一种用于单晶铜制造的冷却装置和单晶铜结晶系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于单晶铜制造的冷却装置和单晶铜结晶系统，涉及单晶铜铸造设备的技术领域，解决了现有技术中盘管喷淋冷却容易造成铜杆冷却不均匀的技术问题。该用于单晶铜制造的冷却装置包括冷却池、进铜孔和出铜孔，其中，冷却池用于充盈或储放冷却水；进铜孔和出铜孔位于冷却池的两侧，进铜孔和出铜孔均与冷却池连通，且进铜孔与出铜孔低于冷却池中冷却水的液面，以使铜杆进入冷却池后完全浸没在冷却水中。本实用新型专利技术通过设置冷却池、进铜孔和出铜孔，使得位于冷却池中的铜杆完全浸没在冷却水中，进而实现铜杆均匀冷却，提高形成单晶铜组织结构的稳定性，提升产品质量。

A cooling device and crystal system for single crystal copper

【技术实现步骤摘要】
一种用于单晶铜制造的冷却装置和单晶铜结晶系统
本技术涉及单晶铜铸造设备的
，尤其涉及一种用于单晶铜制造的冷却装置。
技术介绍
单晶铜是一种高纯度无氧铜，其整根铜杆仅由一个晶粒组成，不存在晶粒之间产生的“晶界”，因而具有极高的信号传输性能。参照图1，传统的用于单晶铜连铸的单晶结晶系统包括铜液熔池7(热端)、冷却系统(冷端)以及位于冷热两端的结晶器8即定向热区，以形成稳定定向凝固温度梯度场。参照图1，现有技术中单晶铜冷却系统采用的盘管9喷淋的方式，将冷却水喷在铜杆上，即通过盘管9沿着铜杆的长度方向盘旋，并在盘管9内侧设置喷射孔，使得冷却水喷在铜杆上，进而达到冷却的目的。采用盘管9喷淋冷却时，由于喷射的冷却水水柱是喷射至铜杆表面受阻后分散，因为喷溅出的冷却水存在偶然性，进而造成铜杆冷却情况复杂多变。虽然传统的盘管喷淋冷却水的方式能够覆盖铜杆表面，但是，冷却水水柱是先集中喷射至铜杆表面再分散覆盖铜杆表面造成铜杆冷却不均匀。具体的，冷却水水柱是集中喷射处的铜杆表面冷却效果优于冷却水受阻流动而覆盖铜杆表面。进一步的，冷却水受到重力的影响，不仅容易造成位于铜杆上方和铜杆下方的喷射水柱的喷射速率存在差异，还容易导致冷却水富集在铜杆的下方，导致铜杆在径向上冷却不均匀。单晶铜在结晶过程中需要形成沿着铜杆长度方向的定向凝固温度梯度场，铜杆表面冷却不均会增加单晶铜结晶过程中温度的扰动，进而造成单晶铜组织结构的不稳定，影响产品质量。为此，急需提供一种均匀冷却铜杆的冷却装置，以提高单晶铜的质量。r>
技术实现思路
本技术的其中一个目的是提出一种用于单晶铜制造的冷却装置，解决了现有技术中盘管喷淋冷却容易造成铜杆冷却不均匀的技术问题。本技术优选技术方案所能够达到诸多有益技术效果，具体见下文阐述。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：本技术用于单晶铜制造的冷却装置，包括冷却池、进铜孔和出铜孔，其中，冷却池用于充盈或储放冷却水；进铜孔和出铜孔位于冷却池的两侧，进铜孔和出铜孔均与冷却池连通，且进铜孔与出铜孔低于冷却池中冷却水的液面，以使铜杆进入冷却池后完全浸没在冷却水中。作为一种优选的技术方案，还包括进液口和出液口，进液口位于冷却池底部，出液口位于冷却池的顶部。作为一种优选的技术方案，进液口位于靠近出铜孔的一侧，出液口位于靠近进铜孔的一侧。作为一种优选的技术方案，用于单晶铜制造的冷却装置还包括密封组件，密封组件位于进铜孔和/或出铜孔。作为一种优选的技术方案，密封组件包括密封槽和密封圈，密封槽位于进铜孔和/或出铜孔靠近冷却池外壁的一端，密封圈内嵌于密封槽。作为一种优选的技术方案，密封圈为O型密封圈。作为一种优选的技术方案，密封组件还包括盖体，盖体与进铜孔和/或出铜孔匹配，且盖体能将密封圈压扣在密封槽内。作为一种优选的技术方案，进铜孔和/或出铜孔凸出于冷却池的外壁，且盖体与进铜孔和/或出铜孔螺纹连接。作为一种优选的技术方案，冷却池为圆筒形。本技术所述的单晶铜结晶系统包括上述任意一种优选方案所述的用于单晶铜制造的冷却装置。本技术提供的用于单晶铜制造的冷却装置至少具有如下有益技术效果：本技术所述的用于单晶铜制造的冷却装置利用冷却池中充盈或储放冷却水，并且将进铜孔和出铜孔设置在低于冷却池中冷却水液面的位置，使得待冷区的铜能够完全浸泡在冷却水中，进而使得冷却水能够全方位与进入冷却池中的铜的表面充分无差异接触，进而实现对铜杆的均匀冷却，提高形成单晶铜组织结构的稳定性，提升产品质量。此外，本技术优选技术方案还可以产生如下技术效果：本技术优选技术方案的进液口位于冷却池底部，出液口位于冷却池的顶部，能够有效避免冷却池中部分区域形成“死水”，即能够使冷却池中各处的冷却水均能流动，实现冷却水的更新，以保证冷却池中各处液体的温度相同，有利于铜的均匀冷却。本技术优选技术方案，通过在进铜孔和出铜孔处设置密封组件，能有效防止冷却池中冷却水沿进铜孔和/或出铜孔溢漏。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是传统单晶铜结晶系统的示意图；图2是本技术第一种优选实施方式单晶铜制造用的冷却装置的三维图；图3是本技术第一种优选实施方式单晶铜制造用的冷却装置的剖面图；图4是本技术第二种优选实施方式单晶铜制造用的冷却装置的剖面图；图5是本技术第三种优选实施方式单晶铜制造用的冷却装置的三维图；图6是本技术第三种优选实施方式单晶铜制造用的冷却装置的剖面图；图7是本技术一种优选实施方式进铜孔和/或出铜孔的局部放大图；图8是本技术第一种优选实施方式单晶铜结晶系统的示意图；图9是本技术第二种优选实施方式单晶铜结晶系统的示意图。图中：1-冷却池；2-进铜孔；3-出铜孔；4-进液口；5-出液口；6-密封组件；61-密封槽；62-密封圈；63-盖体；7-铜液熔池；8-结晶器；9-盘管；10-牵引辊；11-引晶针。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。参照图2至图6，一种用于单晶铜制造的冷却装置，包括冷却池1、进铜孔2和出铜孔3。其中，冷却池1用于充盈或储放有冷却水。进铜孔2和出铜孔3位于冷却池1的两侧，且进铜孔2和出铜孔3均与冷却池1连通。进一步的，进铜孔2与出铜孔3低于冷却池1中冷却水的液面，以使铜杆进入冷却池1后完全浸没在冷却水中。优选的，冷却水的温度为24℃～26℃。作为一种优选的实施方式，进铜孔2和出铜孔3相对设置，以使进铜孔2与出铜孔3位于同一直线上。优选的，冷却池1中储液空间为圆柱形，且进铜孔2和出铜孔3与圆柱形储液空间共轴，即进铜孔2和出铜孔3中心轴线与圆柱形储液空间的中心轴线重合。优选的，冷却池1为圆筒形，进铜孔2和出铜孔3位于圆筒形的两端。上述优选实施例中，铜杆进入冷却池1后，铜杆浸泡在冷却水中，即铜杆被冷却水包裹，进而使得位于冷却池1中的铜杆不仅能够充分与冷却水接触，还使得同一段铜杆在径向上与冷却水同时接触，不仅能够实现均匀冷却，提高形成单晶铜组织结构的稳定性，还有利于控制结晶过程中液固界面离结晶器8出口的距离，进而获得镜面状优质表面的单晶铜杆。需要说明的是，定向凝固液固界面在单晶铜加工过程中内凹于结晶器8出口端，并且距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单晶铜制造的冷却装置，其特征在于，包括冷却池(1)、进铜孔(2)和出铜孔(3)，其中，所述冷却池(1)用于充盈或储放冷却水；所述进铜孔(2)和所述出铜孔(3)位于所述冷却池(1)的两侧，所述进铜孔(2)和所述出铜孔(3)均与所述冷却池(1)连通，且所述进铜孔(2)与所述出铜孔(3)低于所述冷却池(1)中冷却水的液面；/n还包括进液口(4)和出液口(5)，所述进液口(4)位于所述冷却池(1)底部，所述出液口(5)位于所述冷却池(1)的顶部。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单晶铜制造的冷却装置，其特征在于，包括冷却池(1)、进铜孔(2)和出铜孔(3)，其中，所述冷却池(1)用于充盈或储放冷却水；所述进铜孔(2)和所述出铜孔(3)位于所述冷却池(1)的两侧，所述进铜孔(2)和所述出铜孔(3)均与所述冷却池(1)连通，且所述进铜孔(2)与所述出铜孔(3)低于所述冷却池(1)中冷却水的液面；
还包括进液口(4)和出液口(5)，所述进液口(4)位于所述冷却池(1)底部，所述出液口(5)位于所述冷却池(1)的顶部。


2.根据权利要求1所述的用于单晶铜制造的冷却装置，其特征在于，进液口(4)位于靠近所述出铜孔(3)的一侧，所述出液口(5)位于靠近所述进铜孔(2)的一侧。


3.根据权利要求1或2所述的用于单晶铜制造的冷却装置，其特征在于，还包括密封组件(6)，所述密封组件(6)位于所述进铜孔(2)和/或所述出铜孔(3)。


4.根据权利要求3所述的用于单晶铜制造的冷却装置，其特征在于，所述密封组件(6)包括密封槽(61)和密封圈(62)，
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫赵斌，杨彦春，邵帅，
申请(专利权)人：河南国玺超纯新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41