CN110315042A - 一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，涉及金属铸造技术领域，包括：机架、搅拌通道、合金液驱动装置和电磁搅拌装置；所述搅拌通道固定设置在所述机架上，所述搅拌通道两端分别设置有搅拌通道入口和搅拌通道出口，所述合金液驱动装置一端固定设置在所述机架上，所述合金液驱动装置另一端设置在所述搅拌通道内部，所述电磁搅拌装置固定设置在所述搅拌通道外侧壁，能够克服现有的机械搅拌和电磁搅拌均存在的搅拌不均匀的缺陷，本发明能够消除搅拌过程中合金液的流动死区和周向环流，有利于提高合金液的搅拌效果。

Description

一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置

技术领域

本发明涉及金属铸造技术领域，特别是涉及一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置。

背景技术

冷凝管是制作管式热交换器的重要部件，在热交换器工作时冷凝管内部流通冷却介质，冷凝管外部则是高温高压的蒸汽。在海水淡化、舰船锅炉、核电站等领域常用海水作为热交换器内部流通的冷却介质，由于海水具有较强的腐蚀性，因此，冷凝管的工作环境非常恶劣，这对冷凝管提出了更高的要求。白铜是以镍为主要合金元素的铜基合金，具有明显的高强度、耐热性和耐蚀性，以及良好的热传导性能，满足热交换器用冷凝管的工作条件，因此得到了广泛应用。

白铜管坯水平连铸过程中，铜液和镍水的搅拌是非常重要的一个环节，如果搅拌不充分，合金液中铜和镍混合不均匀，会使白铜管坯产生偏析，影响合金管坯质量。机械搅拌和电磁搅拌是现在常用的两种搅拌方式，但是机械搅拌的搅拌轴附近和离搅拌叶片较远的区域存在部分流速很低的流动死区，在流动死区内合金液没有得到充分搅拌，铜液和镍水分布均匀性不理想，影响管坯质量；电磁搅拌也有类似的问题，电磁场受集肤效应的影响，造成搅拌炉内电磁搅拌力边缘大，中心小，自边缘向中心急剧衰减，在周向形成环流的特点，造成径向搅拌不均匀，影响管坯的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够消除搅拌过程中合金液的流动死区和周向环流，有利于提高合金液的搅拌效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，包括机架、搅拌通道、合金液驱动装置和电磁搅拌装置；所述搅拌通道固定设置在所述机架上，所述搅拌通道两端分别设置有搅拌通道入口和搅拌通道出口，所述合金液驱动装置一端固定设置在所述机架上，所述搅拌装置另一端设置在所述搅拌通道内部，所述电磁搅拌装置固定设置在所述搅拌通道外侧壁。

优选的，所述电磁搅拌装置包括多个电磁搅拌单元，多个所述电磁搅拌单元均固定设置在所述搅拌通道上，任意相邻的两个所述电磁搅拌单元产生的磁场方向相反；每个所述电磁搅拌单元均包括隔热圈和电磁线圈，所述隔热圈固定套设在所述搅拌通道上，所述电磁线圈固定设置在所述隔热圈上。

优选的，所述用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括多个磁屏蔽圈，多个所述磁屏蔽圈均固定设置在所述搅拌通道上，每个所述磁屏蔽圈均位于相邻的所述电磁搅拌单元之间。

优选的，所述搅拌通道的长度不小于所述搅拌通道的宽度的两倍。

优选的，所述用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括进料装置，所述进料装置包括熔炼炉、连通炉和储气罐，所述熔炼炉顶部设置有熔炼进料口，所述熔炼炉侧壁设置有熔炼进气口，且所述熔炼进气口的高度高于所述熔炼炉内液面高度，所述熔炼炉与所述连通炉通过连通管道连通，所述连通炉顶部设置有连通进气口，所述连通进气口与气体通道一端连接，所述气体通道另一端与所述储气罐连接，所述连通炉通过输送管路与所述搅拌通道连通。

优选的，所述连通炉内壁滑动连接有活塞，所述活塞下方用于盛装金属液，所述活塞上部用于盛装保护气体。

优选的，所述用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括搅拌输出管、输出止回阀和保温炉，所述搅拌输出管一端与所述搅拌通道出口固定连接，所述输出止回阀固定设置在所述搅拌输出管上；所述保温炉通过所述搅拌输出管与所述搅拌通道连通，所述保温炉内部固定设置有隔热板，所述隔热板上方用于盛装保护气体，所述隔热板下方用于盛装金属液，所述保温炉顶部开设有保温炉进气口，所述储气罐通过所述气体通道与所述保温炉进气口连通。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供了一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，合金液驱动装置的搅拌能够为搅拌通道内的合金液提供层流流动初速度，使合金液以当前的成分分布沿搅拌通道流动；电磁搅拌装置固定设置在搅拌通道外侧壁，产生的磁场力使搅拌通道内的合金液在与其自身运动方向垂直的平面内转动，破坏合金液的层流，使合金液处于紊流流动状态，消除合金液的流动死区和周向环流，从而使合金液内部混合均匀，有利于提高合金液的搅拌效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置轴测图；

图2为本发明提供的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置剖视图；

图3为图2中A放大图；

图4为本发明提供的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置的电磁线圈轴测图；

图5为本发明提供的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置的进料装置示意图；

图6为本发明提供的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置的保温炉示意图。

其中：1-熔炼炉，2-连通炉，3-输送止回阀，4-直管，5-活塞，6-金属液，7-储气罐，8-气体通道，9-熔炼金属，10-三通管，11-搅拌通道，12-电磁线圈，13-隔热圈，14-磁屏蔽圈，15-隔热板，16-保温炉，17-输出止回阀，18-电机，19-旋转轴，20-旋转浆叶，21-磁屏蔽板，22-机架，23-合金液，101-连通管道，102-熔炼进料口，103-熔炼进气口，201-连通炉出口，202-连通进气口，111-搅拌通道入口，112-搅拌通道出口，211-通道固定口，161-保温炉出口，162-保温炉入口，163-保温炉进气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，以解决现有技术存在的问题，能够消除搅拌过程中合金液的流动死区和周向环流，有利于提高合金液的搅拌效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～6所示：本实施例提供了一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，包括机架22、搅拌通道11、合金液驱动装置和电磁搅拌装置；搅拌通道11固定设置在机架22上，搅拌通道11两端分别设置有搅拌通道入口111和搅拌通道出口112，合金液驱动装置一端固定设置在机架22上，搅拌装置另一端设置在搅拌通道11内部，合金液驱动装置的搅拌作用能够为合金液23提供层流流动初速度，使合金液23以当前的成分分布沿搅拌通道11流动；电磁搅拌装置固定设置在搅拌通道11外侧壁，电磁搅拌装置产生的磁场力使搅拌通道11内的合金液23在与其自身运动方向垂直的平面内转动，破坏合金液23的层流，使合金液23处于紊流流动状态，消除合金液23的流动死区和周向环流，合金液23的各组成元素进行无序随机扩散，通过流体剪切能够打碎难溶液滴和气泡，从而使合金液23内部混合均匀；因此，本发明能够消除搅拌过程中合金液23的流动死区和周向环流，有利于提高合金液的搅拌效果。

机架22采用多层结构，机架22的每一层底部均固定设置有磁屏蔽板21，这样设置，能够防止相邻机架层上的电磁搅拌装置产生的磁场互相干扰；同时，机架22采用多层结构，每一层磁屏蔽板21上均开设有通道固定口211，用于安装搅拌通道11，能够增加搅拌通道11的数量，有利于提高工作效率和产量。

合金液驱动装置包括电机18、旋转轴19和旋转桨叶20，电机18固定设置在每一层机架22的磁屏蔽板21上，旋转轴19一端与电机18输出端固定连接，且搅拌通道11上开设有旋转轴固定口，旋转轴19穿过旋转轴固定口伸入搅拌通道11内部，并与旋转轴固定口密封转动连接，旋转桨叶20与旋转轴19固定连接，且旋转桨叶20位于搅拌通道11内，优选的，旋转叶片20与搅拌通道11内弯道口处于同一竖直平面内。

电磁搅拌装置包括多个电磁搅拌单元，多个电磁搅拌单元均固定设置在搅拌通道11上，任意相邻的两个电磁搅拌单元产生的磁场方向相反，即相邻搅拌单元内的电磁线圈12的通电方向相反；每个电磁搅拌单元均包括隔热圈13和电磁线圈12，隔热圈13固定套设在搅拌通道11上，电磁线圈12固定设置在隔热圈13上，以避免电磁线圈12因搅拌通道11内温度过高而被烧坏。

用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括多个磁屏蔽圈14，多个磁屏蔽圈14均固定设置在搅拌通道11上，每个磁屏蔽圈14均位于相邻的电磁搅拌单元之间，用于屏蔽相邻电磁搅拌单元的电磁线圈12产生的磁场，防止磁场交叉。

搅拌通道11的长度不小于搅拌通道11的宽度的两倍。

用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括进料装置，进料装置包括熔炼炉1、连通炉2和储气罐7，熔炼炉1顶部设置有熔炼进料口102，用于向熔炼炉1内加入熔炼金属9，熔炼炉1上部设置有熔炼进气口103，用于向熔炼炉1内通入保护气体，防止熔融的金属液6液面被氧化，且熔炼进气口103的高度高于熔炼炉1内液面高度，熔炼炉1与连通炉2通过连通管道101连通，连通炉2顶部设置有连通进气口202，连通进气口202与气体通道8一端连接，气体通道8另一端与储气罐7连接，连通炉2下部设置有连通炉出口201，连通炉出口201通过输送管路与搅拌通道11连通。

连通炉2内壁滑动连接有活塞5，活塞5下方用于盛装金属液，活塞5上部用于盛装保护气体，这样设置，能够避免保护气体与高温的金属液6直接接触。

熔炼金属9从熔炼进料口102进入熔炼炉1开始熔炼，熔炼速度与连通炉出口201的金属液6流出速度相同，以保持熔炼炉1内液面恒定，避免熔炼炉1内液面高度变化导致金属液6中带入其他杂质。

输送管路包括直管4、三通10和输送止回阀3；直管4一端与连通炉2的出液口固定连接，直管4另一端与三通10的一个输入端固定连接，用于输送铜液或镍水，三通10的另一个输入端用于与镍水的输送管连接，三通10的输出端与搅拌通道入口111固定连接，输送止回阀3设置在直管4上。

用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置还包括搅拌输出管、输出止回阀17和保温炉16，搅拌输出管一端与搅拌通道出口112固定连接，输出止回阀17固定设置在搅拌输出管上；保温炉16下部开设有保温炉出口161，保温炉16上部开设有保温炉入口162，保温炉入口162通过搅拌输出管与搅拌通道11连通，从而将搅拌通道11内的合金液23输送至保温炉16内，简言之，通过两个不同的熔炼炉1和两个不同的连通炉2，可以将铜液和镍水同时输送至搅拌通道11混合形成合金液23，进而输送至保温炉16内，保温炉16内部固定设置有隔热板15，隔热板15上方用于盛装保护气体，隔热板15下方用于盛装合金液23，保温炉16顶部开设有保温炉进气口163，储气罐7通过气体通道8与保温炉进气口163连通，用于向保温炉16内通入保护气体。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：包括机架、搅拌通道、合金液驱动装置和电磁搅拌装置；所述搅拌通道固定设置在所述机架上，所述搅拌通道两端分别设置有搅拌通道入口和搅拌通道出口，所述合金液驱动装置一端固定设置在所述机架上，所述合金液驱动装置另一端设置在所述搅拌通道内部，所述电磁搅拌装置固定设置在所述搅拌通道外侧壁。

2.根据权利要求1所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：所述电磁搅拌装置包括多个电磁搅拌单元，多个所述电磁搅拌单元均固定设置在所述搅拌通道上，任意相邻的两个所述电磁搅拌单元产生的磁场方向相反；每个所述电磁搅拌单元均包括隔热圈和电磁线圈，所述隔热圈固定套设在所述搅拌通道上，所述电磁线圈固定套设在所述隔热圈上。

3.根据权利要求2所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：还包括多个磁屏蔽圈，多个所述磁屏蔽圈均固定设置在所述搅拌通道上，每个所述磁屏蔽圈均位于相邻的所述电磁搅拌单元之间。

4.根据权利要求1所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌通道的长度不小于所述搅拌通道的宽度的两倍。

5.根据权利要求1所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：还包括进料装置，所述进料装置包括熔炼炉、连通炉和储气罐，所述熔炼炉顶部设置有熔炼进料口，所述熔炼炉侧壁设置有熔炼进气口，且所述熔炼进气口的高度高于所述熔炼炉内液面高度，所述熔炼炉与所述连通炉通过连通管道连通，所述连通炉顶部设置有连通进气口，所述连通进气口与气体通道一端连接，所述气体通道另一端与所述储气罐连接，所述连通炉通过输送管路与所述搅拌通道连通。

6.根据权利要求5所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：所述连通炉内壁滑动连接有活塞，所述活塞下方用于盛装金属液，所述活塞上部用于盛装保护气体。

7.根据权利要求1所述的用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置，其特征在于：还包括搅拌输出管、输出止回阀和保温炉，所述搅拌输出管一端与所述搅拌通道出口固定连接，所述输出止回阀固定设置在所述搅拌输出管上；所述保温炉通过所述搅拌输出管与所述搅拌通道连通，所述保温炉内部固定设置有隔热板，所述隔热板上方用于盛装保护气体，所述隔热板下方用于盛装金属液，所述保温炉顶部开设有保温炉进气口，所述储气罐通过所述气体通道与所述保温炉进气口连通。