CN113102708B - 用于铜杆制造的连铸结晶器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜杆的制造工艺，包括以下步骤：1)将电解铜原料投放入封闭混合熔料炉中进行熔炼，当电解铜完全熔融后，继续熔炼15～20分钟；2)将封闭混合熔料炉中的熔融物转移至上引连铸熔料炉中，上引连铸熔料炉的加热温度为1080～1100摄氏度；3)通过引拉装置将连铸结晶器中已结晶的铜杆从连铸结晶器的顶部引出，期间经过连铸结晶器的氩气隔热保温装置进行隔氧保温，将制成的铜杆打包成卷。本发明通过设置一套氩气循环流动系统；提高了隔热套的隔热效果，降低能源损耗。

Description

用于铜杆制造的连铸结晶器
技术领域
本发明涉及铜杆生产领域，具体涉及一种铜杆的制造工艺。
背景技术
现有的铜杆生产过程中；其连铸结晶器底部外侧设有隔热套，其隔热效果有限；同时现有的制备方法中为了防止铜杆骤冷氧化，在结晶器顶部需要单独加装保温装置，其能源消耗严重。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种铜杆的制造工艺，解决了现有的铜杆的制造工艺中连铸结晶器隔热效果有限且单独加装保温装置，能源消耗严重的缺陷。
本发明采取的技术方案如下：
一种铜杆的制造工艺，包括以下步骤：
1)将电解铜原料投放入封闭混合熔料炉中进行熔炼，当电解铜完全熔融后，继续熔炼15～20分钟；
2)将封闭混合熔料炉中的熔融物转移至上引连铸熔料炉中，上引连铸熔料炉的加热温度为1080～1100摄氏度；然后通过虹吸作用使熔融物进入到连铸结晶器中，在连铸结晶器中通过冷却水系统进行冷却结晶；
3)通过引拉装置将连铸结晶器中已结晶的铜杆从连铸结晶器的顶部引出，期间经过连铸结晶器的氩气隔热保温装置进行隔氧保温，期间的保温温度为700-900℃，最后将制成的铜杆打包成卷；
其中所述步骤2)中的连铸结晶器包括石墨上引管、氩气隔热保温装置和冷却水装置，所述石墨上引管底端装有石墨内管，所述石墨内管外侧还装有隔热套，所述隔热套内设有环状的隔热腔，所述氩气隔热保温装置包括进气管路、回流管路、连通进气管路和回流管路的换热盘管和保温套管，所述换热盘管安装在隔热腔内，所述进气管路上装有气泵，所述进气管路顶部连接保温套管，，所述回流管路末端连接保温套管；结晶形成的铜杆穿过保温套管，所述氩气隔热保温装置内流通有氩气；所述冷却水装置包括安装在石墨内管内侧的冷却底管、双层套管和位于顶部的密封罩，所述双层套管顶端连接密封罩，形成密封的水循环回路；所述双层套管中部开设有进水口和出水口；所述保温套管安装在密封罩的顶部。本发明中通过在连铸结晶器的隔热套内设置氩气保护系统，将铜炉内的氩气导入在结晶器罐顶的密封装置中，其提高了密封装置的密封效果，减少铜杆被氧化，颜色发深的问题，同时可以有效的减少因铜杆骤冷引起的缺陷，本发明同时利用熔料炉热量来对铜杆进行保温，其减少了能量消耗。
可选的，所述步骤1)中熔炼温度为1100～1200℃。
可选的，所述步骤3)中引拉装置以每分钟100～120毫米的速度引拉铜杆。
可选的，所述进水口和出水口均开设在双层套管的同一侧，所述进水口连通双层套管内侧腔体，所述出水口连通双层套管外侧腔体。
可选的，所述密封罩的顶部设有固定槽，所述固定槽中部设有便于铜杆穿过的通孔；所述保温套管安装在固定槽中。
可选的，所述保温套管内装有固定座管，所述固定座管顶部装有密封套，铜杆穿过固定座管和密封套向上穿出。
可选的，所述回流管路还侧接侧通管路，所述侧通管路末端装有调压筒，所述调压筒顶部设有减压筒；所述调压筒内装有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞通过第一弹簧连接第二活塞，所述第一活塞位于调压筒内侧底部，所述第二活塞位于调压筒内侧顶部，所述第二活塞顶部固定连接推杆，所述推杆顶部穿出调压筒，所述推杆末端深入减压筒，所述减压筒设有第三活塞，所述推杆末端连接第三活塞的底部；所述第三活塞顶部装有第二弹簧，所述第二弹簧顶部连接减压筒的顶部；所述减压筒通过抽气管连通密封套。本发明通过加热后的回流气体推动调压筒中第一活塞运动，进而使得减压筒内气压减少，减少铜杆上部的气压，使得熔融物快速上升，提高其铜杆的拉拔效率；本发明把密封套设置在保温套管内部，其避免了由于密封套内负压，使得空气容易渗透入密封套内。
可选的，所述侧通管路上装有调节阀；所述抽气管上装有单向阀，所述单向阀只允许密封套内气体流入减压筒内。本发明设置单向阀，防止减压筒内气体回流。
可选的，所述石墨上引管的底部开口的外周面为锥形。现有的工艺中，铜液表面常漂浮有废渣，本发明的石墨上引管的底部开口的外周面为锥形，其使用时与铜液的表面接触面很小，其刺穿铜液表面时，较少地带入废渣进入石墨上引管的内部。
(三)有益效果
1、本发明通过设置一套氩气循环流动系统；提高了隔热套的隔热效果，降低能源损耗；通过将气体循环至结晶器顶部进行密封保护，有效地防止高温铜杆被氧化，同时可以有效的减少因铜杆骤冷引起的缺陷；进一步通过氩气循环系统的动力维持结晶器顶部的负压，其加快铜杆的结晶上沿速率。
2、本发明的石墨上引管的底部开口的外周面为锥形，其使用时与铜液的表面接触面很小，其刺穿铜液表面时，较少地带入废渣进入石墨上引管的内部。本发明的石墨上引管的底部开口的外周面为锥形，其使用时与铜液的表面接触面很小，其刺穿铜液表面时，较少地带入废渣进入石墨上引管的内部。
3、本发明通过加热后的回流气体推动调压筒中第一活塞运动，进而使得减压筒内气压减少，减少铜杆上部的气压，使得熔融物快速上升，提高其铜杆的拉拔效率；本发明把密封套设置在保温套管内部，其避免了由于密封套内负压，使得空气容易渗透入密封套内。
附图说明：
图1是本发明的实施例2连铸结晶器的剖面结构图。
图2是本发明的实施例2连铸结晶器的A部分的局部放大图。
图中各附图标记为：
1、石墨上引管，2、冷却水装置，3、氩气隔热保温装置，4、石墨内管，5、隔热套，6、隔热腔，7、进气管路，8、回流管路，9、换热盘管，10、保温套管，11、气泵，12、冷却底管，13、双层套管，14、密封罩，15、进水口，16、出水口，17、侧通管路，18、调压筒，19、第一活塞，20、第二活塞，21、第一弹簧，22、推杆，23、减压筒，24、第三活塞，25、第二弹簧，26、抽气管，27、调节阀，28、单向阀，29、固定槽，30、通孔，31、固定座管，32、密封套。
具体实施方式：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例一：如图1、图2所示，本发明还公开了一种铜杆的制造工艺，包括以下步骤:
1)将电解铜原料投放入封闭混合熔料炉中进行熔炼，熔炼温度为1100～1200℃当电解铜完全熔融后，继续熔炼15～20分钟；
2)将封闭混合熔料炉中的熔融物转移至上引连铸熔料炉中，上引连铸熔料炉的加热温度为1080～1100摄氏度；然后通过虹吸作用使熔融物进入到连铸结晶器中，在连铸结晶器中通过冷却水系统进行冷却结晶；
3)通过引拉装置将连铸结晶器中已结晶的铜杆从连铸结晶器的顶部引出，期间经过连铸结晶器的氩气隔热保温装置进行隔氧保温，期间的保温温度为700-900℃，最后将制成的铜杆打包成卷；引拉装置以每分钟100～120毫米的速度引拉铜杆。本实施例中的引拉装置采用铜材母杆，其熔融连接铜杆。
实施例二：如图1和图2所示，本发明公开了一种连铸结晶器，其包括石墨上引管1、氩气隔热保温装置3和冷却水装置2，所述石墨上引管底端装有石墨内管4，所述石墨上引管的底部开口的外周面为锥形。所述石墨内管外侧还装有隔热套5，所述隔热套内设有环状的隔热腔6，所述氩气隔热保温装置包括进气管路7、回流管路8、连通进气管路和回流管路的换热盘管9和保温套管10，所述换热盘管安装在隔热腔内，所述进气管路上装有气泵11，所述进气管路顶部连接保温套管，所述回流管路末端连接保温套管；结晶形成的铜杆穿过保温套管，所述氩气隔热保温装置内流通有氩气；所述冷却水装置包括安装在石墨内管内侧的冷却底管12、双层套管13和位于顶部的密封罩14，所述双层套管顶端连接密封罩，形成密封的水循环回路；所述双层套管中部开设有进水口15和出水口16；所述保温套管安装在密封罩的顶部。所述保温套管内装有固定座管31，所述固定座管顶部装有密封套32，铜杆穿过固定座管和密封套向上穿出。
所述回流管路还侧接侧通管路17，所述侧通管路末端装有调压筒18，所述调压筒顶部设有减压筒23；所述调压筒内装有第一活塞19和第二活塞20，所述第一活塞通过第一弹簧21连接第二活塞，所述第一活塞位于调压筒内侧底部，所述第二活塞位于调压筒内侧顶部，所述第二活塞顶部固定连接推杆22，所述推杆顶部穿出调压筒，所述推杆末端深入减压筒，所述减压筒设有第三活塞24，所述推杆末端连接第三活塞的底部；所述第三活塞顶部装有第二弹簧25，所述第二弹簧顶部连接减压筒的顶部；所述减压筒通过抽气管26连通密封套。所述侧通管路上装有调节阀27；所述抽气管上装有单向阀28，所述单向阀只允许密封套内气体流入减压筒内。
所述进水口和出水口均开设在双层套管的同一侧，所述进水口连通双层套管内侧腔体，所述出水口连通双层套管外侧腔体。所述密封罩的顶部设有固定槽29，所述固定槽中部设有便于铜杆穿过的通孔30；所述保温套管安装在固定槽中。
本实施例实施时，换热盘管对隔热套进行隔热，并加热氩气隔热保温装置中流通的氩气；通过气泵将铜液加热后的氩气传输至保温套管，进而对铜杆进行保温；同时通过加热后的回流气体推动调压筒中第一活塞运动，进而使得减压筒内气压减少，减少铜杆上部的气压，使得熔融物快速上升，提高其铜杆的拉拔效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于铜杆制造的连铸结晶器，其特征在于，包括石墨上引管、氩气隔热保温装置和冷却水装置，所述石墨上引管底端装有石墨内管，所述石墨内管外侧还装有隔热套，所述隔热套内设有环状的隔热腔，所述氩气隔热保温装置包括进气管路、回流管路、连通进气管路和回流管路的换热盘管和保温套管，所述换热盘管安装在隔热腔内，所述进气管路上装有气泵，所述进气管路顶部连接保温套管，所述回流管路末端连接保温套管；结晶形成的铜杆穿过保温套管，所述氩气隔热保温装置内流通有氩气；
所述冷却水装置包括安装在石墨内管内侧的冷却底管、双层套管和位于顶部的密封罩，所述双层套管顶端连接密封罩，形成密封的水循环回路；所述双层套管中部开设有进水口和出水口；所述保温套管安装在密封罩的顶部；所述密封罩的顶部设有固定槽，所述固定槽中部设有便于铜杆穿过的通孔；所述保温套管安装在固定槽中；所述保温套管内装有固定座管，所述固定座管顶部装有密封套，铜杆穿过固定座管和密封套向上穿出；
所述回流管路还侧接侧通管路，所述侧通管路末端装有调压筒，所述调压筒顶部设有减压筒；所述调压筒内装有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞通过第一弹簧连接第二活塞，所述第一活塞位于调压筒内侧底部，所述第二活塞位于调压筒内侧顶部，所述第二活塞顶部固定连接推杆，所述推杆顶部穿出调压筒，所述推杆末端深入减压筒，所述减压筒设有第三活塞，所述推杆末端连接第三活塞的底部；所述第三活塞顶部装有第二弹簧，所述第二弹簧顶部连接减压筒的顶部；所述减压筒通过抽气管连通密封套。
2.如权利要求1所述的用于铜杆制造的连铸结晶器，其特征在于，所述进水口和出水口均开设在双层套管的同一侧，所述进水口连通双层套管内侧腔体，所述出水口连通双层套管外侧腔体。
3.如权利要求1所述的用于铜杆制造的连铸结晶器，其特征在于，所述侧通管路上装有调节阀；所述抽气管上装有单向阀，所述单向阀只允许密封套内气体流入减压筒内。
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