CN211438013U - 一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器及其结晶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器及其结晶器，其中，该具有氮气保护功能的整体式一次冷却器包括一次冷却器主体、前法兰、后法兰，以及冷却中间套，冷却中间套位于该铸造孔内，一次冷却器主体设有第一氮气通道，后法兰设有第二氮气通道和环形氮气槽，环形氮气槽设置在后法兰的内壁上，第二氮气通道的一端与第一氮气通道连通，第二氮气通道的另一端与环形氮气槽连通，第一氮气通道、第二氮气通道和环形氮气槽形成氮气引入通道。因此，本实用新型具有能够使结晶器与铸造炉面板装配结合部位处的石墨模外套处于氮气保护作用下的、有利于延长石墨模具的使用寿命、提高产品的质量、减少铸造拉漏安全事故的优点。

Description

一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器及其结晶器

技术领域

本实用新型涉及结晶器领域，尤其涉及一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器及其结晶器。

背景技术

目前，铜管水平连铸结晶器安装结构中，在结晶器100的后法兰101与铸造孔砖200之间采用一层耐火纤维棉300进行密封(如图1至图2所示)，但因为耐火棉具有一定的透气性、配合面不平整等原因，结晶器外界的含氧空气仍然会渗入到结晶器100与铸造炉面板500装配结合部位内部，从而与铸造孔砖出口201附近的高温石墨模外套400接触。由于此结构缺陷，会导致以下问题：

第一、经过长时间的铸造和连续使用，石墨模外套400会形成环形的腐蚀环坑，该腐蚀环坑随石墨模具使用时间延长而加深扩宽，大幅度削弱石墨模外套400的强度，在腐蚀环坑严重的情况下，甚至还可能导致石墨模外套 400在铸造时承受不了牵引的震动而断裂。外套断裂随之带来铸造管坯外表起槽、壁厚偏心等质量问题，甚至还会导致铸造拉漏安全事故。

而为了避免铸造石墨模外套400断裂状况的发生，通常会采用以下两种方法，1、使用耐烧损性能更好的石墨制作铸造石墨模；2、缩短铸造模的使用时间；第一种方法的弊端是：这种石墨模的选材设计造成了铸造模具成本的增加；第二种方法的弊端是：缩短铸造模的使用时间则意味着频繁更换石墨模具，频繁更换模具也造成模具更换后铸造初期所铸造出的铸坯质量不稳定，如外表气孔、内表凹坑等问题锭坯量较多，非稳定铸造条件下生产出的锭坯使铜管产品质量不稳定；此外，频繁更换石墨模具也会导致生产效率的降低。

第二、铸造过程中，渗入结晶器100与铸造孔砖201及铸造炉面板500 结合部位间隙的氧化气氛，会增加高温铜液的吸气量，从而导致铸造结晶时形成铸造气孔的几率升高，影响铸造管坯和后续铜管的产品质量，如增加成品铜管表面点状或线形缺陷，而这些缺陷将会导致客户在使用过程中，空调蒸发器或冷凝器出现开裂、泄漏等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器。

本实用新型还提供一种能够使结晶器与铸造炉面板装配结合部位处的石墨模外套处于氮气保护作用下的、有利于延长石墨模具的使用寿命、提高产品的质量、减少铸造拉漏安全事故的发生的结晶器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：提供一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，包括一次冷却器主体、前法兰、后法兰，以及冷却中间套，所述一次冷却器主体具有铸造孔，所述前法兰位于该铸造孔的前端面，所述后法兰位于该铸造孔后端面，所述冷却中间套位于该铸造孔内，所述一次冷却器主体、冷却中间套和前法兰是装配成一体的，所述一次冷却器主体设有第一氮气通道，所述后法兰设有第二氮气通道和环形氮气槽，所述环形氮气槽设置在所述后法兰的内壁上，所述第二氮气通道的一端与第一氮气通道连通，所述第二氮气通道的另一端与环形氮气槽连通，所述第一氮气通道、第二氮气通道和环形氮气槽形成氮气引入通道。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器主体、冷却中间套和前法兰是通过第一连接件装配成一体，所述铸造孔的数量为至少两个，所述一次冷却器主体是通过整块的坯料直接加工而成的。

作为本实用新型的改进，在所述铸造孔的内壁设有相连通的进水环状腔、回水环状腔，以及进水通道和回水通道，所述进水通道的一端与进水环状腔连通，另一端用于连接进水管，所述回水通道的一端与回水环状腔连通，另一端用于连接回水管。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器主体是通过加工中心加工而成的。

本实用新型的另外一种方案是：提供一种结晶器，包括石墨模具、铜套、一次冷却器、二次冷却器，以及铸造起引棒，所述铜套镶在所述石墨模具的外表面，所述石墨模具和铜套设置在所述一次冷却器的铸造孔内，所述铸造起引棒插接在所述石墨模具前端，所述一次冷却器用于安装在铸造炉面板上，所述一次冷却器为前述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器可通过第二连接件直接安装在铸造炉面板上。

作为本实用新型的改进，所述二次冷却器安装在一次冷却器前端。

作为本实用新型的改进，所述冷却中间套设于所述铜套外，所述冷却中间套与铜套之间具有缝隙。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器主体、冷却中间套、铜套和前法兰共同将所述缝隙围成冷却水通道，所述冷却水通道与所述进水环状腔、回水环状腔连通。

作为本实用新型的改进，所述铜套通过后法兰固定在一次冷却器内。

本实用新型由于所述一次冷却器主体设有第一氮气通道，所述后法兰设有第二氮气通道和环形氮气槽，所述环形氮气槽设置在所述后法兰的内壁上，所述一次冷却器主体、冷却中间套和前法兰是装配成一体的，所述第二氮气通道的一端与第一氮气通道连通，所述第二氮气通道的另一端与环形氮气槽连通，所述第一氮气通道、第二氮气通道和环形氮气槽形成氮气引入通道，本实用新型的一次冷却器在与其他配件装配成结晶器后，在结晶器安装至铸造孔框架转前的铸造炉面板上使用时，所述氮气引入通道可以将外界氮气源中的氮气引入，从而有利于将氮气引入至结晶器与铸造炉面板的结合部位的空隙处，使得结晶器与铸造炉面板的结合部位的空隙处充满氮气，该处的石墨模外套也就在充满氮气的环境中。因此，本实用新型具有以下有益效果：1、由于氮气的保护作用，即使经过长时间的铸造和连续使用，石墨模外套也不易形成环形的腐蚀环坑，使得石墨模外套在铸造时能够承受住牵引的震动，不仅延长了石墨模外套的使用寿命，也避免了铸造管坯外表起槽、壁厚偏心等质量问题，以及大幅度减少了铸造拉漏安全事故的发生。

2、本实用新型即使用普通的石墨模具，也能够长时间使用而不易形成环形的腐蚀环坑，使用的成本更低；并且不需要频繁更换石墨模具，有利于提高生产效率。

3、铸造过程中，本实用新型的设计，避免了外界的氧化气氛通过结晶器与铸造炉面板的结合部位的空隙处接触高温铜液，减少了高温铜液的吸气量，也就降低了铸造结晶时形成铸造气孔的几率，保证了铸造管坯和后续铜管的产品质量。

附图说明

图1为现有技术中的结晶器与铸造炉安装后的部分结构剖视图；

图2为图1中的A处的放大结构示意图；

图3为本实用新型中的一次冷却器的剖视图；

图4为图3中的后法兰的平面结构示意图；

图5为图4沿B-B方向的剖视图；

图6为本实用新型的结晶器与铸造炉安装结后的部分结构剖视图；

图7为图6中的C处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

请先参见图3至图5，图3至图5揭示的是具有氮气保护功能的整体式一次冷却器的一种实施方式，一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，包括一次冷却器主体10、前法兰18、后法兰19，以及冷却中间套5，所述一次冷却器主体10具有铸造孔11，所述前法兰18位于该铸造孔11的前端面，所述后法兰19位于该铸造孔11后端面，所述冷却中间套5位于该铸造孔11 内，所述一次冷却器主体10、冷却中间套5和前法兰18是通过第一连接件装配成一体，所述一次冷却器主体10设有第一氮气通道91，所述后法兰19 设有第二氮气通道92和环形氮气槽93，所述环形氮气槽93设置在所述后法兰19的内壁上，所述第二氮气通道92的一端与第一氮气通道91连通，所述第二氮气通道92的另一端与环形氮气槽93连通，所述第一氮气通道91、第二氮气通道92和环形氮气槽93形成氮气引入通道，本实用新型的氮气引入通道用于引入氮气，本实用新型的一次冷却器在与其他配件装配成结晶器后，在结晶器安装至铸造孔框架砖82前的铸造炉面板81上使用时，便可将氮气引入，从而该氮气引入通道有利于将氮气引入到结晶器与铸造炉面板81的结合部位的空隙处，从而使得结晶器与铸造炉面板81的结合部位充满氮气，从而防止外界氧化气氛的渗入，起到保护的作用。

本实用新型中，优选的，所述一次冷却器主体10、冷却中间套5和前法兰18是通过第一连接件装配成一体，本实施例中，具体的，所述第一连接件是螺丝，在所述铸造孔11的内壁设有相连通的进水环状腔12、回水环状腔 13，以及进水通道14和回水通道15，所述进水通道14的一端与进水环状腔 12连通，另一端用于连接进水管，所述回水通道15的一端与回水环状腔13 连通，另一端用于连接回水管。所述铸造孔11的数量为至少两个，至少两个结构相同的所述铸造孔11横向排列设置在所述一次冷却器主体10上。本实施例中，具体的，所述铸造孔11的数量为两个，所述一次冷却器主体10是通过整块的坯料直接加工而成的，具体的，所述一次冷却器主体10是通过锻造的方式加工而成的，具体的，在制造的过程中，首先是对整块的坯料进行锻造形成锻件，锻件整体再通过加工中心加工而形成一次冷却器主体10，因此，所述一次冷却器主体10是整体式的，更加方便拆装。而一次冷却器整体是通过第一连接件装配而成为一体的，因此，相对于现有技术中的焊接成型而言，本实用新型的一次冷却器不存在焊接应力，结构更为牢固，装配后尺寸精度更高，在铸造使用过程中更不易出现铸管结晶组织不均、结晶器变形、影响安装精度及铸造生产安全等问题，使用寿命更长；其次，所述铸造孔11 的数量为至少两个，所述一次冷却器主体10是通过整块的坯料直接加工而成的，因此，本实用新型在安装或者拆卸时，由于所述一次冷却器主体10是整体式的，且其上设有至少两个铸造孔11，因此，在整体装配好之后，可以将整块一次冷却器主体10及装配于其上的其他部件整体吊运至铸造炉水平铸造出铜口上，一次便可完成多孔铸造的安装，非常方便，拆卸时，也可以将整块一次冷却器主体10及装配于其上的其他部件整体吊运离开铸造炉水平铸造出铜口，操作方便，拆装效率高，工作量更少。

本实用新型还提供一种结晶器(如图6和图7所示)，一种结晶器，包括石墨模具3、铜套4、一次冷却器1、二次冷却器，以及铸造起引棒，所述石墨模具3包括石墨模芯棒31和石墨模外套32，所述铜套4镶在所述石墨模具3的外表面，即镶在所述石墨模外套32的外表面，所述石墨模具3和铜套4设置在所述一次冷却器1的铸造孔11内，具体的，所述冷却中间套5设于所述铜套4外，所述冷却中间套5与铜套4之间具有冷却水管形缝隙通道50，本实施例中，所述冷却水管形缝隙通道50是由一次冷却器主体10、冷却中间套5的、铜套4的和前法兰18共同构成的。所述铸造起引棒插接在所述石墨模具3前端，所述一次冷却器1用于安装在铸造孔框架转82前的铸造炉面板81上，本实用新型中，所述铸造口框架砖82内设有铸造孔砖83，在所述铸造孔砖83和结晶器的结合部位处设有耐火纤维棉84，所述耐火纤维棉84具有密封的作用。所述一次冷却器1为本实用新型前述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，所述第一氮气通道91、第二氮气通道92和环形氮气槽93形成氮气引入通道，该氮气引入通道有利于将氮气引入到结晶器与铸造炉面板81的结合部位的空隙处。本实施例中，具体的，所述第一氮气通道91的入口可以设置成螺纹接口，如此能方便与外界氮气源的氮气管连接，拆装更加方便，本实用新型在使用时，所述第一氮气通道91与外界的氮气源连通，并将外界氮气源的氮气引入第一氮气通道91，后经过第二氮气通道92和环形氮气槽93进入，从而有利于氮气进入到结晶器与铸造炉面板81 的结合部位的空隙处，使结晶器与铸造炉面板81的结合部位的空隙处充满氮气，包括石墨模外套32的外表面也是充满氮气，在铸造生产时，高温工况的石墨模外套32便处于氮气保护作用下，避免了石墨模外套32在长时间铸造使用过程中的高温氧化，形成腐蚀环坑的效果，不仅可以延长石墨模具的使用寿命，而且能够降低因石墨模外套32氧化烧损严重而断裂所造成的铸造拉漏事故。其次，达到防止氧化气氛渗入的目的，结晶器与铸造炉面板81结合部位的氮气保护，可避免外界氧化气氛通过装配间隙接触到内部的高温铜液，减少了铜液含气量，减少铸造气孔发生的几率。本实用新型的方案很好地满足了空调制冷、通讯射频电缆及电子元器件冷却用铜管生产企业对铜管生产效率及产品质量的进一步提高的需求，较好地满足铸造生产，进一步提升了铸造拉引速度，提升可靠性以降低因铸造拉漏异常导致的事故及相应损失，改善铸造结晶组织及提升铜管整体质量等需求。

本实用新型中，优选的，在所述第一氮气通道91和第二氮气通道92的对接处还设有密封圈96，以达到将第一氮气通道91和第二氮气通道92的接口处密封的目的。

本实用新型中，具体的，所述一次冷却器1可通过第二连接件21直接安装在铸造炉面板81上。本实用新型中，优选的，所述二次冷却器安装在一次冷却器1前端。本实用新型在安装时，镶好铜套4的石墨模具3首先装配入一次冷却器1内，再安装好二次冷却器及铸造起引棒，然后将安装好的整体吊运到铸造炉水平铸造出铜口处，通过已安装于铸造炉面板81上的紧固导向柱固定安装到铸造炉面板81上。再安装好进水管16和回水管，翻平铸造炉体，待铸造铜液升温到设定温度，就可进行铜管拉铸生产。本实用新型中的结晶器中的一次冷却器1可通过第二连接件21直接安装在铸造口框架砖82 前的铸造炉面板81上，即省去了现有技术中的铸造结晶器框架，如此本实用新型的结晶器的加工精度则更高、结构更简单、并且具有足够的刚度，误差也更小，也避免了铸造炉前高温工况下容易因受热不均而出现热应力变形，影响铸造结晶器框架与铸造炉面之间的装配密封、易在变形间隙内出现结铜的问题。

本实用新型中，优选的，所述二次冷却器通过前法兰18安装在一次冷却器1的前端。所述铜套4通过后法兰19固定在一次冷却器1内。本实施例中，具体的，所述一次冷却器本体1的材料是不锈钢。

本实用新型中，优选的，还包括设置在所述后法兰19上的排气通槽95，所述一次冷却器主体10上设有第三氮气通道94，所述第三氮气通道94的一端与外界连通，另一端与所述排气通槽95连通，所述第三氮气通道94和排气通槽95形成氮气排出通道，所述氮气排出通道有利于将结晶器与铸造炉面板81的结合部位的空隙处的氮气排出。当然，本实用新型中，结晶器与铸造炉面板81的结合部位的空隙处的氮气也可以通过其他的装配缝隙排出，本实用新型不做限制。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，包括一次冷却器主体(10)、前法兰(18)、后法兰(19)，以及冷却中间套(5)，所述一次冷却器主体(10)具有铸造孔(11)，所述前法兰(18)位于该铸造孔(11)的前端面，所述后法兰(19)位于该铸造孔(11)后端面，所述冷却中间套(5)位于该铸造孔(11)内，其特征在于，所述一次冷却器主体(10)、冷却中间套(5)和前法兰(18)是装配成一体的，所述一次冷却器主体(10)设有第一氮气通道(91)，所述后法兰(19)设有第二氮气通道(92)和环形氮气槽(93)，所述环形氮气槽(93)设置在所述后法兰(19)的内壁上，所述第二氮气通道(92)的一端与第一氮气通道(91)连通，所述第二氮气通道(92)的另一端与环形氮气槽(93)连通，所述第一氮气通道(91)、第二氮气通道(92)和环形氮气槽(93)形成氮气引入通道。

2.根据权利要求1所述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，其特征在于，所述一次冷却器主体(10)、冷却中间套(5)和前法兰(18)是通过第一连接件装配成一体，所述铸造孔(11)的数量为至少两个，所述一次冷却器主体(10)是通过整块的坯料直接加工而成的。

3.根据权利要求2所述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，其特征在于，在所述铸造孔(11)的内壁设有相连通的进水环状腔(12)、回水环状腔(13)，以及进水通道(14)和回水通道(15)，所述进水通道(14)的一端与进水环状腔(12)连通，另一端用于连接进水管，所述回水通道(15)的一端与回水环状腔(13)连通，另一端用于连接回水管。

4.根据权利要求1或2所述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器，其特征在于，所述一次冷却器主体(10)是通过加工中心加工而成的。

5.一种结晶器，包括石墨模具(3)、铜套(4)、一次冷却器(1)、二次冷却器，以及铸造起引棒，所述铜套(4)镶在所述石墨模具(3)的外表面，所述石墨模具(3)和铜套(4)设置在所述一次冷却器(1)的铸造孔(11)内，所述铸造起引棒插接在所述石墨模具(3)前端，其特征在于，所述一次冷却器(1)用于安装在铸造炉面板(81)上，所述一次冷却器(1)为权利要求1至4中任意一项权利要求所述的具有氮气保护功能的整体式一次冷却器。

6.根据权利要求5所述的结晶器，其特征在于，所述一次冷却器(1)可通过第二连接件(21)直接安装在铸造炉面板(81)上。

7.根据权利要求5所述的结晶器，其特征在于，所述二次冷却器安装在一次冷却器(1)前端。

8.根据权利要求5所述的结晶器，其特征在于，所述冷却中间套(5)设于所述铜套(4)外，所述冷却中间套(5)与铜套(4)之间具有缝隙。

9.根据权利要求8所述的结晶器，其特征在于，所述一次冷却器主体(10)、冷却中间套(5)、铜套(4)和前法兰(18)共同将所述缝隙围成冷却水通道(50)，所述冷却水通道(50)与进水环状腔(12)、回水环状腔(13)连通。

10.根据权利要求9所述的结晶器，其特征在于，所述铜套(4)通过后法兰(19)固定在一次冷却器(1)内。

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