CN218395860U - 一种上引连铸用超冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种上引连铸用超冷器，它包括内铜管、中铜管、外钢管和石墨结晶模具，所述内铜管外套设有石墨套管，内铜管的底部设有内铜管锥型端，所述石墨结晶模具一端设有与内铜管锥型端相匹配的石墨结晶模具锥型端，另一端螺接石墨帽，所述中铜管底部设置多排孔，外钢管和中铜管之间形成环柱进水腔体与进水口相通，所述进水口设置石墨网。本实用新型实现上引连铸时液态金属在一次冷却区受到超强度均匀冷却结晶，得到细小致密晶粒体，同时加强二次冷却区的快速稳定地循环流动冷却效果，极大地提高安全生产效率，产品结晶、合金含量无偏析、性能及表面质量。

Description

一种上引连铸用超冷器

技术领域

本实用新型涉及铜及铜合金上引垂直铸造技术领域，具体涉及一种上引连铸用超冷器。

背景技术

铜合金上引连铸结晶器采用双层水冷套的结构形式。主要由内、中、外冷却水管、石墨模具、石墨保护套、保温材料等组成，外水管的材质为合金钢，内中水管材质为铜，上引连铸时内水管质量和使用寿命直接关系连铸杆坯的质量，内、中水管之间形成的冷却腔体分为一次冷却区与二次冷却区两部分，该冷却腔体与出水口相通，其中一次冷却区尤为重要，直接关系到上引杆坯的质量。中、外水管之间形成送水腔体与进水口相通，送水腔体的送水质量直接影响到冷却腔体对液态金属在石墨模内部一次冷却区冷却结晶，二者之间相辅相成。

现有的上引连铸结晶器存在以下缺陷：循环冷却水压力小，冷却不充分；内铜管壁水垢多，易堵塞出水口空间，上引连铸出的晶粒粗大、成份偏析、表面质量差，引速慢、产量低；石墨模具与中铜管采用螺纹连接，使结晶器一次冷却区即石墨模具外螺纹接口处产生裂纹、裂口，严重影响上引杆内部质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种上引连铸用超冷器，实现上引连铸时液态金属在一次冷却区受到超强度均匀冷却结晶，得到细小致密晶粒体，同时加强二次冷却区的快速稳定地循环流动冷却效果，极大地提高安全生产效率，产品结晶、合金含量无偏析、性能及表面质量。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种上引连铸用超冷器，它包括内铜管、中铜管、外钢管和石墨结晶模具，所述外钢管顶部和底部均设有螺纹口，所述外钢管顶部与中铜管顶部螺纹连接，所述外钢管底部与内铜管底部螺纹连接，所述内铜管外套设有石墨套管，内铜管的底部设有内铜管锥型端，所述石墨结晶模具一端设有与内铜管锥型端相匹配的石墨结晶模具锥型端，另一端螺接石墨帽，所述中铜管底部设置多排孔，外钢管和中铜管之间形成环柱进水腔体与进水口相通，所述进水口设置石墨网。

优选的，所述石墨套管为多节式。

优选的，所述内铜管锥型端与石墨结晶模具锥型端热压配。

优选的，所述内铜管锥型端和石墨结晶模具锥型端的连接区为一次冷却区，一次冷却区上部为二次冷却区。

优选的，内铜管底部外设有贴合石墨保护套，石墨保护套与内铜管之间的间隙填充贴合保温棉。

优选的，所述外钢管外设有手柄。

本实用新型的有益效果是：

1、在外钢管进水口设置石墨过滤网，对循环冷却水杂质过滤，对进水增压；外钢管管壁设手柄，便捷炉工安全装卸超冷器；

2、在中铜管底部设置多排孔，增加一次冷却区的水压，流速快；加强对一次冷却区冷却；

3、在内铜管表面设置节状的石墨套管，增加二次冷却面积；防止内铜管外壁水垢、腐蚀物产生；延长结晶器寿命；

4、在内铜管底部设置锥形口与锥型结晶石墨模具配合连接，锥型状增加冷却面积；无传统的螺纹槽则铸造冷却结晶均匀；铸坯内部合金含量稳定无偏析；冷却充分；铸坯机电性能稳定；锥型连接上引连铸与内铜管无缝衔接；适用于上引垂直铸造技术。

综上，本实用新型可有效地解决上引杆坯的裂纹、裂口、晶粒粗大、颜色发暗、断杆、机电性能不稳定等质量问题，确保铜杆的整体质量，同时适当增加引速，提高生产效率，延长结晶器服役寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本实用新型的外形示意图。

图4为外钢管的结构示意图。

图5为图4的侧视图。

图6为中铜管的结构示意图。

图7为内铜管的结构示意图。

图8为石墨结晶模具的结构示意图。

其中：1、冷端凸帽；2、出水口；3、石墨网；4、进水口；5、内铜管；6、石墨套管；7、外钢管；8、手柄；9、中铜管；10、贴合石墨保护套；11、贴合保温棉；12、石墨结晶模具；13、石墨帽；14、螺纹口；15、内铜管锥型端；16、石墨结晶模具锥型端；17、多排孔；18、连接螺纹；19、铜液孔。

具体实施方式

参见图1-8，本实用新型涉及一种上引连铸用超冷器，它包括内铜管5、中铜管9、外钢管7和石墨结晶模具12，所述内铜管5外套设有石墨套管6，所述石墨套管6为多节式，内铜管5的底部设有内铜管锥型端15，所述石墨结晶模具12一端设有与内铜管锥型端15相匹配的石墨结晶模具锥型端16，另一端通过连接螺纹18螺接石墨帽13，所述石墨帽13上开设有铜液孔19，所述内铜管锥型端15与石墨结晶模具锥型端16热压配，所述内铜管锥型端15和石墨结晶模具锥型端16的连接区为一次冷却（结晶）区，一次冷却区上部为二次冷却区，所述外钢管7顶部和底部均设有螺纹口14，所述外钢管7顶部与中铜管9顶部螺纹连接，所述中铜管9底部设置多排孔17，所述内铜管9底部外向延伸设有包边，所述外钢管7底部与内铜管9底部的包边螺纹连接。

内铜管5底部外设有贴合石墨保护套10，内铜管5上部用冷端凸帽1定位住，外钢管7和中铜管9之间形成环柱进水腔体与进水口4相通，所述进水口4设置石墨网3，中铜管9和内铜管5之间形成循环冷却腔体与出水口2相通。

所述外钢管7外设有手柄8，便于炉工安全装卸超冷器。

所述外钢管7材质为耐热合金钢。

一种上引连铸用超冷器的装配工艺，包括以下步骤：

第一步：将外钢管7稳固地紧夹在台虎钳上；

第二步：拆下冷端凸帽1，将各石墨套管6逐个套在内铜管5外壁上，调整石墨套管6与内铜管5壁之间的尺寸配合；

第三步：外钢管7、中铜管9和内铜管5安装完毕后装回冷端凸帽1；

第四步：制作石墨结晶模具12，石墨结晶模具12一端设置锥型端，另一端设置外螺纹；

第五步：石墨结晶模具12与内铜管5热压配；

第六步：压配完成后，安装内铜管热端隔热防护层；内铜管5热端缠绕贴合保温棉11，贴合石墨保护套10穿过石墨结晶模具12套压在贴合保温棉11外；使用石墨泥填补到石墨结晶模具12和贴合石墨保护套10之间的空隙内，用刮刀将石墨泥推入缝隙将其完全封闭。

第七步：将开铜液孔19的石墨帽13与石墨结晶模具12的外螺纹拧紧，超冷器装配完成。

超冷器完成后，进行试压、烘烤后就可以通过在外钢管7上设置的对称凸块固定于连铸上引机架上。

第五步中，在石墨结晶模具12与内铜管5压配前，打磨待压配的表面光洁度；用细砂纸打磨清洁热端内铜管5，即打磨内铜管锥型端内孔，清除在此前铸造运行中可能会残留下来的碎屑垃圾，然后将石墨结晶模具的石墨结晶模具锥型端16插入到内铜管锥型端，边旋转边向内推入，然后再以同样的方向旋转退出；退出来的石墨结晶模具锥型端16外表面高出的部位会呈高亮状态，用细砂打磨垫小心地将这些高出部位打磨掉；如此反复进行操作，直到获得良好的磨光结合面，完成打磨配合的石墨结晶模具12的插入段表面呈均匀光亮状，但要注意打磨不能过度。

热压配使用沸腾的开水将超冷器加热，用水壶将热水通过进水口4注入操作或配置热水器、水泵和水管等设施。当冷却器表面加热到适当温度，即可将石墨结晶模具12插入安装；将石墨结晶模具12慢慢地推入到热端的头部，保持直线慢慢地推入。

其工作原理如下：

通过在外钢管进水口处设置石墨过滤网对冷却循环水质杂过滤同时对进水增压；通过在外钢管壁设计置手柄可便捷炉工安全装卸上引连铸超冷器；通过在中铜管底部设置多排孔对冷却水二次增压同时加强对一次冷却区冷却结晶；通过在内铜管表面设置节状石墨套接管用于保护内铜管表面水垢及腐蚀物产生同时对二次冷却区冷却面积增加，加强冷却，确保二次冷却区冷却效果；通过内铜管底部锥形口与结晶石墨模具锥形口配合连接，增加一次冷却结晶区冷却面积，提供充分冷却同时对结晶区均匀冷却，保持铸造坯合金含量稳定无偏析、机电性能稳定，同时利用上引连铸原理使结晶模具与冷却内铜管在铸造过程中可实现无缝衔接效果，确保了杆坯表面及性能质量。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种上引连铸用超冷器，它包括内铜管（5）、中铜管（9）、外钢管（7）和石墨结晶模具（12），所述外钢管（7）顶部和底部均设有螺纹口（14），所述外钢管（7）顶部与中铜管（9）顶部螺纹连接，所述外钢管（7）底部与内铜管（5）底部螺纹连接，其特征在于：所述内铜管（5）外套设有石墨套管（6），内铜管（5）的底部设有内铜管锥型端（15），所述石墨结晶模具（12）一端设有与内铜管锥型端（15）相匹配的石墨结晶模具锥型端（16），另一端螺接石墨帽（13），所述中铜管（9）底部设置多排孔（17），外钢管（7）和中铜管（9）之间形成环柱进水腔体与进水口（4）相通，所述进水口（4）设置石墨网（3）。

2.根据权利要求1所述的一种上引连铸用超冷器，其特征在于：所述石墨套管（6）为多节式。

3.根据权利要求1所述的一种上引连铸用超冷器，其特征在于：所述内铜管锥型端（15）与石墨结晶模具锥型端（16）热压配。

4.根据权利要求1所述的一种上引连铸用超冷器，其特征在于：所述内铜管锥型端（15）和石墨结晶模具锥型端（16）的连接区为一次冷却区，一次冷却区上部为二次冷却区。

5.根据权利要求1所述的一种上引连铸用超冷器，其特征在于：内铜管（5）底部外设有贴合石墨保护套（10），石墨保护套（10）与内铜管（5）之间的间隙填充贴合保温棉（11）。

6.根据权利要求1所述的一种上引连铸用超冷器，其特征在于：所述外钢管（7）外设有手柄（8）。

Images