專利名稱：水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法。
在本發(fā)明完成之前，《有色金屬熔煉與鑄錠》(冶金工業(yè)出版社1988年10月出版)P176～179第9章第3節(jié)介紹的銅合金水平連鑄裝置；《上海金屬(有色分冊(cè))》第13卷第5期P14介紹的臥式連鑄裝置；《德馬格Technica(Demag Technlca)有關(guān)有色金屬和鑄鐵的連鑄技術(shù)》德國(guó)德馬格公司(DEMAG Technlca GmbH)1993年出版的產(chǎn)品介紹資料P4、P8、P9介紹的水平連鑄機(jī)，均采用有芯功頻加熱器對(duì)熔溝加熱，通過熔溝中的合金液與保溫包內(nèi)的合金液互相交流，以保持保溫包內(nèi)合金液的流動(dòng)性。要求加熱器不斷電，即使生產(chǎn)間隙時(shí)仍不能斷電，以保持熔溝內(nèi)是合金液，故耗電量大；采用冷態(tài)啟動(dòng)方式，首批注入保溫包的合金熔液必定有個(gè)降溫過程，合金液的流動(dòng)性降低，必須耗費(fèi)大量電能用于提高保溫包內(nèi)合金液的溫度，使生產(chǎn)率降低；傾出保溫包中合金液時(shí)，需將保溫包傾轉(zhuǎn)90度以上，操作不方便；更換合金品種時(shí)，內(nèi)膛和熔溝不容易清理干凈，一則易造成混料，使所拉鑄的棒材品質(zhì)下降；二則不適于小批量多品種生產(chǎn)；保溫包的修筑材料僅采用輕質(zhì)耐火材料，其保溫性較差，也增加了能量的消耗；《有色金屬熔煉與鑄錠》中介紹的臥式連鑄裝置中的結(jié)晶器為一次性使用，增加了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的在于，提供節(jié)約能源、更換銅合金品種方便且保證所拉鑄棒材品質(zhì)優(yōu)良，操作方便的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法。
本發(fā)明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置中包括保溫包、結(jié)晶器和柴油加熱器。
保溫包由從內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)膛、內(nèi)襯、保溫層、內(nèi)隔熱層、外隔熱層、外殼構(gòu)成；內(nèi)膛底部呈斜坡狀，向連接結(jié)晶器的通道傾斜，通道呈內(nèi)大外小的喇叭狀；操作孔在保溫包側(cè)壁下部，其下沿低于內(nèi)膛底部；結(jié)晶器由石墨型與外水冷套過盈配合制成。
內(nèi)襯用中性耐火材料打結(jié)成圓筒狀，厚度為50mm～60mm；內(nèi)腔為保溫包的內(nèi)膛，內(nèi)膛的尺寸直徑為250mm～400mm，高為300mm～500mm；保溫層用比重為0.8g/cm3～1g/cm3的輕質(zhì)耐火磚砌成，厚度為120mm～130mm；內(nèi)隔熱層用硅藻土磚砌成，厚度為80mm～150mm，并用硅藻土磚將保溫包角部塞實(shí)；外隔熱層是厚度為20mm～30mm的硅酸鋁纖維板；外殼用厚度為8mm～10mm的鋼板焊接而成；操作孔的直徑為120mm～180mm；結(jié)晶器的石墨型孔為φ30mm～φ150mm圓形或相應(yīng)截面尺寸的正多邊形、長(zhǎng)方形。
柴油加熱器的噴嘴由旋轉(zhuǎn)懸臂支撐在注液孔上方中央，且噴油口朝下。
使用上述裝置拉鑄銅合金棒材的工藝如下(1)點(diǎn)燃置入保溫包內(nèi)膛的焦碳對(duì)內(nèi)膛進(jìn)行預(yù)熱，待內(nèi)膛溫度升至700℃～800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉并填砂塞實(shí)；(2)將結(jié)晶器通過法蘭盤安裝于通道口；(3)點(diǎn)燃柴油加熱器，用柴油火焰對(duì)內(nèi)膛加熱，待內(nèi)膛溫度升至1000℃～1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批銅合金熔液；(4)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)拉鑄銅合金棒材；(5)在拉鑄過程中多次從注液口加入銅合金熔液，保持保溫包內(nèi)合金液的流動(dòng)性，保證連續(xù)不間斷地拉鑄銅合金棒材；(6)在拉鑄結(jié)束前采用柴油加熱器加熱保溫包內(nèi)最后一批合金液，將保溫包中的合金液拉鑄完。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)省去工頻加熱器，節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本；(2)用焦碳對(duì)內(nèi)膛進(jìn)行預(yù)熱，又用柴油火焰加熱，防止首批注入合金液降溫，保證了其流動(dòng)性，提高了生產(chǎn)效率；(3)保溫包內(nèi)膛底部呈斜坡狀，向連接結(jié)晶器的通道傾斜，可將保溫包內(nèi)合金液拉鑄完不存留，又省去了熔溝，更換合金品種時(shí)無混料現(xiàn)象，保證了合金棒材的品質(zhì)優(yōu)良，而且減少了清理內(nèi)膛的工作量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；(4)操作孔設(shè)置于保溫包側(cè)壁下部，且下沿低于內(nèi)膛底部，傾出保溫包內(nèi)合金液不需傾轉(zhuǎn)保溫包，操作方便；(5)結(jié)晶器采用壁較厚的石墨型，使用后僅需稍微加工擴(kuò)大內(nèi)孔，至少可反復(fù)使用3次，降低了生產(chǎn)成本；(6)保溫包采用多層結(jié)構(gòu)，多種保溫性能好的保溫材料，提高了保溫包的保溫性，可節(jié)約能源。


圖1是水平連鑄銅合金棒材裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為外殼，2為外隔熱層，3為內(nèi)隔熱層，4是保溫層，5為內(nèi)襯，6為內(nèi)膛，7為噴嘴，8為注液口，9為上蓋，10為法蘭盤，11為外水冷套，12為石墨型，13為噴水環(huán)，14為牽引機(jī)構(gòu)，15是棒材，16為擺動(dòng)小車，17為通道，18為操作孔堵塊，19為擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
圖2是圖1的A—A剖視圖。圖中6為內(nèi)膛，18為操作孔堵塊，20為砂料。
圖3是柴油加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中7為噴嘴，21為旋轉(zhuǎn)懸臂，22為送油管，23為油閥，24為支撐臂，25為風(fēng)閥，26為送風(fēng)軟管，27為送風(fēng)管，28為地下風(fēng)機(jī)室。
實(shí)施例1 拉鑄φ50mm Cu-0.8％ Cr銅鉻合金棒材。
內(nèi)襯用紅硅石粉粘土混合料打結(jié)成圓筒狀，厚度為50mm；內(nèi)腔為保溫包內(nèi)膛，內(nèi)膛尺寸直徑為250mm，高為300mm；保溫層用比重為1g/cm3輕質(zhì)耐火硅磚砌成，厚度為125mm；內(nèi)隔熱層用硅藻土磚砌成，厚度為100mm，并用硅藻土磚塊將保溫包角部塞實(shí)；外隔熱層是厚度為20mm的硅酸鋁纖維板；外殼用8mm的鋼板焊接而成；內(nèi)膛底部呈斜坡狀，向連接結(jié)晶器的通道傾斜，通道呈內(nèi)大外小喇叭狀；操作孔在保溫包側(cè)壁下部，其下沿低于內(nèi)膛底部，直徑為φ150mm；結(jié)晶器由內(nèi)孔為φ51mm，壁厚為19mm的圓筒石墨型與外水冷套過盈配合制成；柴油加熱器的噴嘴由旋轉(zhuǎn)懸臂支撐在注液口上方中央，且噴油口朝下。
使用上述裝置再按如下步驟操作(1)點(diǎn)燃置入保溫包內(nèi)膛的焦碳，對(duì)內(nèi)膛進(jìn)行預(yù)熱，待內(nèi)膛溫度升至800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉并填砂塞實(shí)；(2)將結(jié)晶器通過法蘭盤安裝于通道口；(3)點(diǎn)燃柴油加熱器，用柴油火焰對(duì)內(nèi)膛加熱，待內(nèi)膛溫度升至1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批Cu-0.8％Cr熔液。
(4)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)拉鑄φ50mm的Cu-0.8％Cr銅鉻合金棒材；在拉鑄過程中，多次從注液口注入Cu-0.8％Cr溶液，保持保溫包內(nèi)合金液的流動(dòng)性，保證連續(xù)不間斷地拉鑄棒材；(5)拉鑄結(jié)束前，將噴嘴移至注液口上方中央加熱保溫包內(nèi)最后一批熔液，保持內(nèi)膛中合金液的流動(dòng)性，直至將合金熔液拉鑄完畢。
實(shí)施例2 使用上述設(shè)備拉鑄φ55mm的ZQSn6-6-3錫青銅棒材。
(1)取下結(jié)晶器，把石墨型內(nèi)孔擴(kuò)至56.1mm；取下操作孔堵塊，將內(nèi)膛清理干凈；(2)點(diǎn)燃置入保溫包內(nèi)膛的焦碳，對(duì)內(nèi)膛進(jìn)行預(yù)熱，待內(nèi)膛溫度升至750℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉并填砂塞實(shí)；(3)將結(jié)晶器通過法蘭盤安裝于通道口；(4)點(diǎn)燃柴油加熱器，用柴油火焰對(duì)內(nèi)膛加熱，待內(nèi)膛溫度升至1050℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批ZQSn6-6-3錫青銅熔液；(5)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)拉鑄φ55mm的ZQSn6-6-3棒材；在拉鑄過程中，多次從注液口注入ZQSn6-6-3熔液，保持保溫包內(nèi)合金液的流動(dòng)性，保證連續(xù)不間斷地拉鑄棒材；
(6)拉鑄結(jié)束前，將噴嘴移至注液口上方中央加熱內(nèi)膛，保持內(nèi)膛中合金液的流動(dòng)性，直至將合金熔液拉鑄完畢。
本發(fā)明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法適用于拉鑄紫銅棒材。
權(quán)利要求
1.一種水平連鑄銅合金棒材的裝置，包括保溫包及與其相連接的結(jié)晶器，其特征是，保溫包由從內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)膛[6]、內(nèi)襯[5]、保溫層[4]、內(nèi)隔熱層[3]、外隔熱層[2]、外殼[1]構(gòu)成；內(nèi)膛[6]底部呈斜坡狀，向連接結(jié)晶器的通道[17]傾斜，通道[17]呈內(nèi)大外小的剌叭狀；操作孔在保溫包側(cè)壁下部，其下沿低于內(nèi)膛[6]底部；結(jié)晶器由石墨型[12]與外水冷套[11]過盈配合制成；柴油加熱器的噴嘴[7]由旋轉(zhuǎn)懸臂[21]支撐在注液口[8]上方中央且，且噴油口朝下；
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，內(nèi)襯[5]用中性耐火材料打結(jié)成圓筒狀，厚度為50mm～60mm內(nèi)腔為保溫包內(nèi)膛[6]，其直徑為250mm～400mm，高為300mm～500mm；保溫層[4]用比重0.8g/cm3～1g/cm3的輕質(zhì)耐火磚砌成，厚度為120mm～130mm；內(nèi)隔熱層[3]用硅藻土磚砌成，厚度為80mm～150mm，并用硅藻土磚塊將保溫包角部塞實(shí)；外隔熱層[2]是厚度為20mm～30mm的硅酸鋁纖維板；外殼[1]用厚度為8mm～10mm鋼板焊接而成；操作孔直徑為120mm～180mm；結(jié)晶器的石墨型[12]的內(nèi)孔為φ30mm～φ150mm圓形或相應(yīng)截面尺寸的正多邊形、長(zhǎng)方形；
3.使用權(quán)利要求1或2所述裝置拉鑄銅合金棒材的工藝如下(1)點(diǎn)燃置入保溫包內(nèi)膛的焦碳對(duì)內(nèi)膛進(jìn)行預(yù)熱，待內(nèi)膛溫度升至700℃～800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉并填砂塞實(shí)；(2)將結(jié)晶器通過法蘭盤安裝于通道口；(3)點(diǎn)燃柴油加熱器，用柴油火焰對(duì)內(nèi)膛加熱，待內(nèi)膛溫度升至1000℃～1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批銅合金熔液；(4)啟動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，牽引機(jī)構(gòu)拉鑄銅合金棒材；(5)在拉鑄過程中多次從注液口加入銅合金熔液，保持保溫包內(nèi)合金液的流動(dòng)性，保證連續(xù)不間斷地拉鑄銅合金棒材；(6)在拉鑄結(jié)束前采用柴油加熱器加熱保溫包內(nèi)最后一批合金液，將保溫包中的合金液拉鑄完。
全文摘要
本發(fā)明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法,省去了已有技術(shù)中的有芯工頻加熱器及熔溝;保溫包底部呈斜坡狀,向連接結(jié)晶器的通道傾斜;保溫包采用多層結(jié)構(gòu),采用多種保溫性好的保溫材料,提高保溫包的保溫性;設(shè)置了操作孔;用焦碳對(duì)保溫包內(nèi)膛先預(yù)熱,再用柴油加熱器加熱。具有無混料,保證所拉鑄棒材的品質(zhì)優(yōu)良,節(jié)約能源,操作方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供的裝置及工藝方法也適用于拉鑄紫銅棒材。
文檔編號(hào)B22D11/04GK1269270SQ9911574
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月5日
發(fā)明者甘雨, 徐春杰, 朱錦俠, 張兆云, 張廣義, 張家泓, 張?jiān)迄i 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)