上引法连铸生产金属管的结晶器及工艺制造技术

一种涉及上引铸法生产金属管的结晶器及生产铜管的方法。结晶器具有一石墨模，由模体、模芯组成，两者之间的空隙的横截面与欲引铸的管的截面相同，并有一组孔将空隙与外界相通。将该结晶器浸入熔化的铜液里，用抽真空或液位差法使铜液进入结晶器，并用冷却水冷却，再用引杆将连铸铜管引出。使用这种结晶器及方法，能无限长地引铸金属管，也能引铸异型管，引铸的铜管无氧化皮，具有高的导电率。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属连续铸造，即产品长度不限的铸造的设备和工艺，更为具体地涉及用上引铸出法连续生产金属管的设备和工艺。上引法连续生产金属杆材，当前在国内主要用来生产铜杆，近年来是一种发展得比较快的先进生产方法，它的优点是投资小、占地面积少、换模方法简单，生产灵活，这种方法已广泛地被电缆厂及铜材厂采用，但是在国内这种方法没有被用来生产管材。已有技术生产金属无缝管材的方法，例如生产铜管的方法，一般用铜锭挤压穿孔，制成管坯，然后经多次拉拔成产品，这种加工方法，费时耗能也浪费原材料。中国专利申请号85103853提出了一种金属管连续铸造的方法、设备，提出在有至少一个延伸的上移交变磁悬浮力场和一个辅助的电磁控制力场的情况下拉液态金属，凝固后的管状液态金属产品从磁场的上部拉出去，冷却并进一步加工成所需要的最终产品。但是这种方法需要复杂的设备和技术，为一般的中小企业所不能负担。本专利技术的目的是设计一种能连铸金属管的结晶器。本专利技术的再一个目的是设计一种能连铸铜管的结晶管。本专利技术的再一个目的是设计一种能连铸具有各种截面形状的金属管的结晶器。本专利技术的再一个目的是提出一种使用上述结晶器生产铜管的工艺方法。本专利技术是通过这样的构思来实现的。一金属管结晶器，包括一具有冷却水套的和能与真空源相通的接口的结晶部件，所述结晶部件由传热的导体组成，石墨模与所述的结晶部件可拆卸地紧密结合，所述的石墨模具有一空腔，空腔的一头与结晶器内的结晶管相通，另一头成封闭结构，封闭端向腔内伸展出一模芯与腔壁之间形成空隙，所述空隙的截面形状与欲连铸的金属管的截面相同，石墨腔体接近封闭端的壁上有一组孔将所述的空隙与外界相通，所述的石墨模和结晶器外还可以包覆有绝热套。一种铜管的连铸法，用电炉将铜熔化并加热至1140℃-1160℃，在铜液表面复盖空气隔绝层，将上述的结晶器插入熔化的铜液内，在结晶器内抽真空或利用铜液位差使铜液在结晶器内上升，用引杆将空心铜管引出后再由牵引装置连续地将铜管引出，调节水套冷却水的流量使引出的铜管的温度在80℃-150℃之间。本专利技术的优点是明显的。采用本专利技术的装置和方法能直接从金属熔液中连续铸造无缝空心铜管和各种无缝金属异形管材，其长度可根据需要无限延长，这样免去了过去传统的将金属锭加热、穿孔、再通过拉拔模反复地拉拔，中间还要退火等非常繁复的工艺，节约了大量的能源和金属材料。这样就很大幅度地降低金属管材的成本，其经济价值是十分可贵的。本专利技术的设备和已有技术的设备相比较，比较简单，能利用原有的连铸铜杆的结晶器，配上本专利技术的石墨模，有利于投资少、上马快，旧设备的改造更新。使用本专利技术生产的铜管表面光洁度高，而且是无氧化层铜管，产品导电率高，比拉拔的铜管更适用于电工产品。经初步测算采用本专利技术的设备和工艺生产的产品比用传统的设备工艺生产可降低生产成本约25%左右。附图说明图1是本专利技术的金属管结晶器的结构视图，局部作了剖切。图2是图1所示金属管结晶器的石墨模的结构剖视图。图3是图2所示石墨模沿A-A线剖切的剖视图。图4是图2所示石墨模具有螺纹联结结构的变换形式的剖视图。图5是图1所示金属结晶器的石墨模又一变换形式的结构剖视图。图6是图5所示石墨模，沿B-B线剖切的剖视图。图7是图1所示金属结晶器的石墨模又一变换形式的结构剖视图。图8是图7所示石墨模沿C-C线剖切的剖视图。图9是本专利技术上引法生产铜管的生产流程图。现参照附图来详细叙述本专利技术的几个实施例，通过叙述将有助于对本专利技术的理解，但并不限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术的金属管结晶器具有结晶部件，它具有筒体，筒体内有一根长条形中心的结晶管，它的内孔载面形状同欲连铸的金属管的截面的外周形状相同。筒体和结晶管之间形成水套。筒体的一头与结晶管之间密封，筒体的另一头形成具有螺纹结构的肩。具有内螺纹结构的模承座螺纹联接在筒体的外螺纹凸肩上，模承座的内孔正好紧密地套在结晶管的一端上。模承座体内具有冷却水腔，该腔与筒体与结晶管之间的水套相连通。模承座具有内锥孔结构或内螺纹孔结构(图1左侧表示内螺孔结构，右侧表示内锥孔结构)。隔圈将筒体和结晶管间的水套及模承座体内的冷却水腔分隔或里水套和外水套，该两水套在冷却水腔的底部相通。里水套与冷却水进口相通，外水套与冷却水出口相通，真空源接口与结晶管相通。具有外锥体结构或外螺纹结构的石墨模紧密地装进在模承座的内锥孔结构或内螺孔结构内。由高铝纤维和碳化纤维组成的隔热套套在模承座的外面。如图2、3所示石墨模具有管形模体，模体的上端具有锥体结构，其锥度同模承座的内锥孔的锥度相同，可以是4°-8°，并要求有很高的光洁度。模体具有细长的内孔，内孔的直径同欲连铸的金属管的外径相同，并具有高的光洁度，可以是 8～ 12。细长内孔的一端具有内锥孔结构，内锥孔上又有内圆柱定位孔与其相接。所述的内锥孔和内圆柱定位孔及细长孔保持严格的同心度。在内圆柱定位孔上方的模体壁上，具有一组圆周等分的径向通孔，各通孔的中心线通过细长孔的轴线并在同一垂直于轴线的平面上。所述的通孔可以是圆孔也可以是其它形状的孔如椭圆孔、方孔等，所述的孔有6个，也可以是4个或其它数量。模芯的一端具有圆锥台结构，圆锥台的锥度与内锥孔的锥度相同;圆锥台向上伸展形成定位圆柱，其直径同内圆柱定位孔的直径相同;定位圆柱再向上伸展，形成模芯杆，其接近定位圆柱的一段为圆柱段，它的直径等于欲连铸金属管的内径，另一段为带有小锥度的锥体;所述的圆锥台、定位圆柱、模芯杆保持严格同心。模芯装入在模体的细长孔内，其圆锥台和定位圆柱与模体的内锥孔、内圆柱定位孔紧密结合。因上述形位公差精度的保证，使模芯杆的轴线与细长孔的轴线重合。上述石墨模的各零件均采用高导热系数的石墨制造。各零件的配合面及与铸坯接触区域都应加工成具有镜面状光结度。如图4所示，作为图2、3所示的石墨模的一种变换形式，它的锥体结构可改变为外螺纹结构。该外螺纹应与模承座的内螺纹结构的内螺纹能紧密相配，并具有很高的精度和光洁度，最好经螺纹磨床磨制。如图5、6所示的石墨模，其基本结构是和图2、3所示的石墨模相同的。所不同处仅在于它的模体内的细长孔的横截面是正方形的，这样就能连铸出方形的中空管子。作为图5、6所示石墨模的一种变换形式，其锥形结构也可成外螺纹结构因在叙述图2、3时已作详细交待，这里不再重复了。图7、8所示石墨模是图2、3所示石墨模的又一变换形式，其基本结构是相同的。所不同处是模体的细长孔的横截面是图8所示的在长方形孔的一头还连结有一半圆孔，成异形孔。模体的下端具有内螺纹孔，它的上方有一组圆周均布的通孔，数量可以是6个、4个或其它数目。带有外螺纹的端盖紧密拧入上述的内螺孔中。在端盖的偏心部位又具有一带有内螺纹的阶梯孔，一端带有外螺纹另一端略具锥度的模芯紧密地拧入在阶梯孔的内螺纹内向细长孔内伸展。模芯的圆柱部份的轴线正好同异形细长孔半圆部份的轴线重合。所有的配合面及与铸坯的接触面都应具有镜面状的光洁度。作为图7、8所示石墨模的一种变换形式其锥体结构也可用螺纹结构来替代。以上所述的任意一种石墨模，在采用螺纹联接时，为增强导热性，还可使用烧结后能增强导热性的油膏涂在联接处。如图9所示，为使用本专利技术的金属管结晶器生产空心铜管的工艺流程图。将电解铜表面进行清刷并烘干，剪切成小块加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涉及上引铸法连续生产金属管的结晶器具有带有冷却水套和真空接口的结晶部件，其特征在于还有一个石墨模与所述的结晶部件可拆卸地紧密结合，所述的石墨模具有一带空腔的模体，该空腔的一头与结晶器内的结晶管相通，另一头装有向腔内伸展的模芯，它与腔壁之间形成空隙，所述空隙的截面形状与欲连铸的金属管的截面相同，石墨腔体接近封闭端的壁上有一组孔将所述的空隙与外界相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁华，周志祥，汤妙福，苗延年，
申请(专利权)人：上海电机器材厂，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]