CN104096810A - 水平连铸结晶器 - Google Patents

Abstract

本发明属于铜合金水平连铸技术领域，提供了一种水平连铸结晶器，其包括冷却器、石墨模具、固定框架；所述冷却器包括内管、外管；所述内管与所述外管之间开设有齿状冷却通道，所述内管的内壁与所述石墨模具的外壁紧密接触；所述石墨模具安装在所述冷却器的内部，所述冷却器安装在所述固定框架内。本发明提供的一种水平连铸结晶器，采用一次水冷却即可完成铸坯的快速冷却，适用于批量生产，铸造平均速度达到300Kg/h，铸坯无偏析、缩孔、缩松等铸造缺陷，微观组织均匀，性能稳定，而且很大程度提高了石墨模具的使用寿命，降低生产成本。

Description

水平连铸结晶器

技术领域

本发明涉及一种水平连铸装置，特别涉及一种水平连铸结晶器。

背景技术

结晶器是水平连铸装置的关键部件，结晶器的冷却速度决定了水平连铸装置的铸造速度，结晶器的冷却和热交换方式决定铸坯的质量。

现有技术中使用的结晶器一般是由冷却装置及设置在冷却装置内的石墨模具组成的腔式冷却结构，来对铸坯进行冷却。目前的水平连铸工艺多采用封闭铸造，结晶器直接和保温炉相连，批量铸造材料时，结晶器必须承受长时间高温考验。但是由于冷却装置结构设计及材料选择不合适，铸造生产时，为了提高铸造速度和铸坯质量，普遍采用了二次水冷却，甚至三次水冷却，造成冷却装置的结构比较复杂，成本比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种只进行一次水冷却，提高铸造速度和铸坯质量，实现高强度、耐磨铜合金材料批量生产的水平连铸结晶器。

一种水平连铸结晶器，其包括固定框架、冷却器、石墨模具；所述冷却器包括内管、外管；所述内管与所述外管之间设置有齿状冷却通道，所述内管的内壁与所述石墨模具的外壁紧密接触；所述石墨模具安装在所述冷却器的内管内，所述冷却器安装在所述固定框架内。

本发明提供的水平连铸结晶器，安装方便，可在保持保温炉过热度的条件下，降低浇铸温度，无需采用二次水冷却即可批量生产，铸造速度达到300Kg/h以上，铸坯无偏析、缩孔、缩松等铸造缺陷；同时，采用齿形冷却通道22，保障结晶器冷却效果均匀，使得生产的铜合金材料微观组织均匀，性能稳定，提高铸坯拉速和改善铸坯质量，而且很大程度提高了石墨模具3的使用寿命，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种水平连铸结晶器的主视图。

图2是本发明实施例提供的一种水平连铸结晶器的俯视图。

其中，1—固定框架；11—底座；111—压力板；112—压力圈支撑座；113—压力圈；12—侧板；13—盖板；2—冷却器；21—外管；22—冷却通道；23—内管；24—出水孔；25—进水孔；3—石墨模具；31—石墨外筒；32—石墨芯子。

具体实施方式

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

如图1、图2所示，本发明提供了一种水平连铸结晶器，包括固定框架1、冷却器2、石墨模具3；冷却器2包括内管23、外管21；内管23与外管21之间设置有齿状冷却通道22，内管23的内壁与石墨模具3的外壁紧密接触；石墨模具3安装在冷却器2的内管23内，冷却器2安装在固定框架1内。

为方便安装、拆卸结晶器，固定框架1包括底座11、侧板12、盖板13；侧板12垂直固定在底座11上，外管21的下端固定在底座11上，盖板13垂直安装在侧板12上，盖板13上开设有中心孔，外管21的上端与中心孔紧密嵌合。

底座11包括压力板111、压力圈支撑座112及压力圈113，压力圈支撑座112置于压力板111上，压力圈113置于压力圈支撑座112上。压力圈支撑座112上开设有环状凹槽，压力圈113固定在环形凹槽上。一方面底座11对冷却器2起到支撑固定的作用，另一方面底座11与保温炉配合使用时，安全性好。

所述冷却器2内设置冷却通道，是为了增大热交换面积，使冷却液充分经过结晶器表面，提高冷却效率，本实施例优选的冷却通道为齿状冷却通道22，在内管23的外壁上开设齿状冷却通道22，内管23与冷却液的接触面积大，保障结晶器冷却效果均匀，使得生产的铜合金材料微观组织均匀，性能稳定，可以提高石墨模具3的使用寿命，降低生产成本。齿形冷却通道22材质为紫铜，具有良好导热性，具有耐高温性、较高的耐压强度，提高换热效率，大大提高了冷却器2的使用寿命。

冷却器2的上端开设有出水孔24，冷却器2的下端开设有进水孔25，冷却液的流向与拉坯方向相反，使冷却液在循环使用的同时，保证结晶器的冷却效果。本实施例中：出水孔24、进水孔25均为通孔，出水孔24与冷却器2的上端面的距离为15-20mm，进水孔25与冷却器2的下端面的距离为15-20mm，确保水平连铸结晶器工作时，冷却液可以最大范围的均匀分布于冷却器2内，而不会影响外管21的强度。

外管21材质为铝青铜，铝青铜具有高强度、耐磨性及良好的耐高温氧化性，提高换热效率，进一步提高生产效率，也可以提高冷却器2的使用寿命。

内管23材质为紫铜，作为石墨模具3和冷却液的热交换装置，充分利用了紫铜具有良好的导热性和耐腐蚀性，冷却效果好，使用寿命长。

为了适应铸坯在凝固过程中的收缩,减少铸坯表面与结晶器间形成气隙，一般会将结晶器的内腔设计成上口大,下口略小的形状,这种形状称为结晶器的“倒锥度”。若结晶器没有设置呈一定倒锥度，坯壳和结晶器之间就会形成间隙，恶化结晶器的冷却效果，产生鼓肚或漏钢事故。为方便安装，同时避免结晶器在使用过程中产生漏铜现象，本实施例中，优选内管23的内壁的锥度为1：30。

所述石墨模具3包括石墨外筒31及石墨芯子32，石墨芯子32包括端部、芯体，端部与芯体连接，石墨外筒31套设在芯体的外壁上，内管23套设在石墨外筒31的外壁上，端部与冷却器2的上端面紧密接触。端部的外径大于芯体的外径，端部的内径等于芯体的内径，端部的外径大于内管23的内径，使结晶器在运动过程中，防止石墨模具3 从内管23内脱出。保持石墨模具3与冷却器2均匀接触，且两者的接触面大于80%。

石墨模具3稳定性好，不易与铸坯材料发生反应，抗加热冲击性好；在高温下，石墨模具3强度随温度升高而升高，具有良好的润滑和抗磨性，能使生产的合金材料密度均匀。本实施例中：石墨模具3为石墨偏心模具。在生产过程中，铸坯会由于重力作用产生偏心，使用偏心模具，可以对铸坯偏心现象起到一定补偿作用，改善铸坯的质量。

本发明提供的一种水平连铸结晶器，其工作原理为：冷却液通过进水孔25由前至后注满冷却器2，冷却液通过冷却器2均匀流过结晶器外表面，使结晶器均匀降温，对石墨模具3内的铜水和铸坯进行快速冷却，然后通过出水孔24流出，完成整个冷却过程。

本发明提供的一种水平连铸结晶器，安装方便，可在保持保温炉过热度的条件下，降低浇铸温度，只需采用一次水冷却即可进行批量生产，铸造速度达到300Kg/h以上，铸坯无偏析、缩孔、缩松等铸造缺陷；同时，冷却器2冷却效果均匀，使得生产的铜合金材料微观组织均匀，性能稳定，提高铸坯拉速和改善铸坯质量，而且很大程度提高了石墨模具3的使用寿命，降低生产成本。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种水平连铸结晶器，其包括冷却器、石墨模具、固定框架；所述冷却器包括内管、外管；所述内管与所述外管之间设置有齿状冷却通道，所述内管的内壁与所述石墨模具的外壁紧密接触；所述石墨模具安装在所述冷却器的内管内，所述冷却器安装在所述固定框架内。

2.如权利要求1所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述冷却器上端开设有出水孔，所述冷却器下端开设有进水孔。

3.如权利要求1所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述石墨模具包括石墨外筒及石墨芯子，石墨芯子包括端部、芯体，端部与芯体连接，所述石墨外筒套设在芯体的外壁上，所述内管套设在石墨外筒的外壁上，端部与所述冷却器的上端面紧密接触，端部的外径大于芯体的外径，端部的内径等于芯体的内径，端部的外径大于所述内管的内径。

4.如权利要求1所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述内管及齿状冷却通道材质为紫铜，所述外管材质为铝青铜。

5.如权利要求1所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述固定框架包括底座、侧板、盖板；所述侧板垂直固定在所述底座上，所述外管的下端固定在所述底座上，所述盖板垂直安装在所述侧板上，所述盖板上开设有中心孔，所述外管的上端与所述盖板的中心孔紧密嵌合。

6.如权利要求2所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述出水孔与所述冷却器的上端面的距离为15-20mm，所述进水孔与所述冷却器的下端面的距离为15-20mm。

7.如权利要求3所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述石墨模具为石墨偏心模具。

8.如权利要求5所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述底座包括压力板、压力圈支撑座及压力圈，所述压力圈支撑座置于所述压力板上，所述压力圈置于所述压力圈支撑座上，所述外管置于所述压力圈上。

9.如权利要求8所述的水平连铸结晶器，其特征在于：所述压力圈支撑座上开设有环状凹槽，所述压力圈固定在所述环形凹槽上。