专利名称：铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种金属连续铸造，具体地说是铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造的方法及其装置，是采用特殊的物理方法控制熔体的凝固成型。
一种铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造的方法，其特征在于对液态金属、固液二相共存区内熔体的凝固，是采用了在水平连续铸造结晶器1的外侧，施加两种复合感应磁场；并借助于其与结晶器1间所配置的、轴向前部有一段为磁性与非磁性相间排列的水冷套6，进行磁场作用熔体形成等轴结晶，以冷却水控制铸造管坯的铸造速度。①在结晶器1的外侧所施加两种复合感应电磁场一是中、高频压力磁场，其频率范围为1000～10000赫磁；一是工、低频旋转磁场，其频率范围为5～60赫磁；②以提供冷却水控制铸管坯冷却，择取铸造速度范围在180～400mm/min时，所用水温度为≤50℃，水流量为15～60L/min，压力为0.4～1.0MPa；③中、高频电流的压力磁场感应器2和工、低频电流的旋转磁感应器3，置于冷却结晶器1的回水腔B且靠近进液孔的部位，并分别是绕在水冷套6上的磁性、非磁性轴向相间排列的外圆周上，其产生的交变电磁场和旋转电磁场，是通过水冷套6进入到模具内腔、作用到固液二相共存区内金属上。
上述的一种铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造方法的装置，其特征在于是由冷却结晶器1、高频电流的压力磁场感应器2、旋转磁场感应器3、冷却套缝隙4、非磁性防水密封填料5、水冷套6构成；固定在冷却结晶器1上的水冷套6，在其靠近熔炉料液出口处，开有圆周向均布、沿轴向为等宽的长条窄缝隙4，而该缝隙4是用非磁性防水密封填料5予以封住；在带非磁性防水密封填料5的密封段外圆周上，分别缠绕着通有中、高频电流的压力磁场感应器2，和工、低频电流的旋转磁场感应器3；在冷却结晶器1的管坯引出端外侧，制有联通冷却水进口的连接件；而另端在料口的外侧，则是冷却后的水流出口。水冷套6上的长条窄缝隙4的宽度为0.01～1.0mm，缝隙数量为8～30条，长度范围为50～150mm。上述的中、高频电流的压力磁场感应器2是由紫铜管缠绕而成的环状线圈；工、低频旋转磁场感应器3是设制成为两对极式结构。
本发明采用上述水平电磁连续铸造管坏的有益效果是由于施加中高频压力磁场，以形成垂直于液芯方向的电磁压力，电磁压力作用于初期凝固的液态金属，相对可以减少初生坯壳与模具内壁之间的接触压力，从而起到改善铜铸管坯的表面质量、延长模具的使用寿命的目的再则，施加工、低频旋转电磁场，使结晶器内的金属液受到电磁驱动力的作用，金属液的强制流动冲刷凝固前沿，既净化凝固前沿，又使金属熔体内的晶粒为之产生流动和旋转，这样能折断树枝晶，使破碎的晶体成为再结晶形核的核心，因而促进等轴晶粒的形成，达到晶粒结构更细；另外，施加工、低频旋转电磁场，减少管坯凝固过程中液芯内的温度梯度，有利于初生坯壳的均匀生长，使内部组织均质、细化，内部缺陷减少，生产出优质的铜及铜合金铸管坯，提高生产效率，降低生产成本。
下面结合附图对本发明及其装置的实施作进一步描述。
图1是本发明实施铸造方法所涉及的装置结构示意图。
图2是图1的A-A剖面视图。
图中1.冷却结晶器2.压力磁场感应器3.旋转磁场感应器4.冷却套缝隙5.非磁性防水密封填料6.水冷套B.回水腔
权利要求
1.一种铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造的方法，其特征在于对液态金属、固液二相共存区内熔体的凝固，是采用了在水平连续铸造结晶器(1)的外侧，施加两种复合感应磁场；并借助于其与结晶器(1)间所配置的、轴向前部有一段为磁性与非磁性相间排列的水冷套(6)，进行磁场作用熔体形成等轴结晶，以水控制铸造管坯速度；
2.一种实施权利要求1所述的、铜及铜合金铸管坯水平电磁连续铸造方法的装置，其特征在于该装置是由冷却结晶器(1)、高频电流的压力磁场感应器(2)、旋转磁场感应器(3)、冷却套缝隙(4)、非磁性防水密封填料(5)、水冷套(6)构成；固定在冷却结晶器(1)上的水冷套(6)，在其靠近熔炉料液出口处，开有圆周向均布、沿轴向为等宽的长条窄缝隙(4)，而该缝隙(4)是用非磁性防水密封填料(5)予以封住；在带非磁性防水密封填料(5)的密封段外圆周上，分别缠绕着通有中、高频电流的压力磁场感应器(2)，和工、低频电流的旋转磁场感应器(3)；在冷却结晶器(1)的管坯引出端外侧，制有联通冷却水进口的连接件；而另端在料口的外侧，则是冷却后的水流出口；
3.根据权利要求1或2所述的水平电磁连续铸造方法，其特征在于在结晶器(1)的外侧所施加两种复合感应电磁场一是中、高频压力磁场，其频率范围为1000～10000赫磁；一是工、低频旋转磁场，其频率范围为5～60赫磁；
4.根据权利要求1或2所述的水平电磁连续铸造方法，其特征在于以提供冷却水控制铸管坯冷却，择取铸造速度范围在180～400mm/min时，所用水温度为≤50℃，水流量为15～60L/min，压力为0.4～1.0MPa；
5.根据权利要求1或2所述的水平电磁连续铸造方法，其特征在于中、高频电流的压力磁场感应器(2)和工、低频电流的旋转磁场感应器(3)，置于冷却结晶器(1)的回水腔B且靠近进液孔的部位，并分别绕在水冷套(6)上的磁性、非磁性轴向相间排列的外圆周上，其产生的交变电磁场和旋转电磁场，是通过水冷套(6)进入到模具的内腔、作用到固液二相共存区内金属上；
6.根据权利要求2所述的水平电磁连续铸造装置，其特征在于水冷套(6)上的长条窄缝隙(4)的宽度为0.01～1.0mm，缝隙数量为8～30条，长度范围为50～150mm；
7.根据权利要求型1或2所述的水平电磁连续铸造装置，其特征在于上述的中、高频电流的压力磁场感应器(2)是由紫铜管缠绕而成的环状线圈；工、低频旋转磁场感应器(3)是设制成为两对极式结构。
全文摘要
一种用于铜及铜合金水平电磁连续铸造的方法和装置，是对液态金属、固液二相共存区内溶体的凝固，采用了在水平连续铸造结晶器的外侧、于固定在结晶器上的冷水套上，施加中、高频电流的压力磁场和工、低电流的旋转磁场；水冷套的圆周沿轴向为磁性与非磁性相间排列结构，以冷却水控制铸造管坯的铸造速度，该水从管坯引出端导入，经冷却固、液二相共存区后由金属料液出口。复合磁场对进入模具结晶器的铜及铜合金液，进行形状和初期凝固控制，改善铜及铜合金管坯的内外表面质量、延长模具的使用寿命，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号B22D11/11GK1416981SQ02149110
公开日2003年5月14日 申请日期2002年11月25日 优先权日2002年11月25日
发明者赵永平, 李廷举, 宋艳琴, 周文龙, 李庆文, 姚山, 金俊泽, 马宗理, 曹志强, 杨振胜, 李丘林, 关新明 申请人:河南金龙精密铜管股份有限公司, 大连理工大学, 中科金龙金属材料开发有限公司