卻水套6，內襯套5和冷卻水套6兩端通過壓蓋3固定連接，內襯套5上具有兩個環(huán)形溝槽與冷卻水套6配合形成兩個冷水腔，冷水腔下部設有與冷水腔連通的進水管接口 7，冷水腔上部設有與冷水腔連通的出水管接口 4。冷卻水從進水管接口 7進入冷卻水套6與內襯套5之間的冷水腔，從出水管接口 4流出，鑄坯從石墨結晶器1中引出，石墨結晶器1與銅套2裝配在一起，石墨結晶器1冷卻依靠銅套2將熱量傳遞到內襯套5中的冷卻水中。本冷卻裝置的缺點1)、冷卻水流動不順暢，存在死角，會使得銅套2各個部位的冷卻不均勻，引起鑄坯內部晶粒的不均勻；2)、冷卻水從下面進入，從上面流出，造成下端面水溫始終低，上端面水溫始終高。 上下端面的溫度不一致，使得上下端的晶粒也不一致，不均勻；3)、冷卻水進入內襯套5冷卻時因高溫會產生水蒸汽，水蒸汽聚積在冷卻水通道的邊緣角落，阻礙冷卻水冷卻銅套2的冷卻效果，從而使得石墨結晶器1的溫度不均勻，加劇鑄坯晶粒的不均勻性；
3[0009]4)、


圖1所示的縫隙式冷卻方式結構，冷卻水通過冷卻水套6的冷卻水量小，而且在冷卻水套6中的流速變緩，很難帶走石墨結晶器1產生的大量熱量，使得鑄坯內部晶粒發(fā)生了變化，晶粒變得粗大，鑄坯性能下降，模具成型表面加劇磨損，鑄坯表面質量變差，缺陷變多。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了解決現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，采用銅套與冷卻水直接進行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好，散熱快，溫度更均勻，鑄坯性能更加穩(wěn)定，鑄坯晶粒的均勻性、一致性更好。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結晶器外圈上的銅套，銅套外設有冷卻水套，冷卻水套兩端分別具有用于固定冷卻水套的環(huán)套，所述的環(huán)套的內圈與銅套外圈密封連接，環(huán)套的側壁設有環(huán)槽，冷卻水套的側邊嵌裝在環(huán)槽內，冷卻水套上設有與冷卻水套內腔連通的進水管接口和出水管接口。銅套外壁、環(huán)套側壁與冷卻水套內壁配合形成回轉式冷卻水腔，冷卻水進入冷卻水腔后，在水壓作用下圍繞銅套流動，帶走銅套表面熱量，從而實現(xiàn)對石墨結晶器的冷卻，通過控制冷卻水流量滿足不同降溫需要。為使冷卻效果更好，所述的進水管接口設置在冷卻水套下部，出水管接口設置在冷卻水套上部。為加大冷卻水流量并減少冷卻水的流動死角，所述的進水管接口的數(shù)量為二個， 所述的出水管接口的數(shù)量為二個。本實用新型的有益效果是，本實用新型的細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，采用銅套與冷卻水直接進行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好；去除原有的縫隙式結構，冷卻水通過冷卻水套的水量變大，液體流動阻力減小，流速加快，銅套表面散熱加快，溫度更均勻；冷卻水在冷卻水套內流動順暢，對銅套的冷卻不存在死角， 大大改善了銅套表面冷卻不均勻的問題，使得鑄坯內部晶粒度更細，晶粒更加均勻、更加致密，產品綜合性能得到大幅提高；銅套與石墨結晶器緊密結合在一起，改善了銅套的熱交換性能，也大大改善了石墨結晶器的散熱性能，減少了模具成型表面的磨損，鑄坯表面質量得到改善，缺陷變少，模具壽命得到提高。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是現(xiàn)有冷卻裝置的結構示意圖。圖中1.石墨結晶器，2.銅套，3.壓蓋，4.出水管接口，5.內襯套，6.冷卻水套， 7.進水管接口。圖2是本實用新型的細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置最佳實施例的結構示意圖。圖中1.石墨結晶器，2.銅套，3.進水管接口，4.出水管接口，5.環(huán)套，6.冷卻水套。
具體實施方式
現(xiàn)在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。圖2是本實用新型的細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置的最佳實施例，具有套裝在石墨結晶器1外圈上的銅套2，銅套2外設有冷卻水套6，冷卻水套6兩端分別具有用于固定冷卻水套6的環(huán)套5，所述的環(huán)套5的內圈與銅套2外圈密封連接，環(huán)套 5的側壁設有環(huán)槽，冷卻水套6的側邊嵌裝在環(huán)槽內，冷卻水套6上設有與冷卻水套內6腔連通的進水管接口 3和出水管接口 4。銅套2外壁、環(huán)套5側壁與冷卻水套6內壁配合形成冷卻水腔。進水管接口 3的數(shù)量為二個，進水管接口 3設置在冷卻水套6下部；出水管接口 4 的數(shù)量為二個，出水管接口 4設置在冷卻水套6上部。冷卻水從冷卻水套6下部進入冷卻水腔后，在水壓作用下圍繞銅套2流動向上，帶走銅套2表面熱量，從而實現(xiàn)對石墨結晶器1的冷卻，通過控制冷卻水流量滿足不同降溫需要。
權利要求1.一種細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結晶器(1) 外圈上的銅套O)，其特征在于所述的銅套( 外設有冷卻水套(6)，冷卻水套(6)兩端分別具有用于固定冷卻水套(6)的環(huán)套(5)，所述的環(huán)套(5)的內圈與銅套(2)外圈密封連接，環(huán)套(5)的側壁設有環(huán)槽，冷卻水套(6)的側邊嵌裝在環(huán)槽內，冷卻水套(6)上設有與冷卻水套(6)內腔連通的進水管接口(3)和出水管接口 G)。
2.如權利要求1所述的細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，其特征在于所述的進水管接口( 設置在冷卻水套(6)下部，出水管接口(4)設置在冷卻水套(6) 上部。
3.如權利要求1或2所述的細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，其特征在于所述的進水管接口( 的數(shù)量為二個，所述的出水管接口(4)的數(shù)量為二個。
專利摘要本實用新型涉及一種細化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結晶器外圈上的銅套，銅套外設有冷卻水套，冷卻水套兩端分別具有用于固定冷卻水套的環(huán)套，所述的環(huán)套的內圈與銅套外圈密封連接，環(huán)套的側壁設有環(huán)槽，冷卻水套的側邊嵌裝在環(huán)槽內，冷卻水套上設有與冷卻水套內腔連通的進水管接口和出水管接口。本實用新型采用銅套與冷卻水直接進行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好，散熱快，溫度更均勻，鑄坯性能更加穩(wěn)定，鑄坯晶粒的均勻性、一致性更好。
文檔編號B22D11/055GK202162355SQ201120311798
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權日2011年8月25日
發(fā)明者姜方華, 王正光, 邵俊 申請人:江蘇興榮美樂銅業(yè)有限公司