一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置制造方法及图纸

本申请属于高性能铜合金材料制备技术领域，具体涉及一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置，包括自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，所述自旋转搅拌机构包括与熔体接触的石墨内衬、设置在石墨内衬上的通孔以及设置在通孔四周的若干旋转孔，所述通孔与旋转孔周边形成自旋转搅拌区，所述石墨内衬的一端设有所述通孔、另一端与保温炉炉壁的内侧固定，所述炉壁的外侧套设电磁搅拌机构和结晶器。本实用新型专利技术设置自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，通过这种复合搅拌使夹渣上浮，晶粒得以细化，成分和组织均勾，提高了坯料质量及成品率，具有成本低、安全、效率高的特点，可制备高性能铝青铜等特殊铜合金。

A compound stirring device for preparing high performance copper alloy by horizontal continuous casting

【技术实现步骤摘要】
一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置
本申请属于高性能铜合金材料制备
，具体涉及用水平连铸工艺实现纯净化和均勾化制备铝青铜等高性能铜合金的装置。
技术介绍
铜合金有青铜、黄铜和白铜三类，具有优良的导电、导热、耐磨、耐蚀和加工性能，主要应用于电力、仪表、造船、机械制造等领域。铜合金通常由二种以上元素组成，易产生成分不均勾现象；也容易吸气产生夹渣；传统水平连铸工艺生产管棒坯时容易形成较多夹渣、晶粒粗大、组织不均匀、成分不均匀等缺陷，严重影响了产品质量和成品率。特别是铝青铜合金，铸造过程造成的夹渣、气孔、成分及组织不均勾的缺陷较多，需要施加复合搅拌技术才能解决。为此，一些研究者提出了电磁搅拌技术提高铸坯的质量。中国专利公开号CN102343424A，名称为一种水平连续铸造高导高强铜合金圆棒的装置及方法(专利号201110286393.3)公开了一种非真空条件下水平电磁连铸制备铬锆铜合金棒坯的装置。电磁搅拌在生产此类多元合金时起到了关键作用。然而，电磁搅拌技术存在一些问题，如在保温炉内熔炼时，无法施加搅拌技术使熔体中的夹渣进一步上浮，促使熔体净化；由于电磁场的衰减作用，中心的搅拌作用较弱或者没有搅拌，造成新的成分和组织不均匀。因此，需要开发一种自旋转搅拌带电磁搅拌的复合搅拌技术，此新技术使熔体在精炼时通过搅拌使夹渣上浮，在凝固时又能均勾成分和组织、细化晶粒，实现水平连铸特殊铜合金管棒形铸坯的纯净化和均匀化。
技术实现思路
本技术是为了解决现有技术中不足，而提供一种通过施加复合搅拌克服水平连铸冷却不均勾的缺点，创造性地实施了水平连铸耦合复合搅拌工艺生产均质、高品质铜合金。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置，基于水平连铸的保温炉，所述复合搅拌装置包括自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，所述自旋转搅拌机构包括石墨内衬、设置在石墨内衬上的通孔以及设置在通孔四周的若干旋转孔，所述自旋转搅拌机构靠近通孔的一段为搅拌部，设于水平连铸的保温炉内部，剩余段为装配部，设于水平连铸的保温炉外部，分别用于与保温炉壁固定以及用于电磁搅拌机构和结晶器的安装；所述通孔与旋转孔周边形成自旋转搅拌区；所述电磁搅拌机构套设于装配部，所述电磁搅拌机构与保温炉壁外侧贴近。作为优选，所述电磁搅拌机构为电磁搅拌器。作为优选，所述石墨内衬的内径为小端直径为作为优选，所述通孔的直径为作为优选，所述通孔四周设有个旋转孔，所述旋转孔的直径为所述旋转孔与水平线的夹角为作为优选，所述通孔设置在石墨内衬端部的中心处。作为优选，所述石墨内衬通过耐火泥与炉壁固定。本技术的有益效果是：本技术设置自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，通过这种复合搅拌使夹渣上浮，晶粒得以细化，成分和组织均勾，提高了坯料质量及成品率，具有成本低、安全、效率高的特点，可制备高性能铝青铜等特殊铜合金。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1—自旋转搅拌机构；1-1—石墨内衬；1-2—通孔；1-3—自旋转搅拌区；2—电磁搅拌机构；3—炉壁；4—结晶器；5—铸坯。具体实施方式下面通过实施例，结合附图，对本技术的技术方案进一步阐述说明。本申请所述的一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置，基于水平连铸的保温炉，所述复合搅拌装置包括自旋转搅拌机构1和电磁搅拌机构2，所述自旋转搅拌机构包括石墨内衬1-1、设置在石墨内衬1-1上的通孔1-2以及设置在通孔1-2四周的若干旋转孔，所述自旋转搅拌机构1靠近通孔1-2的一段为搅拌部，设于水平连铸的保温炉内部，剩余段为装配部，设于水平连铸的保温炉外部，分别用于与保温炉壁31固定以及用于电磁搅拌机构2和结晶器4的安装；所述通孔1-2与旋转孔周边形成自旋转搅拌区1-3；所述电磁搅拌机构2和结晶器4套设于装配部，所述电磁搅拌机构2与保温炉壁31外侧贴近。在本申请实施例中，所述电磁搅拌机构2为电磁搅拌器，所述电磁搅拌器设于所述炉壁3的外侧；所述通孔1-2设置在所述石墨内衬1-1端部的中间位置处。电磁搅拌器设置方便，由电磁搅拌线圈、冷却水进出管道、不锈钢保护套等组成，工作效果好；通孔1-2设置在石墨内衬1-1端部的中间位置处，便于熔体进入自旋转搅拌区1-3，分离效果好。本申请实施例采用“水平连铸溶炼一自旋转搅拌一电磁搅拌一均匀凝固的管棒坯”的短流程工艺，研制均质、高品质铝青铜的棒、管、排、异型材产品。自旋转搅拌机构1的搅拌部置于水平连铸的保温炉内，石墨内衬1-1端部的中间位置处设有一个直径通孔1-2,通孔1-2四周有若干旋转孔，旋转孔与水平线的夹角为通孔1-2与旋转孔周边形成的自旋转搅拌区1-3，在自旋转搅拌区1-3夹渣上浮，石墨内衬1-1通过火泥与炉壁3固定在一起。经自旋转搅区1-3拌净化后的熔体继续旋转，在电磁搅拌机构2处再加速旋转，完成第二次搅拌，使固液相搅拌加剧，促使成分均勾、组织均匀。在本申请实施例中，通过水平连铸生产多元合金铝青铜Q10-5-5圆形管述。与熔体相连接的石墨内衬1-1的设计内径为100mm，小端直径80mm，石墨内衬1-1端部的中间位置处设有一个直径20mm的通孔1-2，四周有4个直径8mm的旋转孔，与水平线成60°夹角，通孔1-2与旋转孔周边形成自旋转搅拌区1-3，熔体在自旋转搅拌区1-3内实现熔体的搅拌及夹渣上浮。炉壁3的外侧安装电磁搅拌器，熔体在电磁搅拌器处加速旋转，完成第二次搅拌，熔体均勾成分、细化晶粒，电磁搅拌器的后方设置结晶器4，结晶器4的端口为生产的铸坯5，通过牵引实现连续生产。本技术设置自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，通过这种复合搅拌使夹渣上浮，晶粒得以细化，成分和组织均勾，提高了坯料质量及成品率，具有成本低、安全、效率高的特点，可制备高性能铝青铜等特殊铜合金。以上所述的实施例只是本技术的较佳方案，并非对本技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置，基于水平连铸的保温炉，其特征在于，所述复合搅拌装置包括自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，/n所述自旋转搅拌机构包括石墨内衬、设置在石墨内衬上的通孔以及设置在通孔四周的若干旋转孔，/n所述自旋转搅拌机构靠近通孔的一段为搅拌部，设于水平连铸的保温炉内部，剩余段为装配部，设于水平连铸的保温炉外部，分别用于与保温炉壁固定以及用于电磁搅拌机构和结晶器的安装；/n所述通孔与旋转孔周边形成自旋转搅拌区；/n所述电磁搅拌机构套设于装配部，所述电磁搅拌机构与保温炉壁外侧贴近。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平连铸技术制备高性能铜合金的复合搅拌装置，基于水平连铸的保温炉，其特征在于，所述复合搅拌装置包括自旋转搅拌机构和电磁搅拌机构，
所述自旋转搅拌机构包括石墨内衬、设置在石墨内衬上的通孔以及设置在通孔四周的若干旋转孔，
所述自旋转搅拌机构靠近通孔的一段为搅拌部，设于水平连铸的保温炉内部，剩余段为装配部，设于水平连铸的保温炉外部，分别用于与保温炉壁固定以及用于电磁搅拌机构和结晶器的安装；
所述通孔与旋转孔周边形成自旋转搅拌区；
所述电磁搅拌机构套设于装配部，所述电磁搅拌机构与保温炉壁外侧贴近。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庆发，付亚波，胡克福，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33