CN104128574B - 水平连铸铸造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸铸造装置，包括一石墨冷却环、一锥形石墨冷却内芯及一引锭头，所述石墨冷却环的内部设置有一锥形内腔，所述石墨冷却内芯为一带底座的锥柱、并内套在石墨冷却环内，引锭头亦设有一锥形容腔，所述锥形容腔的腔口端伸入石墨冷却环内并套设在所述锥柱外部。通过锥形内腔、锥柱以及锥形容腔的相互配合组装，使铜水在冷凝变为固相而产生收缩后，固相铜管铸件内、外壁与石墨冷却环和石墨冷却内芯能够紧密接触，从而进一步对铜管铸件冷却，使固相铜管铸件内外表层形成较厚的坯壳，铜管能够连续拉出后，能够避免漏铜现象的发生，提高了生产效率和操作的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及铸造工装技术领域，具体涉及一种水平连铸铸造装置。
背景技术
目前国内水平连铸铸造管材所使用的连铸铸造装置一般采用直筒带勾式，即直筒石墨冷却内芯内套在直筒式石墨冷却环中，直筒式引锭头伸入石墨冷却环套装在石墨冷却内芯上，石墨冷却环的内腔为直筒式，铜水进石墨冷却环降温后收缩为固相，由于收缩后体积变小，固相铜管铸件与石墨冷却环的内壁之间产生间隙，石墨冷却环无法进一步对铜管铸件进行冷却，则铜管铸件的表层不能形成较厚的坯壳，容易造成启拉弯曲或漏铜的现象，且直筒式石墨冷却内芯与管材内孔直接接触，而管材内孔在凝固过程中由于体积收缩加上重力的影响，拉坯阻力较大，严重的还会导致引出失败造成生产中断。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种带锥形内腔的铸造装置以解决采用直筒式连铸铸造装置造成冷凝不充分、易发生启拉弯曲或漏铜等问题的水平连铸铸造装置。
一种水平连铸铸造装置，其特征在于，包括，
一石墨冷却环，其内部设置有一锥形内腔，所述锥形内腔的直径沿其延伸方向逐渐变小；
一石墨冷却内芯，其内套于所述石墨冷却环的锥形内腔中，所述石墨冷却内芯为一带底座的锥柱，所述锥柱与所述石墨冷却环的锥形内腔之间形成环形通道，所述底座上设有多个导流孔，形成所述水平连铸铸造装置内外导通的导流通道；
一引锭头，其一端伸入所述锥形内腔内，并套设在所述石墨冷却内芯的锥柱的外部，所述引锭头亦设有一锥形容腔，所述锥形容腔与所述锥柱之间、所述锥形容腔与所述石墨冷却环的锥形内腔之间均形成顺流通道，所述顺流通道通过所述锥形容腔腔壁上设置的圆勾通孔相通。
优选的，所述石墨冷却环的锥形内腔包括第一端口和第二端口，所述第一端口直径小于第二端口直径，所述第一端口与所述引锭头的外壁直径相配合。
优选的，所述导流孔与所述铸造装置内部导通的导流口向外延伸一倒圆角引流口。
优选的，所述引锭头的锥形容腔设有一倒圆角腔口，所述倒圆角腔口与所述石墨冷却内芯的倒圆角引流口配合形成引流通道。
优选的，所述锥形内腔、所述锥柱以及所述锥形容腔的锥度均相同。
优选的，所述锥度为1:30。
优选的，所述引锭头外壁靠近所述石墨冷却环的第一端口处设有一阶梯，所述阶梯的纵面抵接所述石墨冷却环的内壁。
优选的，所述引锭头的锥形容腔腔壁上设有多个气孔，所述气孔位于所述阶梯与所述石墨冷却环的第一端口之间。
优选的，所述圆勾通孔向所述锥形容腔的腔口垂直延伸出一连接槽。
优选的，所述引锭头通过螺栓与引锭杆连接。
本发明所述的连铸铸造装置通过石墨冷却环的锥形内腔、石墨冷却内芯的锥柱和引锭头的锥形容腔的相互配合组装，使铜水在冷凝变为固相而产生收缩后，固相铜管铸件的外壁与石墨冷却环的内壁仍能够紧密接触，固相铜管铸件的内壁与石墨冷却内芯的锥壁亦能够紧密接触，从而进一步对铜管铸件冷却，使固相铜管铸件内外表层形成较厚的坯壳，使铜管能够连续拉出，避免漏铜现象的发生，提高了生产效率和操作的安全性，解决了现有技术中的石墨冷却环的内腔为直筒式，铜水进石墨冷却环降温后收缩为固相而导致铜管铸件与石墨冷却环的内壁之间产生间隙，石墨冷却环无法进一步对铜管铸件进行冷却，铜管铸件的表层不能形成较厚的坯壳，致使启拉弯曲或漏铜的问题。
附图说明
图1为本发明所述的水平连铸铸造装置的整体剖视图；
图2为图1中的石墨冷却环的剖视图；
图3为图1中的石墨冷却内芯的剖视图；
图4为石墨冷却环和石墨冷却内芯的组装示意图；
图5为图1中的引锭头的剖视图；
图6为本发明所述的水平连铸铸造装置的使用状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种水平连铸铸造装置，其包括一石墨冷却环1、一锥形石墨冷却内芯2及一引锭头3，其中，石墨冷却内芯2内套在石墨冷却环1内，引锭头3的一端伸入石墨冷却环1内并套设在石墨冷却内芯2外部。
由图2可知，石墨冷却环1内部设置有一锥形内腔10，所述锥形内腔10包括第一端口11和第二端口12，其中，所述锥形内腔10的直径自第二端口11向第一端口12的方向逐渐变小，第一端口11直径小于第二端口12直径。锥形内腔10的壁厚自第二端口12向第一端口11方向逐渐变薄，因此，石墨冷却环1的冷却强度也自第二端口12向第一端口11方向逐渐增强。
参见图2和图6，所述锥形内腔10的外壁靠近第二端口12的位置设有第一阶梯13，通过第一阶梯13使石墨冷却环1的第二端口12与铜水溶腔5卡套连接，锥形内腔10的内壁靠近第二端口12的位置亦设有第二阶梯14，第二阶梯14与石墨冷却内芯2的最大直径相配合。
如图3和图4所示，石墨冷却内芯2包括底座21和锥型芯柱22，底座21与石墨冷却环1的第二阶梯14相抵接，使石墨冷却内芯2内套在石墨冷却环1中，锥型芯柱22与石墨冷却环1的锥形内腔10之间形成一环形通道4。其中，锥型芯柱22的直径自锥型芯柱22与底座21连接处向锥型芯柱22的顶端方向逐渐变小，进一步的，锥型芯柱22的锥度与石墨冷却环1的内壁的锥度相同，因此，锥型芯柱22的外壁与锥形内腔10的内壁平行相对，具体的，锥型芯柱22的锥度与锥形内腔10的内壁的锥度均为1:30。
由图3可知，石墨冷却内芯2的底座21包括第一端面211和第二端面212，其中，第二端面212与石墨冷却环1的第二端口12相平齐，第一端面211为底座21和锥型芯柱22的连接处形成的一倒圆角阶梯面，底座21上设有多个导流孔213，导流孔213贯穿第一端面211和第二端面212，形成一所述水平连铸铸造装置内外导通的导流通道，由于第一端面211为倒圆角阶梯面，因此，导流孔213与第一端面211的连接处延伸出一倒圆角引流口214。
图5中，引锭头3为一直筒圆柱，所述直筒圆柱的直径与石墨冷却环1的第一端口11的直径相配合，引锭头3包括前部31和后部32，由图6可知，所述前部31通过螺栓6与引锭杆7连接，后部32自石墨冷却环的第一端口11伸入石墨冷却环1内，并套设在石墨冷却内芯2外部，所述后部32设有一锥形容腔321，所述锥形容腔321套设在石墨冷却内芯2的锥型芯柱22的外部，并将锥形芯柱22与锥形内腔10之间形成的环形通道4分为了容腔41和容腔42，其中，锥形容腔321的锥度与锥型芯柱22的锥度相同，因此，锥型芯柱22的外壁与锥形容腔321的腔壁平行相对，具体的，所述锥度为1:30。
参见图5，锥形容腔321的腔口322为一倒圆角开口，由于后部32套设在石墨冷却内芯2上，锥形容腔321的腔口322抵接于锥型芯柱22的第一端面211，所述引锭头3的腔口322与所述石墨冷却内芯2的倒圆角引流口214相配合形成一引流通道。所述锥形内腔靠近腔口322处设有多个圆勾通孔323，圆勾通孔323垂直向牵拉部的腔口端延伸出一连接槽324。
进一步的，由图1与图5可知，由于引锭头3的后部32伸入石墨冷却环1内，所述后部32的外壁靠近石墨冷却环第一端口11处设有一限流阶梯326，所述限流阶梯326的纵面近乎抵接石墨冷却环1的锥形内腔10的内壁，用于阻断铜水的流向。
进一步的，参见图1与图5，所述引锭头3的靠近锥形内腔腔底325处设有多个气孔327，所述气孔327位于限流阶梯326与石墨冷却环1的第一端口11之间。连铸铸造中由于铜水温度过高使气体膨胀，通过增设气孔327，使气体能够自气孔327排出，避免气体回流进入铜水中，造成成型的铜管上产生气孔等缺陷。
如图6所示，连铸铸造生产时，铜水经导流孔213流入连铸铸造装置内，一部分由引流通道进入引锭头3与石墨冷却内芯2之间的容腔41内，其中，所述引流通道由引锭头3的腔口322与所述石墨冷却内芯2的倒圆角引流口214相配合形成，避免铜水流入连铸铸造装置时在导流孔213的出口处富集、凝固，造成堵塞，另一部分经过圆勾通孔323和连接槽324流入引锭头3和石墨冷却环1之间的容腔42内，至引锭头后部32外壁上设置的限流阶梯326处，在所述环形通道内，所述铜水自石墨冷却环1的第一端口11流向第二端口12，经石墨冷却环1导热冷凝后发生收缩，由于石墨冷却环1的内腔锥形设置，所述锥形内腔10的直径自第二端口11向第一端口12的方向逐渐变小，因此冷凝后的固相铜管铸件仍能够与石墨冷却环1的内壁紧密接触，并经石墨冷却环1进一步冷却形成较厚的坯壳。同时，所述铜水在圆勾通孔323中冷凝形成卡套在引锭头上的套勾，当固相铜管铸件内外均形成较厚的坯壳时，通过引锭杆拉动引锭头3启拉铜管时，引锭头3带动所述套勾将铜管拉出，且通过增加连接槽324使铜水能够更加容易流入圆勾通孔323中，增加了套勾的受力面积，避免启拉失败而中断生产。
本发明所述的连铸铸造装置通过石墨冷却环的锥形内腔、石墨冷却内芯的锥柱和引锭头的锥形容腔的相互配合组装，使铜水在冷凝变为固相而产生收缩后，固相铜管铸件的外壁与石墨冷却环的内壁仍能够紧密接触，固相铜管铸件的内壁与石墨冷却内芯的锥壁亦能够紧密接触，从而进一步对铜管铸件冷却，使固相铜管铸件内外表层形成较厚的坯壳，使铜管能够连续拉出，避免漏铜现象的发生，提高了生产效率和操作的安全性，解决了现有技术中的石墨冷却环的内腔为直筒式，铜水进石墨冷却环降温后收缩为固相而导致铜管铸件与石墨冷却环的内壁之间产生间隙，石墨冷却环无法进一步对铜管铸件进行冷却，铜管铸件的表层不能形成较厚的坯壳，致使启拉弯曲或漏铜的问题，同时，引锭头上设置的倒圆角腔口与所述导流孔的倒圆角引流口配合形成引流通道，防止铜水流入时在导流孔的出口处富集、凝固，容易导致堵塞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水平连铸铸造装置，其特征在于，包括，
一石墨冷却环，其内部设置有一锥形内腔，所述锥形内腔的直径沿其延伸方向逐渐变小；
一石墨冷却内芯，其内套于所述石墨冷却环的锥形内腔中，所述石墨冷却内芯为一带底座的锥柱，所述锥柱与所述石墨冷却环的锥形内腔之间形成环形通道，所述底座上设有多个导流孔，形成所述水平连铸铸造装置内外导通的导流通道；
一引锭头，其一端伸入所述锥形内腔内，并套设在所述石墨冷却内芯的锥柱的外部，所述引锭头亦设有一锥形容腔，所述锥形容腔与所述锥柱之间、所述锥形容腔与所述石墨冷却环的锥形内腔之间均形成顺流通道，所述顺流通道通过所述锥形容腔腔壁上设置的圆勾通孔相通；
所述引锭头外壁靠近所述石墨冷却环的第一端口处设有一阶梯，所述阶梯的纵面抵接所述石墨冷却环的内壁。
2.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述石墨冷却环的锥形内腔包括第一端口和第二端口，所述第一端口直径小于第二端口直径，所述第一端口与所述引锭头的外壁直径相配合。
3.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述导流孔与石墨冷却内芯的第一端面的连接处延伸出一倒圆角引流口。
4.根据权利要求3所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述引锭头的锥形容腔设有一倒圆角腔口，所述倒圆角腔口与所述石墨冷却内芯的倒圆角引流口配合形成引流通道。
5.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述锥形内腔、所述锥柱以及所述锥形容腔的锥度均相同。
6.根据权利要求5所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述锥度为1:30。
7.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述引锭头的锥形容腔腔壁上设有多个气孔，所述气孔位于所述阶梯与所述石墨冷却环的第一端口之间。
8.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述圆勾通孔向所述锥形容腔的腔口垂直延伸出一连接槽。
9.根据权利要求1所述的水平连铸铸造装置，其特征在于，所述引锭头通过螺栓与引锭杆连接。
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