专利名称：用连续铸造法生产薄壁金属管的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，特别是用连续铸造法生产具有复杂截面形状的薄壁金属管的设备。
现有的连续铸造方法是将金属液注入冷却的铸型，待金属形成凝固壳后，将已凝固部分连续拉出，同时注入与拉出部分等量的金属液。由于凝固壳附着在铸型壁上，与铸型壁的摩擦力很大，须振动铸型或铸件以帮助铸件从铸型上剥离。此外，还必须在铸型和铸件之间添加润滑剂，以减小摩擦力。这种方法不能用于管状铸件和薄壁铸件，因为薄壁铸件的强度和刚度都不能经受振动而折弯，而管状铸件在凝固后随即发生的线收缩过程会将形成管子内腔的内芯包紧而无法脱模。因此，现有的连续铸造方法只能铸造实心的坯料或壁厚较大的管坯。
日本专利昭58-97463提出一种用加热的铸型代替现有连续铸造中的冷却的铸型的方法。该工艺将形成管子外形的外型及形成管子内腔的内芯都用发热体加热至金属的凝固温度以上，使外型和内芯所形成的型腔内的金属保持液态，从而消除了铸件与外型和内芯的摩擦力。用引锭杆将型腔内的金属引出，并在铸型外对引锭杆冷却，从而实现管状铸件的连续铸造。美国专利4515204中进一步阐明在下拉式连续铸造管状铸件时，金属液的压力应在0-0.002kg/cm2，以防止金属液漏出。
这两个专利虽然给出了解决金属凝固壳与外型和内芯的摩擦力的方案，但对于具有复杂截面形状的薄壁管要实现连续铸造还存在如下难以解决的问题1.对于工业上常用的截面形状复杂的管，其内芯形状复杂，尺寸较小。要在内芯里安置加热体是难以实现的。
2.金属液的压力太低，金属液由于表面张力的阻碍而难于进入狭窄的型腔。
本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种不需在铸型的内芯安置加热体，且可使金属液顺畅自如地进入狭窄型腔的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其结构简单，方便实用，生产效率高。
本实用新型用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其结构示意图如附
图1所示，包括有外型(1)、内芯(2)、冷却器(3)、拉拔辊(4)、引锭杆(5)、加热体(7)、连接管(8)、坩埚(9)、液位控制棒(10)，其中内芯(2)置于外型(1)内，内芯(2)与外型(1)之间为型腔(1A)，用以形成管的形状，熔池(1B)设于外型(1)的上方，并通过连接管(8)与坩埚(9)连接，加热体(7)置于外型(1)外，液位控制棒(1 0)压入坩埚(9)内，引锭杆(5)的一端插入型腔(1A)，另一端露置在型腔(1A)外，冷却器(3)及拉拔辊(4)置于引锭杆(5)的外露端。
下面结合实施例详细说明本实用新型的具体情况。
图1为本实用新型实施例所用设备的结构示意图；图2为本实用新型实施例中铸型的横截面形状。
实施例本实用新型所用的设备其结构示意图如
图1所示，包括有外型(1)、内芯(2)、冷却器(3)、拉拔辊(4)、引锭杆(5)、加热体(7)、连接管(8)、坩埚(9)、液位控制棒(10)，其中内芯(2)置于外型(1)内，内芯(2)与外型(1)之间为型腔(1A)，用以形成管的形状，熔池(1B)设于外型(1)的上方，并通过连接管(8)与坩埚(9)连接，加热体(7)置于外型(1)外，液位控制棒(10)压入坩埚(9)内，引锭杆(5)的一端插入型腔(1A)，另一端露置在型腔(1A)外，冷却器(3)及拉拔辊(4)置于引锭杆(5)的外露端。本实施例中金属液压力为0.045kg/cm2以上。引锭管(5)用纯铜管做成。
为增加内芯(2)与金属液的接触面积。利用金属液的热量对内芯进行充分的加热，而无须另外安置加热体，上述内芯(2)在上端扩大并设有通道(21)。
为提高金属液的压力，使金属液能进入狭窄的型腔，上述外型(1)的上方设置有熔池(1B)。
上述外型(1)形成管的外径为10mm，内芯(2)形成管的内径为9mm。因而管的壁厚仅为0.5mm。为增加管内壁的表面积，上述内芯(2)的外圆周上均匀分布若干条轴向排列的槽(2A)。本实施例中内芯(2)的外圆周上均匀分布16条轴向排列的槽(2A)，槽(2A)的宽度仅为0.3mm、深1mm，对应在管的内壁形成16条肋片。铸型的横截面形状如图2所示。
图1中，薄壁金属管为铸管(6)，金属铜在坩埚(9)内熔化后为金属液(11)。
生产薄壁铜管时，外型(1)通过外置的加热体(7)加热，而内芯(2)则靠扩大的芯头及金属液进入通道而增加与金属液(11)的接触面积，得到充分的加热。控制金属液的温度，可使内芯(2)加热至所需的温度，从而将型腔加热并保持在铜的熔化温度以上。金属铜在坩埚(9)内熔化后，将液位控制棒(10)压入金属液，使液面升高并经连接管(8)进入铸型上方的熔池(1B)，并在一定的压力下进入型腔(1A)。将引锭杆(5)插入型腔。待引锭杆(5)上端与型腔内的金属液熔合后，开动拉拔辊(4)，将引锭管(5)拉离铸型，将铸管(6)引出。同时由冷却器(3)喷水对引锭管(5)冷却。控制铸型的温度、金属液温度、拉拔速度和冷却器到铸型的距离，可以使金属只是在离开铸型前凝固。这样就可以实现复杂截面形状薄壁管的连续铸造。铸出的管内、外表面都极光滑，肋片饱满、完整。
本实用新型由于采用用金属液的热量对铸型的内芯加热，用加热体对外型加热，使内芯和外型的温度都保持在铸造金属的熔点以上；且用高的金属液压力和引锭杆与金属液熔合相结合，使金属液进入狭窄型腔的工艺，因此，本实用新型不需在铸型的内芯安置加热体，且可使金属液顺畅自如地进入狭窄的型腔，可实现生产截面形状复杂，尺寸较小的薄壁金属管。另外，本实用新型所用的设备结构简单，生产效率高。
权利要求1.一种用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于包括外型(1)、内芯(2)、冷却器(3)、拉拔辊(4)、引锭杆(5)、加热体(7)、连接管(8)、坩埚(9)、液位控制棒(10)，其中内芯(2)置于外型(1)内，内芯(2)与外型(1)之间为型腔(1A)，用以形成管的形状，熔池(1 B)设于外型(1)的上方，并通过连接管(8)与坩埚(9)连接，加热体(7)置于外型(1)外，液位控制棒(10)压入坩埚(9)内，连铸开始前，引锭杆(5)的一端插入型腔(1A)，另一端露置在型腔(1A)外，冷却器(3)及拉拔辊(4)置于引锭杆(5)的外露端。
2.根据权利要求1所述的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于上述内芯(2)在上端扩大并设有通道(21)。
3.根据权利要求1所述的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于上述外型(1)的上部设置熔池(1B)。
4.根据权利要求1或2或3所述的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于上述内芯(2)的外圆周上均匀分布若干条轴向排列的槽(2A)。
5.根据权利要求4所述的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于上述内芯(2)的外圆周上均匀分布有16条轴向排列的槽(2A)。
6.根据权利要求4所述的用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其特征在于上述槽(2A)的宽度为0.3mm、深1mm。
专利摘要用连续铸造法生产薄壁金属管的设备，其内芯置于外型内，内芯与外型之间为型腔，用以形成管的形状，熔池设于外型的上方，并通过连接管与坩埚连接，加热体置于外型外，液位控制棒压入坩埚内，引锭杆的一端插入型腔，另一端露置在型腔外，冷却器及拉拔辊置于引锭杆的外露端。本实用新型不需在铸型的内芯安置加热体，且可使金属液顺畅自如地进入狭窄的型腔，可实现生产截面形状复杂，尺寸较小的薄壁金属管。
文档编号B22D11/041GK2475491SQ0120963
公开日2002年2月6日 申请日期2001年3月30日 优先权日2001年3月30日
发明者黎沃光, 余业球, 贺春华, 陈先朝, 刘可如 申请人:广东工业大学