專利名稱：空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種制備金屬管的水平連續鑄造裝置，尤其涉及一種空心 銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置。
技術背景目前，國內外空心銅及其銅合金管最先進的生產方式是水平連續鑄造，在 水平連續鑄造的過程中，由于液態的銅及其銅合金與模具之間直接接觸，從而 會造成空心銅及其銅合金管的表面出現如裂紋、溝槽、表面粗糙等缺陷；對模 具也會造成磨損，縮短模具的使用壽命；由于受到鑄造溫度的影響，在空心銅 及其銅合金管的內部也會產生如縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷，。這些缺陷直接 影響到空心銅及其銅合金管的產品質量、生產效率以及生產成本。為了克服上 述困難，人們采用在鑄造過程中施加電磁磁場的方法來消除上述缺陷。如公開 號為CN 1416981A的中國發明專利申請公開說明書中，銅及其銅合金鑄坯水平 電磁連續鑄造的方法及裝置，包括冷卻結晶器，設置在冷卻結晶器內的高頻 電流的壓力磁場感應器、工、低頻電流的旋轉磁場感應器、水冷套、開設在水 冷套上的冷卻套縫隙以及設置在水冷套縫隙內部的非磁性密封填料。工作時， 由設置在冷卻結晶器內的高頻電流的壓力磁場感應器、工、低頻電流的旋轉磁 場感應器產生電磁場作用于需要結晶的液態的銅及其銅合金，通過調節結晶器 冷卻水的流量、壓力、溫度來控制銅及其銅合金熔冶的結晶及冷卻速度，從而 起到改善銅及其銅合金管材的內、外表面質量，延長模具使用壽命的作用。但 是，上述結構的銅及其銅合金鑄坯水平電磁連續鑄造裝置采用的是高頻電流的 壓力磁場感應器和工、低頻電流的旋轉磁場感應器組合的復合旋轉磁場發生器， 結構復雜，同時由于集膚效應，高頻電流的壓力磁場在熔體中會產生了大量的 感應熱，容易導致熔體溫度過高，工藝參數難以控制，影響產品的質量；由于 水冷套上開設有冷卻套縫隙，會導致水冷套在使用過程中容易變形，同時，復 合磁場發生器設置在冷卻結晶器的內部，會給實際使用和更換復合磁場發生器帶來很多不必要的麻煩。 實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、鑄造溫度低的空心銅 及其銅合金管材的電磁水平連續鑄造裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是空心銅及其銅合金管 的電磁水平連續鑄造裝置，包括與保溫爐相連接的石墨模具，設置在石墨模 具外側的結晶器，所述的結晶器和石墨模具之間設置有水冷銅套，在水冷銅套 前端石墨模具的外側設置有磁場發生器，在水冷銅套的后端設置有牽引裝置。為了更好的解決上述技術問題，本實用新型進一步的技術方案是所述的 磁場發生器是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷套組成。為了更好的解決上述技術問題，本實用新型進一步的技術方案是所述的 磁場發生器的磁場頻率為1 100HZ，工作電流為60 150A。本實用新型的優點是采用這種空心銅及其銅合金管材的電磁水平連續鑄 造裝置，可以降低鑄造溫度，提高液態銅及其銅合金流動性，改善空心銅及其 銅合金管材的內外表面的質量；提高銅及其銅合金熔冶凝固時的形核率，均勻、 細化凝固組織；結構簡單，使用方便，水冷銅套不易變形；同時，有利于延長 模具的使用壽命，提高生產效率。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。 圖1為本實用新型空心銅及其銅合金管材的電磁水平連續鑄造裝置的結構 示意圖。圖2為圖1中A-A剖視放大圖。圖中1、保溫爐，2、石墨模具，3、結晶器，4、水冷銅套，5、磁場發 生器，6、牽引裝置，7、銅及其銅合金熔液，8、銅及其銅合金管。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置，包括與保溫爐1相連接的石墨模具2，設置在石墨模具2外側的結晶器3，所述的結 晶器3和石墨模具2之間設置有水冷銅套4，在水冷銅套4前端石墨模具2的外側設置有磁場發生器5，在水冷銅套4的后端設置有牽引裝置6，所述的磁場發 生器5是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷套組成。上述結構的空心銅及其銅合金管材的電磁水平鑄造裝置在工作時，保溫爐1 中的銅及其銅合金熔冶7從保溫爐中流出，進入到石墨模具2中，在石墨模具2 的外側靠近銅及其銅合金熔液出口的地方設置有磁場發生器5，這樣設置可以使 磁場發生器5可以對出口處的銅及其銅合金熔冶7進行有效的攪拌，從而得到 組織細化的晶粒，同時，安裝和更換磁場發生器5也十分的方便。然后，經攪 拌凝銅及其銅合金熔冶7會在結晶器3的冷卻作用下凝固成銅及其銅合金管8， 由設置在在水冷銅套4的后端設置有牽引裝置6將其牽引出去。在本實施例中 所述的牽引裝置6采用的牽引機，具體的磁場頻率為50HZ,工作電流為100A， 當然在實際的鑄造過程中，根據實際的需要，磁場發生器5的磁場頻率也可以 為1 100HZ范圍內其它值，工作電流也可以為60 150A范圍內的其它值。磁場發生器5對出口處的銅及其銅合金熔冶7進行攪拌的工作原理是磁 場發生器5相當于定子，銅及其銅合金的熔冶相當于轉子。當磁場發生器5通 過交變電流時，根據電磁感應定律，產生旋轉磁場，銅及其銅合金熔液不斷的 切割磁力線，產生感應電流，感應電流與旋轉磁場相互作用，產生電磁力，在 電磁力的作用下，銅及其銅合金的熔體沿周圍向上進行強迫對流，從而有利于 提高銅及其銅合金熔液的流動性，改善銅及銅合金管的表面質量。此外，這種 強迫對流一方面減小銅及其銅合金熔體徑向溫度梯度，抑制粗大柱狀晶的形成， 另一方面有利于打碎枝晶，導致晶核數量的倍增，最終在凝固區間形成大量的 懸浮晶核，從而形成均勻細小的等軸晶。在攪拌的過程中，可以通過調節輸入磁場發生器5內電流的大小來控制攪 拌力的大小，同時，還可以通過改變交流電的相位來改變攪拌方向。
權利要求1、空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置，包括與保溫爐(1)相連接的石墨模具(2)，設置在石墨模具(2)外側的結晶器(3)，其特征在于所述的結晶器(3)和石墨模具(2)之間設置有水冷銅套(4)，在水冷銅套(4)前端石墨模具(2)的外側設置有磁場發生器(5)，在水冷銅套(4)的后端設置有牽引裝置(6)。
2、 按照權利要求1所述的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置， 其特征在于所述的磁場發生器(5)是由三相三極對線圈、鐵芯和不銹鋼水冷 套組成。
3、 按照權利要求1或2所述的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝 置，其特征在于所述的磁場發生器(5)的磁場頻率為1 100HZ，工作電流為 60 150A。
專利摘要本實用新型公開了一種結構簡單、鑄造溫度低的空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置。空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置，包括與保溫爐相連接的石墨模具，設置在石墨模具外側的結晶器，所述的結晶器和石墨模具之間設置有水冷銅套，在水冷銅套前端石墨模具的外側設置有磁場發生器，在水冷銅套的后端設置有牽引裝置。其優點是采用這種空心銅及其銅合金管的電磁水平連續鑄造裝置，可以降低鑄造溫度；改善液態銅及其銅合金的流動性；提高銅及其銅合金熔冶凝固時的形核率，均勻、細化凝固組織；改善空心銅及其銅合金管的內外表面的質量；結構簡單，使用方便，水冷銅套不易變形；同時有利于延長模具的使用壽命，提高生產效率。
文檔編號B22D11/11GK201168772SQ20082003084
公開日2008年12月24日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者文繼有, 朱衛光, 李新濤, 耿 王 申請人:高新張銅股份有限公司