CN101214533A - 空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构简单、铸造温度低的空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置。空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，包括：与保温炉相连接的石墨模具，设置在石墨模具外侧的结晶器，所述的结晶器和石墨模具之间设置有水冷铜套，在水冷铜套前端石墨模具的外侧设置有磁场发生器，在水冷铜套的后端设置有牵引装置。其优点是：采用这种空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，可以降低铸造温度；改善液态铜及其铜合金的流动性；提高铜及其铜合金熔冶凝固时的形核率，均匀、细化凝固组织；改善空心铜及其铜合金管的内外表面的质量；结构简单，使用方便，水冷铜套不易变形；同时有利于延长模具的使用寿命，提高生产效率。

Description

空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置

技术领域

本发明涉及一种制备金属管的水平连续铸造装置，尤其涉及一种空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置。

背景技术

目前，国内外空心铜及其铜合金管最先进的生产方式是水平连续铸造，在水平连续铸造的过程中，由于液态的铜及其铜合金与模具之间直接接触，从而会造成空心铜及其铜合金管的表面出现如裂纹、沟槽、表面粗糙等缺陷；对模具也会造成磨损，缩短模具的使用寿命；由于受到铸造温度的影响，在空心铜及其铜合金管的内部也会产生如缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷，。这些缺陷直接影响到空心铜及其铜合金管的产品质量、生产效率以及生产成本。为了克服上述困难，人们采用在铸造过程中施加电磁磁场的方法来消除上述缺陷。如公开号为：CN 1416981A的中国发明专利申请公开说明书中，铜及其铜合金铸坯水平电磁连续铸造的方法及装置，包括：冷却结晶器，设置在冷却结晶器内的高频电流的压力磁场感应器、工、低频电流的旋转磁场感应器、水冷套、开设在水冷套上的冷却套缝隙以及设置在水冷套缝隙内部的非磁性密封填料。工作时，由设置在冷却结晶器内的高频电流的压力磁场感应器、工、低频电流的旋转磁场感应器产生电磁场作用于需要结晶的液态的铜及其铜合金，通过调节结晶器冷却水的流量、压力、温度来控制铜及其铜合金熔冶的结晶及冷却速度，从而起到改善铜及其铜合金管材的内、外表面质量，延长模具使用寿命的作用。但是，上述结构的铜及其铜合金铸坯水平电磁连续铸造装置采用的是高频电流的压力磁场感应器和工、低频电流的旋转磁场感应器组合的复合旋转磁场发生器，结构复杂，同时由于集肤效应，高频电流的压力磁场在熔体中会产生了大量的感应热，容易导致熔体温度过高，工艺参数难以控制，影响产品的质量；由于水冷套上开设有冷却套缝隙，会导致水冷套在使用过程中容易变形，同时，复合磁场发生器设置在冷却结晶器的内部，会给实际使用和更换复合磁场发生器带来很多不必要的麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、铸造温度低的空心铜及其铜合金管材的电磁水平连续铸造装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，包括：与保温炉相连接的石墨模具，设置在石墨模具外侧的结晶器，所述的结晶器和石墨模具之间设置有水冷铜套，在水冷铜套前端石墨模具的外侧设置有磁场发生器，在水冷铜套的后端设置有牵引装置。

为了更好的解决上述技术问题，本发明进一步的技术方案是：所述的磁场发生器是由三相三极对线圈、铁芯和不锈钢水冷套组成。

为了更好的解决上述技术问题，本发明进一步的技术方案是：所述的磁场发生器的磁场频率为1～100HZ，工作电流为60～150A。

本发明的优点是：采用这种空心铜及其铜合金管材的电磁水平连续铸造装置，可以降低铸造温度，提高液态铜及其铜合金流动性，改善空心铜及其铜合金管材的内外表面的质量；提高铜及其铜合金熔冶凝固时的形核率，均匀、细化凝固组织；结构简单，使用方便，水冷铜套不易变形；同时，有利于延长模具的使用寿命，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明空心铜及其铜合金管材的电磁水平连续铸造装置的结构示意图。

图2为图1中A-A剖视放大图。

图中：1、保温炉，2、石墨模具，3、结晶器，4、水冷铜套，5、磁场发生器，6、牵引装置，7、铜及其铜合金熔液，8、铜及其铜合金管。

具体实施方式

如图1、图2所示，空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，包括：与保温炉1相连接的石墨模具2，设置在石墨模具2外侧的结晶器3，所述的结晶器3和石墨模具2之间设置有水冷铜套4，在水冷铜套4前端石墨模具2的外侧设置有磁场发生器5，在水冷铜套4的后端设置有牵引装置6，所述的磁场发生器5是由三相三极对线圈、铁芯和不锈钢水冷套组成。

上述结构的空心铜及其铜合金管材的电磁水平铸造装置在工作时，保温炉1中的铜及其铜合金熔冶7从保温炉中流出，进入到石墨模具2中，在石墨模具2的外侧靠近铜及其铜合金熔液出口的地方设置有磁场发生器5，这样设置可以使磁场发生器5可以对出口处的铜及其铜合金熔冶7进行有效的搅拌，从而得到组织细化的晶粒，同时，安装和更换磁场发生器5也十分的方便。然后，经搅拌凝铜及其铜合金熔冶7会在结晶器3的冷却作用下凝固成铜及其铜合金管8，由设置在在水冷铜套4的后端设置有牵引装置6将其牵引出去。在本实施例中所述的牵引装置6采用的牵引机，具体的磁场频率为50HZ，工作电流为100A，当然在实际的铸造过程中，根据实际的需要，磁场发生器5的磁场频率也可以为1～100HZ范围内其它值，工作电流也可以为60～150A范围内的其它值。

磁场发生器5对出口处的铜及其铜合金熔冶7进行搅拌的工作原理是：磁场发生器5相当于定子，铜及其铜合金的熔冶相当于转子。当磁场发生器5通过交变电流时，根据电磁感应定律，产生旋转磁场，铜及其铜合金熔液不断的切割磁力线，产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁力，在电磁力的作用下，铜及其铜合金的熔体沿周围向上进行强迫对流，从而有利于提高铜及其铜合金熔液的流动性，改善铜及铜合金管的表面质量。此外，这种强迫对流一方面减小铜及其铜合金熔体径向温度梯度，抑制粗大柱状晶的形成，另一方面有利于打碎枝晶，导致晶核数量的倍增，最终在凝固区间形成大量的悬浮晶核，从而形成均匀细小的等轴晶。

在搅拌的过程中，可以通过调节输入磁场发生器5内电流的大小来控制搅拌力的大小，同时，还可以通过改变交流电的相位来改变搅拌方向。

Claims (3)

1.空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，包括：与保温炉(1)相连接的石墨模具(2)，设置在石墨模具(2)外侧的结晶器(3)，其特征在于：所述的结晶器(3)和石墨模具(2)之间设置有水冷铜套(4)，在水冷铜套(4)前端石墨模具(2)的外侧设置有磁场发生器(5)，在水冷铜套(4)的后端设置有牵引装置(6)。

2.按照权利要求1所述的空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，其特征在于：所述的磁场发生器(5)是由三相三极对线圈、铁芯和不锈钢水冷套组成。

3.按照权利要求1或2所述的空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置，其特征在于：所述的磁场发生器(5)的磁场频率为1～100HZ，工作电流为60～150A。

Images