專利名稱：細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及銅管鑄坯設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置。
背景技術(shù)：
目前，銅管鑄坯的成材工藝有兩種，一是水平連鑄連軋法，另一是擠壓法。擠壓法由于擠壓技術(shù)水平低，產(chǎn)品的偏心度大，重量輕，成材率低，成本高，能耗高，已逐步被各廠商放棄使用。水平連鑄連軋法與傳統(tǒng)的擠壓法相比，具有成本低、能耗小、效率高、成材率高等特點，因而得到了較快的發(fā)展。銅管鑄坯的水平連鑄普遍選用石墨結(jié)晶器作為鑄造模具， 在鑄坯生產(chǎn)過程中普遍采用直接水冷式鑄造，即鑄坯除了受到石墨結(jié)晶器內(nèi)水室的間接冷卻外，在石墨結(jié)晶器的出口處直接受到二次冷卻水的強(qiáng)烈冷卻。其中，石墨結(jié)晶器內(nèi)水室冷卻稱為第一次水冷，石墨結(jié)晶器出口處的水冷稱為第二次水冷，第一次水冷進(jìn)行的熱交換只有30%，形成了鑄坯外殼的作用，70%左右的熱交換主要在第二次水冷中進(jìn)行。第二次水冷的換熱總量要遠(yuǎn)大于第一次水冷。但是，第一次水冷對連鑄過程卻更為關(guān)鍵，這是因為 (1)第一次水冷形成的鑄坯外殼是第二次水冷的基礎(chǔ)，如果鑄坯外殼未能良好形成，即拉離石墨結(jié)晶器出口，銅液直接接觸第二次冷卻水可能造成爆炸、拉漏；( 第一次水冷決定了鑄坯產(chǎn)品外表面一定深度的晶粒狀態(tài)；C3)連鑄過程中，鑄坯外殼受到連續(xù)的拉應(yīng)力和內(nèi)部熱應(yīng)力，如果強(qiáng)度不足，則易因應(yīng)力作用造成外部裂紋等缺陷。在第一次水冷裝置中，冷卻水隙處是冷卻水與銅套進(jìn)行換熱的位置。因此，采用多大的冷卻水隙，水隙部分的長度多少，微小水隙部分的尺寸精度如何保證等，是關(guān)系到一次水冷設(shè)備的重要問題?，F(xiàn)有技術(shù)中石墨結(jié)晶器的縫隙式冷卻，石墨結(jié)晶器1外套裝有與其配套的銅套2， 銅套2外套裝有內(nèi)襯套5，內(nèi)襯套5外套裝冷卻水套6，內(nèi)襯套5和冷卻水套6兩端通過壓蓋3固定連接，內(nèi)襯套5上具有兩個環(huán)形溝槽與冷卻水套6配合形成兩個冷水腔，冷水腔下部設(shè)有與冷水腔連通的進(jìn)水管接口 7，冷水腔上部設(shè)有與冷水腔連通的出水管接口 4。冷卻水從進(jìn)水管接口 7進(jìn)入冷卻水套6與內(nèi)襯套5之間的冷水腔，從出水管接口 4流出，鑄坯從石墨結(jié)晶器1中引出，石墨結(jié)晶器1與銅套2裝配在一起，石墨結(jié)晶器1冷卻依靠銅套2將熱量傳遞到內(nèi)襯套5中的冷卻水中。本冷卻裝置的缺點1)、冷卻水流動不順暢，存在死角，會使得銅套2各個部位的冷卻不均勻，引起鑄坯內(nèi)部晶粒的不均勻；2)、冷卻水從下面進(jìn)入，從上面流出，造成下端面水溫始終低，上端面水溫始終高。 上下端面的溫度不一致，使得上下端的晶粒也不一致，不均勻；3)、冷卻水進(jìn)入內(nèi)襯套5冷卻時因高溫會產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽聚積在冷卻水通道的邊緣角落，阻礙冷卻水冷卻銅套2的冷卻效果，從而使得石墨結(jié)晶器1的溫度不均勻，加劇鑄坯晶粒的不均勻性；
3[0009]4)、


圖1所示的縫隙式冷卻方式結(jié)構(gòu)，冷卻水通過冷卻水套6的冷卻水量小，而且在冷卻水套6中的流速變緩，很難帶走石墨結(jié)晶器1產(chǎn)生的大量熱量，使得鑄坯內(nèi)部晶粒發(fā)生了變化，晶粒變得粗大，鑄坯性能下降，模具成型表面加劇磨損，鑄坯表面質(zhì)量變差，缺陷變多。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，采用銅套與冷卻水直接進(jìn)行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好，散熱快，溫度更均勻，鑄坯性能更加穩(wěn)定，鑄坯晶粒的均勻性、一致性更好。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結(jié)晶器外圈上的銅套，銅套外設(shè)有冷卻水套，冷卻水套兩端分別具有用于固定冷卻水套的環(huán)套，所述的環(huán)套的內(nèi)圈與銅套外圈密封連接，環(huán)套的側(cè)壁設(shè)有環(huán)槽，冷卻水套的側(cè)邊嵌裝在環(huán)槽內(nèi)，冷卻水套上設(shè)有與冷卻水套內(nèi)腔連通的進(jìn)水管接口和出水管接口。銅套外壁、環(huán)套側(cè)壁與冷卻水套內(nèi)壁配合形成回轉(zhuǎn)式冷卻水腔，冷卻水進(jìn)入冷卻水腔后，在水壓作用下圍繞銅套流動，帶走銅套表面熱量，從而實現(xiàn)對石墨結(jié)晶器的冷卻，通過控制冷卻水流量滿足不同降溫需要。為使冷卻效果更好，所述的進(jìn)水管接口設(shè)置在冷卻水套下部，出水管接口設(shè)置在冷卻水套上部。為加大冷卻水流量并減少冷卻水的流動死角，所述的進(jìn)水管接口的數(shù)量為二個， 所述的出水管接口的數(shù)量為二個。本實用新型的有益效果是，本實用新型的細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，采用銅套與冷卻水直接進(jìn)行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好；去除原有的縫隙式結(jié)構(gòu)，冷卻水通過冷卻水套的水量變大，液體流動阻力減小，流速加快，銅套表面散熱加快，溫度更均勻；冷卻水在冷卻水套內(nèi)流動順暢，對銅套的冷卻不存在死角， 大大改善了銅套表面冷卻不均勻的問題，使得鑄坯內(nèi)部晶粒度更細(xì)，晶粒更加均勻、更加致密，產(chǎn)品綜合性能得到大幅提高；銅套與石墨結(jié)晶器緊密結(jié)合在一起，改善了銅套的熱交換性能，也大大改善了石墨結(jié)晶器的散熱性能，減少了模具成型表面的磨損，鑄坯表面質(zhì)量得到改善，缺陷變少，模具壽命得到提高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.石墨結(jié)晶器，2.銅套，3.壓蓋，4.出水管接口，5.內(nèi)襯套，6.冷卻水套， 7.進(jìn)水管接口。圖2是本實用新型的細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.石墨結(jié)晶器，2.銅套，3.進(jìn)水管接口，4.出水管接口，5.環(huán)套，6.冷卻水套。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖， 僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。圖2是本實用新型的細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置的最佳實施例，具有套裝在石墨結(jié)晶器1外圈上的銅套2，銅套2外設(shè)有冷卻水套6，冷卻水套6兩端分別具有用于固定冷卻水套6的環(huán)套5，所述的環(huán)套5的內(nèi)圈與銅套2外圈密封連接，環(huán)套 5的側(cè)壁設(shè)有環(huán)槽，冷卻水套6的側(cè)邊嵌裝在環(huán)槽內(nèi)，冷卻水套6上設(shè)有與冷卻水套內(nèi)6腔連通的進(jìn)水管接口 3和出水管接口 4。銅套2外壁、環(huán)套5側(cè)壁與冷卻水套6內(nèi)壁配合形成冷卻水腔。進(jìn)水管接口 3的數(shù)量為二個，進(jìn)水管接口 3設(shè)置在冷卻水套6下部；出水管接口 4 的數(shù)量為二個，出水管接口 4設(shè)置在冷卻水套6上部。冷卻水從冷卻水套6下部進(jìn)入冷卻水腔后，在水壓作用下圍繞銅套2流動向上，帶走銅套2表面熱量，從而實現(xiàn)對石墨結(jié)晶器1的冷卻，通過控制冷卻水流量滿足不同降溫需要。
權(quán)利要求1.一種細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結(jié)晶器(1) 外圈上的銅套O)，其特征在于所述的銅套( 外設(shè)有冷卻水套(6)，冷卻水套(6)兩端分別具有用于固定冷卻水套(6)的環(huán)套(5)，所述的環(huán)套(5)的內(nèi)圈與銅套(2)外圈密封連接，環(huán)套(5)的側(cè)壁設(shè)有環(huán)槽，冷卻水套(6)的側(cè)邊嵌裝在環(huán)槽內(nèi)，冷卻水套(6)上設(shè)有與冷卻水套(6)內(nèi)腔連通的進(jìn)水管接口(3)和出水管接口 G)。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，其特征在于所述的進(jìn)水管接口( 設(shè)置在冷卻水套(6)下部，出水管接口(4)設(shè)置在冷卻水套(6) 上部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，其特征在于所述的進(jìn)水管接口( 的數(shù)量為二個，所述的出水管接口(4)的數(shù)量為二個。
專利摘要本實用新型涉及一種細(xì)化銅管水平連鑄鑄坯晶粒度的大流量冷卻裝置，具有套裝在石墨結(jié)晶器外圈上的銅套，銅套外設(shè)有冷卻水套，冷卻水套兩端分別具有用于固定冷卻水套的環(huán)套，所述的環(huán)套的內(nèi)圈與銅套外圈密封連接，環(huán)套的側(cè)壁設(shè)有環(huán)槽，冷卻水套的側(cè)邊嵌裝在環(huán)槽內(nèi)，冷卻水套上設(shè)有與冷卻水套內(nèi)腔連通的進(jìn)水管接口和出水管接口。本實用新型采用銅套與冷卻水直接進(jìn)行熱交換的冷卻方式，熱交換效率更高、效果更好，散熱快，溫度更均勻，鑄坯性能更加穩(wěn)定，鑄坯晶粒的均勻性、一致性更好。
文檔編號B22D11/055GK202162355SQ201120311798
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者姜方華, 王正光, 邵俊 申請人:江蘇興榮美樂銅業(yè)有限公司