CN114289540A - 一种结晶器铜管加工模具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及结晶器铜管加工技术领域,具体为一种结晶器铜管加工模具及加工方法;模具包括芯棒和外模;芯棒整体沿长度方向上具有一定弧度和连续的锥度,且芯棒截面为方形;芯棒的一端为小头端,与小头端相对的另一端为大头端,大头端设有连接耳;外模上设有通孔,通孔为方形;加工方法步骤:加热、反挤压、抛光、冷拔、挤压成方、切槽、电镀、检验锥度;本发明的优点在于:严格控制加热时间,达到时间后再将铜锭取出,保证铜锭挤压后制作铜管的质量;结晶器铜管加工中,反挤压机一次挤压成型,将多余部分用车床车去,优化设计;铜管被挤压成方后,经过平面的限制,使其保持方形,避免挤压成方的结晶器铜管在挤压过程中受热后再次变形。
Description
技术领域
本发明涉及结晶器铜管加工技术领域,具体为一种结晶器铜管加工模具及加工方法。
背景技术
结晶器铜管是与连铸机配套使用的关键部件;结晶器铜管为向一侧弯曲的方形或矩形的铜管,铜管内腔从上口至下口为锥形,上口大、下口小,钢水不断地从上口端进入结晶器铜管,在结晶器铜管内凝成硬壳后从结晶器下口端连续拉出,钢坯就在铜管内连续冷却被成型拉出,冷却后全部凝固后切成坯料;适合浇注普碳钢、低合金、高中碳、合金钢、不锈钢等多种钢种;使用连铸技术的连铸机因为其能大幅提高金属收得率和铸坯质量,同时有利于能源的节约,现如今已经被广泛运用。
现有的结晶器铜管,在加工过程中,铜锭加热时温度的控制不当、挤压成方管时模具不能很好地使其保持方形以及复杂的加工方法,导致结晶器铜管弧度、锥度变形较大,厚度不均,使用过程中不能很好地冷却,导致拉出来的钢坯有内裂和外裂纹或产生铸坯鼓肚、漏钢等现象,不符合规范,质量参差不齐,制备的结晶器铜管质量无法保证,导致过钢量较低,使用寿命短。
发明内容
本发明针对现有技术中结晶器铜管弧度、锥度变形较大,厚度不均,使用过程中不能很好地冷却的技术问题,提出了一种结晶器铜管加工模具及加工方法。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种结晶器铜管加工模具,其特征在于,包括芯棒和外模;
所述芯棒整体沿长度方向上具有一定弧度和连续的锥度,且所述芯棒截面为方形;所述芯棒的一端为小头端,与所述小头端相对的另一端为大头端,所述大头端设有连接耳;所述外模上设有通孔,所述通孔为方形。
优选的,所述通孔表面包括斜面和平面;所述芯棒表面与所述外模上通孔表面均经过表面硬处理。
本发明还提供了一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一 加热;将原料切割成圆柱形的铜锭,并加热;
步骤二 反挤压;将铜锭挤压成空心的圆管;
步骤三 冷却;在冷却池里冷却圆管;
步骤四 抛光;对圆管表面抛光;
步骤五 车圆;将圆管表面车成柱形面;
步骤六 冷拔;将圆管拔长;
步骤七 挤压成方;利用所述结晶器铜管加工模具将圆管挤压成方管;
步骤八 切槽;在方管一端的四周外表面切槽,所述槽口延伸线垂直于方管长度方向;
步骤九 电镀;在方管内表面电镀一层硬金属;
步骤十 检验锥度;使用锥度仪检测管内锥度。
优选的,所述步骤一中使用锯床将原料切割成圆锭;使用加热炉将铜锭加热,加热温度范围是550-700℃。
优选的,所述步骤二中将铜锭放入到反挤压机的凹模内,使位于凹模上的凸模下移,凸模挤压凹模内的铜锭,将加热的铜锭挤压成空心的圆管。
优选的,所述步骤三中将挤压成型的圆管在常温的软水中冷却至常温。
优选的,所述步骤五中使用车床将圆管外周车去外皮,将圆管内未挤压到的部分切除。
优选的,所述步骤六中使用冷拔机将圆管冷拔。
优选的,所述步骤七中将圆管一端进行压缩收口,从另一端套入芯棒,所述芯棒小头端位于所述圆管的压缩收口的一端,所述圆管的压缩收口的一端对齐在外模的通孔处;从大头端推动芯棒使圆管穿过通孔,经通孔的斜面挤压成方,经过平面限制挤压成受热的方管膨胀过大,反复多次挤压。
优选的,所述步骤九中在方管内表面电镀铬,且镀层为0.06-0.08mm。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:(1)本发明的结晶器铜管加工方法减少了通孔、填充等步骤,使用反挤压机一次挤压成型,将多余部分用车床车去,优化设计,减少成本,整体效率提高,产出增大;(2)铜管在外模的通孔斜面上逐渐被挤压成方后,经过平面的限制,使其保持方形,避免挤压成方的结晶器铜管在挤压过程中受热后变形过大,减少挤压次数;(3)将多个铜锭放入加热炉内,记录铜锭放入的时间,严格控制加热时间,达到时间后再将铜锭取出,在反挤压时保证铜锭被挤压成空心圆管成型快,凸模下压时两侧铜锭相对凹模流速达标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,
图1本发明结晶器铜管加工方法的流程图;
图2为芯棒立体图;
图3为芯棒侧视图;
图4为外模立体图;
图5为外模剖视图。
1-芯棒,11-小头端,12-大头端,13-连接耳;
2-外模,21-通孔,22-斜面,23-平面。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1
下面结合附图1-5对本发明进一步说明,一种结晶器铜管加工模具,如图2-5所示,包括芯棒1和外模2;所述芯棒1整体沿长度方向上具有一定弧度和连续的锥度,且所述芯棒1截面为方形;所述芯棒的一端为小头端11,与所述小头端11相对的另一端为大头端12,所述大头端12设有连接耳13;所述外模2上设有通孔21,所述通孔21为方形;
如图4和5所示,所述通孔21表面包括斜面22和平面23;所述芯棒1表面与所述外模2上通孔21表面均经过表面硬处理。
连接耳13将芯棒1安装在可往复运动的推杆上,再套上待挤压成型的圆铜管,外模2固定在与芯棒1相对的另一端,外模2的通孔21的中心线与芯棒1长度方向大致处于同一直线上;在推杆的推动下芯棒1带着铜管往外模2上挤压,铜管的一端首先接触到通孔21处的斜面22,铜管在斜面22上逐渐被挤压成方,之后经过平面23限制刚被挤压成方的铜管四面受热变形,使其保持方形。
一种结晶器铜管加工方法,如图1、2和4所示,包括以下步骤:
步骤一 加热;将原料切割成圆柱形的铜锭,并加热到550℃;
原料为批量购置的铜柱,使用锯床将铜柱切割成一段一段的圆锭,多个锯床同时开工,保证圆锭供给充足;将锯床锯好的多个圆锭放在加热炉内加热,炉内温度处于550℃左右,确定铜锭加热到550℃所需时间为15分钟,将锯好的多个铜锭放入加热炉内,记录铜锭放入的时间,等到15分钟后,将铜锭取出。
步骤二 反挤压;将加热好的铜锭从加热炉里夹出,放入到反挤压机的凹模内,启动反挤压机,使位于凹模上的凸模下压,凸模挤压凹模内的铜锭,将加热的铜锭挤压成空心的圆管。
步骤三 冷却;在冷却池将挤压成型的圆管在常温的软水中冷却至常温。
步骤四 抛光;冷却后的圆管到了常温,在抛光室内进行抛光处理,对圆管内腔与外表面抛光。
步骤五 车圆;将圆管表面车成柱形面;使用车床将圆管外周车去外皮,将圆管内未挤压到的部分切除。
步骤六 冷拔;将圆管拔长;使用冷拔机将圆管冷拔至壁厚达到25mm。
步骤七 挤压成方;利用所述结晶器铜管加工模具将圆管挤压成方管;将圆管一端进行压缩收口,从另一端套入芯棒1,所述芯棒1小头端11位于所述圆管的压缩收口的一端,所述圆管的压缩收口的一端对齐在外模2的通孔21处;从大头端12推动芯棒1使圆管穿过通孔21,经通孔21的斜面22挤压成方,经过平面23限制挤压成受热的方管膨胀过大,反复多次挤压。
步骤八 切槽;在方管一端的四周外表面切槽,所述槽口延伸线垂直于方管长度方向,槽口用于成品后的结晶器管在使用时定位。
步骤九 电镀;在方管内表面电镀一层硬金属;电镀金属铬,且镀层为0.06mm。
步骤十 检验锥度;使用锥度仪检测管内锥度,达标后清洗铜管,完成结晶器铜管的加工,成品。
实施例2
本实施例与实施例1的区别为,所述步骤一中将铜锭加热到600℃;所述步骤六中将圆管冷拔至壁厚达到20mm;所述步骤九中镀层为0.07mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别为,所述步骤一中将铜锭加热到700℃;所述步骤六中将圆管冷拔至壁厚达到10mm;所述步骤九中镀层为0.08mm。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种结晶器铜管加工模具,其特征在于,包括芯棒(1)和外模(2);
所述芯棒(1)整体沿长度方向上具有一定弧度和连续的锥度,且所述芯棒(1)截面为方形;所述芯棒的一端为小头端(11),与所述小头端(11)相对的另一端为大头端(12),所述大头端(12)设有连接耳(13);
所述外模(2)上设有通孔(21),所述通孔(21)为方形。
2.根据权利要求1所述的一种结晶器铜管加工模具,其特征在于,所述通孔(21)表面包括斜面(22)和平面(23);
所述芯棒(1)表面与所述外模(2)上通孔(21)表面均经过表面硬处理。
3.基于权利要求2所述的一种结晶器铜管加工模具的结晶器铜管加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一 加热;将原料切割成圆柱形的铜锭,并加热;
步骤二 反挤压;将铜锭挤压成空心的圆管;
步骤三 冷却;在冷却池里冷却圆管;
步骤四 抛光;对圆管表面抛光;
步骤五 车圆;将圆管表面车成柱形面;
步骤六 冷拔;将圆管拔长;
步骤七 挤压成方;利用所述结晶器铜管加工模具将圆管挤压成方管;
步骤八 切槽;在方管一端的四周外表面切槽,所述槽口延伸线垂直于方管长度方向;
步骤九 电镀;在方管内表面电镀一层硬金属;
步骤十 检验锥度;使用锥度仪检测管内锥度。
4.根据权利要求3所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤一中使用锯床将原料切割成圆锭;使用加热炉将铜锭加热,加热温度范围是550-700℃。
5.根据权利要求3所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤二中将铜锭放入到反挤压机的凹模内,使位于凹模上的凸模下移,凸模挤压凹模内的铜锭,将加热的铜锭挤压成空心的圆管。
6.根据权利要求5所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤三中将挤压成型的圆管在常温的软水中冷却至常温。
7.根据权利要求3所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤五中使用车床将圆管外周车去外皮,将圆管内未挤压到的部分切除。
8.根据权利要求7所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤六中使用冷拔机将圆管冷拔。
9.根据权利要求8所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤七中将圆管一端进行压缩收口,从另一端套入芯棒(1),所述芯棒(1)小头端(11)位于所述圆管的压缩收口的一端,所述圆管的压缩收口的一端对齐在外模(2)的通孔(21)处;从大头端(12)推动芯棒(1)使圆管穿过通孔(21),经通孔(21)的斜面(22)挤压成方,经过平面(23)限制挤压成受热的方管膨胀过大,反复多次挤压。
10.根据权利要求3所述的一种结晶器铜管加工方法,其特征在于,所述步骤九中在方管内表面电镀铬,且镀层为0.06-0.08mm。
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