水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法
2023-07-18 00:17:11
專利名稱：水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法
技術領域：
本發明涉及水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法。
在本發明完成之前，《有色金屬熔煉與鑄錠》(冶金工業出版社1988年10月出版)P176～179第9章第3節介紹的銅合金水平連鑄裝置；《上海金屬(有色分冊)》第13卷第5期P14介紹的臥式連鑄裝置；《德馬格Technica(Demag Technlca)有關有色金屬和鑄鐵的連鑄技術》德國德馬格公司(DEMAG Technlca GmbH)1993年出版的產品介紹資料P4、P8、P9介紹的水平連鑄機，均採用有芯功頻加熱器對熔溝加熱，通過熔溝中的合金液與保溫包內的合金液互相交流，以保持保溫包內合金液的流動性。要求加熱器不斷電，即使生產間隙時仍不能斷電，以保持熔溝內是合金液，故耗電量大；採用冷態啟動方式，首批註入保溫包的合金熔液必定有個降溫過程，合金液的流動性降低，必須耗費大量電能用於提高保溫包內合金液的溫度，使生產率降低；傾出保溫包中合金液時，需將保溫包傾轉90度以上，操作不方便；更換合金品種時，內膛和熔溝不容易清理乾淨，一則易造成混料，使所拉鑄的棒材品質下降；二則不適於小批量多品種生產；保溫包的修築材料僅採用輕質耐火材料，其保溫性較差，也增加了能量的消耗；《有色金屬熔煉與鑄錠》中介紹的臥式連鑄裝置中的結晶器為一次性使用，增加了生產成本。
本發明的目的在於，提供節約能源、更換銅合金品種方便且保證所拉鑄棒材品質優良，操作方便的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法。
本發明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置中包括保溫包、結晶器和柴油加熱器。
保溫包由從內向外依次設置的內膛、內襯、保溫層、內隔熱層、外隔熱層、外殼構成；內膛底部呈斜坡狀，向連接結晶器的通道傾斜，通道呈內大外小的喇叭狀；操作孔在保溫包側壁下部，其下沿低於內膛底部；結晶器由石墨型與外水冷套過盈配合製成。
內襯用中性耐火材料打結成圓筒狀，厚度為50mm～60mm；內腔為保溫包的內膛，內膛的尺寸直徑為250mm～400mm，高為300mm～500mm；保溫層用比重為0.8g/cm3～1g/cm3的輕質耐火磚砌成，厚度為120mm～130mm；內隔熱層用硅藻土磚砌成，厚度為80mm～150mm，並用硅藻土磚將保溫包角部塞實；外隔熱層是厚度為20mm～30mm的矽酸鋁纖維板；外殼用厚度為8mm～10mm的鋼板焊接而成；操作孔的直徑為120mm～180mm；結晶器的石墨型孔為φ30mm～φ150mm圓形或相應截面尺寸的正多邊形、長方形。
柴油加熱器的噴嘴由旋轉懸臂支撐在注液孔上方中央，且噴油口朝下。
使用上述裝置拉鑄銅合金棒材的工藝如下(1)點燃置入保溫包內膛的焦碳對內膛進行預熱，待內膛溫度升至700℃～800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉並填砂塞實；(2)將結晶器通過法蘭盤安裝於通道口；(3)點燃柴油加熱器，用柴油火焰對內膛加熱，待內膛溫度升至1000℃～1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批銅合金熔液；(4)啟動擺動機構，牽引機構拉鑄銅合金棒材；(5)在拉鑄過程中多次從注液口加入銅合金熔液，保持保溫包內合金液的流動性，保證連續不間斷地拉鑄銅合金棒材；(6)在拉鑄結束前採用柴油加熱器加熱保溫包內最後一批合金液，將保溫包中的合金液拉鑄完。
本發明與已有技術相比具有如下優點(1)省去工頻加熱器，節約了能源，降低了生產成本；(2)用焦碳對內膛進行預熱，又用柴油火焰加熱，防止首批註入合金液降溫，保證了其流動性，提高了生產效率；(3)保溫包內膛底部呈斜坡狀，向連接結晶器的通道傾斜，可將保溫包內合金液拉鑄完不存留，又省去了熔溝，更換合金品種時無混料現象，保證了合金棒材的品質優良，而且減少了清理內膛的工作量，減輕了勞動強度；(4)操作孔設置於保溫包側壁下部，且下沿低於內膛底部，傾出保溫包內合金液不需傾轉保溫包，操作方便；(5)結晶器採用壁較厚的石墨型，使用後僅需稍微加工擴大內孔，至少可反覆使用3次，降低了生產成本；(6)保溫包採用多層結構，多種保溫性能好的保溫材料，提高了保溫包的保溫性，可節約能源。
圖1是水平連鑄銅合金棒材裝置的結構示意圖。圖中1為外殼，2為外隔熱層，3為內隔熱層，4是保溫層，5為內襯，6為內膛，7為噴嘴，8為注液口，9為上蓋，10為法蘭盤，11為外水冷套，12為石墨型，13為噴水環，14為牽引機構，15是棒材，16為擺動小車，17為通道，18為操作孔堵塊，19為擺動機構。
圖2是圖1的A—A剖視圖。圖中6為內膛，18為操作孔堵塊，20為砂料。
圖3是柴油加熱器結構示意圖。圖中7為噴嘴，21為旋轉懸臂，22為送油管，23為油閥，24為支撐臂，25為風閥，26為送風軟管，27為送風管，28為地下風機室。
實施例1 拉鑄φ50mm Cu-0.8％ Cr銅鉻合金棒材。
內襯用紅矽石粉粘土混合料打結成圓筒狀，厚度為50mm；內腔為保溫包內膛，內膛尺寸直徑為250mm，高為300mm；保溫層用比重為1g/cm3輕質耐火矽磚砌成，厚度為125mm；內隔熱層用硅藻土磚砌成，厚度為100mm，並用硅藻土磚塊將保溫包角部塞實；外隔熱層是厚度為20mm的矽酸鋁纖維板；外殼用8mm的鋼板焊接而成；內膛底部呈斜坡狀，向連接結晶器的通道傾斜，通道呈內大外小喇叭狀；操作孔在保溫包側壁下部，其下沿低於內膛底部，直徑為φ150mm；結晶器由內孔為φ51mm，壁厚為19mm的圓筒石墨型與外水冷套過盈配合製成；柴油加熱器的噴嘴由旋轉懸臂支撐在注液口上方中央，且噴油口朝下。
使用上述裝置再按如下步驟操作(1)點燃置入保溫包內膛的焦碳，對內膛進行預熱，待內膛溫度升至800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉並填砂塞實；(2)將結晶器通過法蘭盤安裝於通道口；(3)點燃柴油加熱器，用柴油火焰對內膛加熱，待內膛溫度升至1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批Cu-0.8％Cr熔液。
(4)啟動擺動機構，牽引機構拉鑄φ50mm的Cu-0.8％Cr銅鉻合金棒材；在拉鑄過程中，多次從注液口注入Cu-0.8％Cr溶液，保持保溫包內合金液的流動性，保證連續不間斷地拉鑄棒材；(5)拉鑄結束前，將噴嘴移至注液口上方中央加熱保溫包內最後一批熔液，保持內膛中合金液的流動性，直至將合金熔液拉鑄完畢。
實施例2 使用上述設備拉鑄φ55mm的ZQSn6-6-3錫青銅棒材。
(1)取下結晶器，把石墨型內孔擴至56.1mm；取下操作孔堵塊，將內膛清理乾淨；(2)點燃置入保溫包內膛的焦碳，對內膛進行預熱，待內膛溫度升至750℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉並填砂塞實；(3)將結晶器通過法蘭盤安裝於通道口；(4)點燃柴油加熱器，用柴油火焰對內膛加熱，待內膛溫度升至1050℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批ZQSn6-6-3錫青銅熔液；(5)啟動擺動機構，牽引機構拉鑄φ55mm的ZQSn6-6-3棒材；在拉鑄過程中，多次從注液口注入ZQSn6-6-3熔液，保持保溫包內合金液的流動性，保證連續不間斷地拉鑄棒材；
(6)拉鑄結束前，將噴嘴移至注液口上方中央加熱內膛，保持內膛中合金液的流動性，直至將合金熔液拉鑄完畢。
本發明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法適用於拉鑄紫銅棒材。
權利要求
1.一種水平連鑄銅合金棒材的裝置，包括保溫包及與其相連接的結晶器，其特徵是，保溫包由從內向外依次設置的內膛[6]、內襯[5]、保溫層[4]、內隔熱層[3]、外隔熱層[2]、外殼[1]構成；內膛[6]底部呈斜坡狀，向連接結晶器的通道[17]傾斜，通道[17]呈內大外小的剌叭狀；操作孔在保溫包側壁下部，其下沿低於內膛[6]底部；結晶器由石墨型[12]與外水冷套[11]過盈配合製成；柴油加熱器的噴嘴[7]由旋轉懸臂[21]支撐在注液口[8]上方中央且，且噴油口朝下；
2.按照權利要求1所述的裝置，其特徵是，內襯[5]用中性耐火材料打結成圓筒狀，厚度為50mm～60mm內腔為保溫包內膛[6]，其直徑為250mm～400mm，高為300mm～500mm；保溫層[4]用比重0.8g/cm3～1g/cm3的輕質耐火磚砌成，厚度為120mm～130mm；內隔熱層[3]用硅藻土磚砌成，厚度為80mm～150mm，並用硅藻土磚塊將保溫包角部塞實；外隔熱層[2]是厚度為20mm～30mm的矽酸鋁纖維板；外殼[1]用厚度為8mm～10mm鋼板焊接而成；操作孔直徑為120mm～180mm；結晶器的石墨型[12]的內孔為φ30mm～φ150mm圓形或相應截面尺寸的正多邊形、長方形；
3.使用權利要求1或2所述裝置拉鑄銅合金棒材的工藝如下(1)點燃置入保溫包內膛的焦碳對內膛進行預熱，待內膛溫度升至700℃～800℃，將焦碳由操作孔取出，用操作孔堵塊將操作孔封閉並填砂塞實；(2)將結晶器通過法蘭盤安裝於通道口；(3)點燃柴油加熱器，用柴油火焰對內膛加熱，待內膛溫度升至1000℃～1100℃，將柴油加熱器的噴嘴移開，從注液口注入首批銅合金熔液；(4)啟動擺動機構，牽引機構拉鑄銅合金棒材；(5)在拉鑄過程中多次從注液口加入銅合金熔液，保持保溫包內合金液的流動性，保證連續不間斷地拉鑄銅合金棒材；(6)在拉鑄結束前採用柴油加熱器加熱保溫包內最後一批合金液，將保溫包中的合金液拉鑄完。
全文摘要
本發明提供的水平連鑄銅合金棒材的裝置及工藝方法,省去了已有技術中的有芯工頻加熱器及熔溝;保溫包底部呈斜坡狀,向連接結晶器的通道傾斜;保溫包採用多層結構,採用多種保溫性好的保溫材料,提高保溫包的保溫性;設置了操作孔;用焦碳對保溫包內膛先預熱,再用柴油加熱器加熱。具有無混料,保證所拉鑄棒材的品質優良,節約能源,操作方便等優點。本發明提供的裝置及工藝方法也適用於拉鑄紫銅棒材。
文檔編號B22D11/04GK1269270SQ9911574
公開日2000年10月11日 申請日期1999年4月5日 優先權日1999年4月5日
發明者甘雨, 徐春傑, 朱錦俠, 張兆雲, 張廣義, 張家泓, 張雲鵬 申請人:西安理工大學