CN201978963U - 一种黄铜合金冷凝管水平连铸-轧制-退火-拉伸设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种黄铜合金冷凝管水平连铸-皮尔格轧制-连续退火-连续拉伸设备，其特征在于，所述设备依次包括水平连铸装置、皮尔格轧制装置、在线退火装置和拉伸装置。本实用新型较现有技术减少工艺环节60%；提高铸造成材率9%左右；省略了铸锭加热-穿孔挤压工序，相当于提高工序成材率10-12%；降低铸锭加热-挤压工序能耗800KWh/t，降低挤压工具损耗和人员工资成本450元/t铜；减少中间裁切、中间退火、中间酸洗和中间转运工序，有效防止制品转运磕碰伤，制品品质大幅度提高，生产效率成倍增加，消除了酸洗金属损耗，生产成本大幅度降低。

Description

一种黄铜合金冷凝管水平连铸-轧制-退火-拉伸设备

技术领域

本实用新型涉及铜合金加工领域，尤其涉及一种黄铜合金冷凝管水平连铸-皮尔格轧制-连续退火-连续拉伸设备。

背景技术

传统铜合金冷凝管生产工艺为：采用立式半连铸工艺生产实心铸锭，定尺锯切为400-600mm长的短锭，将短锭加热至800-1000℃（视合金种类不同而不同），在双动挤压机上进行穿孔挤压得到空心管坯。对管坯进行定尺锯切、矫直、酸洗后进行皮尔格轧制。对轧制管坯需要裁切为4-6m的短管，随后退火、酸洗、制头、拉伸；拉伸后的管坯还需要裁切为4-6m的短管，随后再次退火、酸洗、制头、拉伸；如此反复3-5次，工艺流程长，生产道次多；挤压加热、反复退火，能耗极高；挤压工序工装损耗大、成本高；酸洗工序金属损耗大。特别是制品品质低、无法生产超长铜合金冷凝管。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种黄铜合金冷凝管水平连铸-轧制-退火-拉伸设备。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种黄铜合金冷凝管水平连铸-轧制-退火-拉伸设备，其特征在于，所述设备依次包括水平连铸装置、皮尔格轧制装置、连续退火装置和连续拉伸装置。

根据上述设备，其特征在于，所述水平连铸装置包括：工频感应熔炼炉和工频感应保温炉、位于所述工频感应保温炉出液口的水平连铸结晶器以及铸锭牵引装置，并且所述铸造设备还包括二次水冷装置，该二次水冷装置位于所述水平连铸结晶器和所述铸锭牵引装置之间。

根据上述设备，其特征在于，所述二次水冷装置中包括上下两排喷水口。

根据上述设备，其特征在于，所述连铸装置还包括另外一台工频感应熔炼炉。

根据上述设备，其特征在于，所述连铸装置还包括一台同步锯切装置和料床，所述同步锯切装置位于所述牵引装置的出料端，所述料床位于所述同步锯切装置的出料端。

根据上述设备，其特征在于，所述皮尔格轧制装置包括管坯卡进送进装置、上轧辊和下轧辊、芯棒和由芯棒与上轧辊、下轧辊构成的环形孔型、以及位于所述上轧辊和下轧辊两侧的润滑装置。

根据上述设备，其特征在于，所述连续退火装置依次包括：水平矫直装置、表面清洗烘干装置、垂直矫直装置、感应退火装置、淬火冷却装置和气幕吹扫烘干装置。

根据上述设备，其特征在于， 在所述感应退火装置和淬火冷却装置之间还设有用以防止管材氧化的密封导套。

根据上述设备，其特征在于，在所述垂直矫直装置和所述感应退火装置之间还设有用以测量管材前进速度的测速装置。

根据上述设备，其特征在于，所述水平矫直装置包括水平矫直夹送辊和水平矫直辊。

根据上述设备，其特征在于，所述垂直矫直装置包括垂直矫直夹送辊和垂直矫直辊。

根据上述设备，其特征在于，所述感应退火装置上连接有氮-氢混合气体进气管和氮-氢混合气体出气管，并且其加热区由至少4组高频双层感应线圈组成，每组线圈分别由安装在线圈端部的传感器控制温度。

根据上述设备，其特征在于，所述淬火冷却装置中包括多个冷却水喷嘴，冷却水喷嘴连接到冷却水进水管上，并且所述淬火冷却装置下方还连接有冷却水回水管。

根据上述设备，其特征在于，所述气幕吹扫烘干装置中包括多个冷却气喷嘴，该喷嘴连接在压缩空气进气管上。

根据上述设备，其特征在于，所述连续拉伸装置依次包括：用于加润滑剂、管坯头部预矫直和清理管坯端部毛刺的一次拉伸预处理装置、一次拉伸装置、用于调节两级拉伸速度的活套调节装置、用于管坯头部预矫直的二次拉伸预处理装置、二次拉伸装置，并且在所述一次拉伸装置的入口处还安装有用于拉伸前的管坯制头的一次拉伸预制头装置，在所述二次拉伸装置的入口安装有为进行二次制头的二次拉伸预制头装置。

根据上述设备，其特征在于，所述一次拉伸装置由一次拉伸液压站和一次拉伸主传动装置提供动力，所述二次拉伸装置由二次拉伸液压站和二次拉伸主传动装置提供动力。

根据上述设备，其特征在于，所述一次拉伸主传动装置包括电机和减速机。

根据上述设备，其特征在于，所述二次拉伸主传动装置包括电机和减速机。

使用本实用新型的设备较现有技术减少工艺环节60%；提高铸造成材率9%左右；省略了铸锭加热-穿孔挤压工序，相当于提高工序成材率10-12%；降低铸锭加热-挤压工序能耗800KWh/t，降低挤压工具损耗和人员工资成本450元/t铜；减少中间裁切、中间退火、中间酸洗和中间转运工序，有效防止制品转运磕碰伤，制品品质大幅度提高，生产效率成倍增加，消除了酸洗金属损耗，生产成本大幅度降低。

附图说明

图1是本实用新型的设备所包括的水平连铸装置；

图2是本实用新型的设备所包括的皮尔格轧制装置；

图3是本实用新型的设备所包括的连续退火装置；

图4是本实用新型的设备所包括的连续拉伸装置。

具体实施方式

本实用新型的铜合金冷凝管连铸-皮尔格轧制-连续退火-连续拉伸设备，其依次包括水平连铸装置、皮尔格轧制装置、连续退火装置和连续拉伸装置。

参见图1，水平连铸装置包括工频感应熔炼炉1a和工频感应保温炉2a、位于工频感应保温炉2a出液口的水平连铸结晶器3a以及铸锭牵引装置6a，并且在水平连铸结晶器3a和铸锭牵引装置6a之间设有二次水冷装置5a。二次水冷装置中包括上下两排喷水口。铸造设备还包括一台同步锯切装置7a和料床9a，同步锯切装置7a位于牵引装置6a的出料端，料床9a位于同步锯切装置7a的出料端。

为了实现连续铸造，还可以包括另外一台工频感应熔炼炉（图1中未示出）。

参见图2，皮尔格轧制装置包括管坯卡进送进装置8b、上轧辊1b和下轧辊3b、芯棒、由芯棒和上下轧辊构成的环形孔型2b、4b，以及位于上轧辊1b和下轧辊3b两侧的润滑装置9b。

参见图3，连续拉伸装置依次包括：用于加润滑剂、管坯头部预矫直的和清理管坯端部毛刺的一次拉伸预处理装置1d、一次拉伸装置2d、用于调节两级拉伸速度不匹配问题的活套调节装置3d、用于管坯头部预矫直的二次拉伸预处理装置4d、二次拉伸装置5d，并且在一次拉伸装置1d的入口处还安装有用于拉伸前的管坯制头的一次拉伸预制头装置6d，在二次拉伸装置5d的入口安装有为防止一、二次拉伸出现断头而进行二次制头的二次拉伸预制头装置9d。

拉伸装置由独立的液压站和传动装置连接并由其提供动力，具体而言，一次拉伸装置2d由一次拉伸液压站8d和一次拉伸主传动装置7d（优选地，该装置包括电机和减速机）提供动力，二次拉伸装置5d由二次拉伸液压站11d和二次拉伸主传动装置10d（优选地，该装置包括电机和减速机）提供动力。

现参照图1-图3描述本实用新型的工作过程：

使用两台熔炼炉（使用线圈11a加热）、一台保温炉（使用线圈12a加热）的配置方式，由两台熔化炉轮流向保温炉提供铜液，通过连铸机生产规定规格的黄铜锭，主要技术参数为：每台熔炼炉有效出铜量6000kg/次，熔化率5000kg/h，额定功1250 kW，单位铸锭能耗（1080℃）195 kWh/t，额定电压900V，工作频率50Hz，炉温控制精度±6℃，平均功率因数≥0.98。

通过2a套振动上料机向熔炼炉供料，然后由熔炼炉进行加热熔炼，衬料工作温度不低于1450℃。倾炉液压缸采用倒置式、带自锁阀的柱塞式液压缸，保证在意外情况下炉体不会快速下落，柱塞表面镀硬铬，设防金属喷溅的护套。工频有芯感应炉主要包括上炉体和易于更换的水冷感应体，双列蛇形感应体与电源单相连接，可以实现轻易更换。流槽采用封闭、可旋转结构，需要时可以将流槽移开，以便于保温炉倾炉。排烟装置包括集烟罩、上料炉门，可旋转的连接法兰、连接法兰与集烟罩之间的连接管道，与炉盖连接的排烟管可以随炉盖和炉体的倾动而旋转。熔化炉烟气最大排放量17000Nm³/h、平均排放量11500Nm³/h，烟气温度80~100℃。

熔融态金属液10a被倾倒入保温炉2a，然后通过结晶器3a进行凝固成固态薄壁管坯4a，再次通过二次水冷装置5a的冷却，冷却后的管坯4a通过同步锯切装置7a锯切成为固定长度的管坯8a，其被放置在料床9a上。

管坯进一步通过图2所述的皮尔格轧制机进行轧制。开始轧制时,轧辊1b和3b运动至最右位置,此时,孔型2b和4b之间的张开度最大,卡紧送进装置8b夹紧管坯7b并将管坯向孔型中送进5-12mm,同时,芯棒5b也运动至最右位置。芯棒和轧辊上的环孔构成轧制孔型。润滑装置9b向孔型和管坯表面喷洒润滑液，轧机主电机驱动轧辊由右向左运动，对管坯进行轧制。当轧辊1b和3b运动至最左位置时，轧机完成一次轧制过程。轧辊1b和3b再次运动至最右位置，开始第二次管坯送进和轧制，如此反复循环。

参见图3、经过轧制的管坯进入图3所示的连续退火装置，冷凝管9c从水平矫直装置1c进入，管材经过水平矫直、表面清洗2c后，进入垂直矫直装置3c。经过垂直矫直以后的管材进入感应退火装置5c,在垂直矫直装置3c和感应退火装置5之间还设有用以测量管材前进速度的测速装置4c，管材规格、材质和管材前进速度是决定退火炉5c输入功率的依据。感应退火装置5c处于氮-氢气体的保护下, 感应退火装置5c上连接有氮-氢混合气体进气管16c和氮-氢混合气体出气管10c，防止管材在退火过程中发生氧化。经过退火的管材通过密封导套6c进入淬火冷却装置7c中，管材经17c和20c喷淋冷却淬火，进入气幕吹扫烘干装置8c中，冷却气喷嘴21c向管材表面喷送压缩空气，吹干管材表面的水分。

参见图4，经过退火后的管坯输送至拉伸装置的上料工位，进行一次拉伸预处理装置1d和一次拉伸预制头装置6d，将预制头的管坯头部送入一次拉伸装置2d的拉伸工位，一次拉伸液压站8d驱使拉伸夹钳夹紧管坯，一次拉伸主传动装置7d驱使夹钳拉住管坯到下一工位，随后，一次拉伸主传动装置7d驱使夹钳往复运动，对管坯进行第一次连续拉伸。管坯头部直接通过活套调节装置3d，进入二次拉伸预处理装置4d进行头部矫直，将预矫直的管坯头部送入二次拉伸装置5d的拉伸工位。随后，活套调节装置3d向上运动，贮备部分管坯长度。二次拉伸液压站11d驱使拉伸夹钳夹紧管坯，二次拉伸主传动装置10d驱使夹钳往复运动，对管坯进行第二次连续拉伸。当出现一次拉伸装置2d与二次拉伸装置5d速度不匹配时，活套调节装置3d释放部分管坯，使两次拉伸之间保持一定的张力，实现两次拉伸平稳进行。当拉伸过程出现拉断情况时，可以将断头引致二次拉伸预制头装置9d进行二次制头，随后，将管坯送入二拉伸位置，继续进行拉伸。

Claims (18)

1.一种黄铜合金冷凝管水平连铸-轧制-退火-拉伸设备，其特征在于，所述设备依次包括水平连铸装置、皮尔格轧制装置、连续退火装置和连续拉伸装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述水平连铸装置包括：工频感应熔炼炉和工频感应保温炉、位于所述工频感应保温炉出液口的水平连铸结晶器以及铸锭牵引装置，并且所述水平连铸装置还包括二次水冷装置，该二次水冷装置位于所述水平连铸结晶器和所述铸锭牵引装置之间。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述二次水冷装置中包括上下两排喷水口。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述连铸装置还包括另外一台工频感应熔炼炉。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述连铸装置还包括一台同步锯切装置和料床，所述同步锯切装置位于所述牵引装置的出料端，所述料床位于所述同步锯切装置的出料端。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述皮尔格轧制装置包括管坯卡紧送进装置、上轧辊和下轧辊、芯棒和由芯棒与上轧辊、下轧辊构成的环形孔型、以及位于所述上轧辊和下轧辊两侧的润滑装置。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述连续退火装置依次包括：水平矫直装置、表面清洗烘干装置、垂直矫直装置、感应退火装置、淬火冷却装置和气幕吹扫烘干装置。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于， 在所述感应退火装置和淬火冷却装置之间还设有用以防止管材氧化的密封导套。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述垂直矫直装置和所述感应退火装置之间还设有用以测量管材前进速度的测速装置。

10.根据权利要求7-9之一所述的设备，其特征在于，所述水平矫直装置包括水平矫直夹送辊和水平矫直辊。

11.根据权利要求7-9之一所述的设备，其特征在于，所述垂直矫直装置包括垂直矫直夹送辊和垂直矫直辊。

12.根据权利要求7-9之一所述的设备，其特征在于，所述感应退火装置上连接有氮-氢混合气体进气管和氮-氢混合气体出气管，并且其加热区由至少4组高频双层感应线圈组成，每组线圈分别由安装在线圈端部的传感器控制温度。

13.根据权利要求7-9之一所述的设备，其特征在于，所述淬火冷却装置中包括多个冷却水喷嘴，冷却水喷嘴连接到冷却水进水管上，并且所述淬火冷却装置下方还连接有冷却水回水管。

14.根据权利要求7-9之一所述的设备，其特征在于，所述气幕吹扫烘干装置中包括多个冷却气喷嘴，该喷嘴连接在压缩空气进气管上。

15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述连续拉伸装置依次包括：用于加润滑剂、管坯头部预矫直和清理管坯端部毛刺的一次拉伸预处理装置、一次拉伸装置、用于调节两级拉伸速度的活套调节装置、用于管坯头部预矫直的二次拉伸预处理装置、二次拉伸装置，并且在所述一次拉伸装置的入口处还安装有用于拉伸前的管坯制头的一次拉伸预制头装置，在所述二次拉伸装置的入口安装有为进行二次制头的二次拉伸预制头装置。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述一次拉伸装置由一次拉伸液压站和一次拉伸主传动装置提供动力，所述二次拉伸装置由二次拉伸液压站和二次拉伸主传动装置提供动力。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述一次拉伸主传动装置包括电机和减速机。

18.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述二次拉伸主传动装置包括电机和减速机。 

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