专利名称：水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色金属管坯熔铸工装的设计、制造，特别是一种水平连铸管坯 熔铸加工装置改进结构。
背景技术：
传统的熔炼铸造设备铸造生产的铜及铜合金管坯，在被牵引拉出结晶器的瞬间， 该高温管坯直接与空气接触，内外表面发生氧化反应，产生氧化膜。对于长度、表面无特殊 要求的管坯，可采用酸洗方法处理。但对于单盘卷重> IlOOkg的铜及铜合金管，尤其是单 盘卷重> IlOOkg的高性能电子铜管和高耐蚀铜合金管，表面质量远远不能满足其使用要 求。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题就是提供一种设计合理，能有效保护水平连铸管坯， 特别是卷重> IlOOkg的铜及铜合金管坯在出炉成型冷却时内外表面光亮、无氧化的改进 结构，结构设计新颖，能最大限度的降低保护气体氮气的损耗，降低水平连铸的运行成本。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案水平连铸管坯熔铸加工 装置改进结构，包括设在熔炼炉的连铸口处的结晶器和管成型模具，在结晶器的前方设有 牵引管坯的牵引装置，其特征在于在结晶器前端设有保护管坯外表面不氧化的外表面保 护装置，在管坯中设有保护管坯内表面不氧化的内表面保护装置。进一步的，所述外表面保护装置包括后端与结晶器的前端密闭连接的保护罩，保 护罩的前端为封闭端，封闭端上设有与管坯配合的通孔，封闭端上设有保证通孔与管坯外 表面之间密封性的密封结构I，保护罩上还设有供惰性气体进入保护罩内的进气孔和供惰 性气体流出保护罩的出气孔。进一步的，所述密封结构I为设在封闭端内侧面上的密封圈。进一步的，所述进气孔设在保护罩的环侧面上部，所述出气孔设在保护罩的环侧 面下部。进一步的，所述内表面保护装置包括设在管坯的管孔中的恒压器，恒压器的环侧 面上设有与管孔壁密封配合的密封结构II，恒压器中设有供惰性气体流通的气体通道，恒 压器前端设有进气口与气体通道连接，恒压器后端的侧壁体上设有出气口与气体通道连 接，在出气口上设有保持出气口常闭使惰性气体相对气体通道只出不进的单向结构。进一步的，所述密封结构II为弹性密封圈。进一步的，所述弹性密封圈与恒压器采用同样材料一体设置。保证气密性，不必多 加考虑弹性密封圈与恒压器之间的密封连接的气密性，使结构简化，功能强化。进一步的，所述单向结构为设在恒压器后端的外侧面上并封住出气口的弹力胶管。进一步的，所述管成型模具包括设在结晶器中的石墨管和设在石墨管中的石墨芯。采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点在水平连铸机正常连续铸造过 程中，始终保持管坯在产生氧化的温度以上时都在恒压的氮气保护下不与空气接触，从而 保证单盘卷重> IlOOkg的水平连铸铜及铜合金管坯外表面光亮无氧化，实现了铜及铜合 金管高效短流程生产及产业化。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；图2为恒压器的结构示意图。
具体实施方式
如
图1至2所示本实用新型一种实施例的结构示意图，水平连铸管坯熔铸加工装 置改进结构，包括设在熔炼炉1的连铸口 11处的结晶器2和管成型模具3，管成型模具包 括设在结晶器中的石墨管31和设在石墨管中的石墨芯32 ；在结晶器的前方设有牵引管坯8 的牵引装置4，在结晶器前端设有保护管坯外表面不氧化的外表面保护装置，在管坯中设有 保护管坯内表面不氧化的内表面保护装置。所述外表面保护装置包括后端与结晶器的前端密闭连接的保护罩5，保护罩的前 端为封闭端51，封闭端上设有与管坯配合的通孔52，封闭端上设有保证通孔与管坯外表面 之间密封性的密封结构I，保护罩上还设有供惰性气体进入保护罩内的进气孔53和供惰性 气体流出保护罩的出气孔M。所述密封结构I为设在封闭端内侧面上的密封圈55。在本 实施例中，进气孔设在保护罩的环侧面上部，所述出气孔设在保护罩的环侧面下部。所述内表面保护装置包括设在管坯的管孔中的恒压器6，恒压器的环侧面上设有 与管孔壁密封配合的密封结构II，恒压器中设有供惰性气体流通的气体通道61，恒压器前 端设有与气体通道连接的进气口 62，恒压器后端的侧壁体上设有与气体通道连接的出气口 63，在出气口上设有保持出气口常闭使惰性气体相对气体通道只出不进的单向结构。所述 密封结构II为弹性密封圈64。所述单向结构为设在恒压器后端的外侧面上并封住出气口 的弹力胶管7。在本实施例中，弹性密封圈与恒压器采用同样材料一体设置。上述实施例中，惰性气体优选氮气；由于管坯经结晶器冷却后会发生氧化的温度 大致在40°C -100°C，因此密封圈和弹性密封圈及恒压器采用耐高温橡胶材料制成，弹力胶 管也采用耐高温材料制成。另外保护罩的设置长度也要考虑到管坯的温度是否在发生氧化 的温度之上，即保护罩要将管坯的温度还处在会发生氧化的温度之上的部分全罩起来。本实用新型的具体工作原理如下1)管坯内表面采用恒压、恒容积氮气保护熔炼炉中的液态金属从连铸口中经过结晶器、管成型模具后凝固形成管坯，将恒 压器从管坯前端装入管坯的管孔中，并将压缩氮气从恒压器的进气口导入气体通道中，随 着压缩氮气的导入，使气体通道中压强增加，在压缩氮气的压力作用下，弹力胶管被顶开， 压缩氮气从出气口溢出进入恒压器后方的管孔中，恒压器与管孔内壁紧密接触保证恒压器 后方的氮气与恒压器前方的空气隔绝。在不断导入压缩氮气的过程中，恒压器后方的气压会逐渐大于恒压器前方的大气压，恒压器受压缩氮气的压力推动下沿管孔内壁向前方移 动，控制压缩氮气的导入量，使恒压器移动至管坯的温度低于使其产生氧化的位置时，停止 导入压缩氮气，弹力胶管收缩，将出气口封闭，压缩氮气继续推动恒压器向前方移动，直至 恒压器前后两方向的压力平衡。在正常水平连铸过程中，由于恒压器前后两方向的压力始 终保持平衡，随着管坯连铸长度增加，使恒压器后方的气压下降，恒压器受压差作用会沿管 孔内壁向后移动重新达到平衡，恒压器后方的管坯内表面始终处于恒压、恒容积氮气的保 护下，不与空气接触，保证单盘卷重> IlOOkg的水平连铸铜及铜合金管坯内表面光亮无氧 化。2)管坯外表面采用氮气循环保护熔炼炉中的液态金属从连铸口中经过结晶器、管成型模具后凝固形成管坯，进入 保护罩，压缩氮气通过进气孔进入保护罩与管坯的外表面形成的空腔内，在水平连铸机正 常连续铸造过程，通过调整保护罩出气孔的流量，使该空腔的氮气始终保持循环、正恒压的 状态，保证管坯的外表面在氧化温度以上不与空气接触，从而保证单盘卷重> IlOOkg的水 平连铸铜及铜合金管坯外表面光亮无氧化。本实用新型结构设计新颖，能最大限度的降低保护气体氮气的损耗，降低水平连 铸的运行成本；在水平连铸机正常连续铸造过程中，始终保持管坯在产生氧化温度以上时 都在恒压的氮气保护下不与空气接触，从而保证单盘卷重> IlOOkg的水平连铸铜及铜合 金管坯外表面光亮无氧化，实现了铜及铜合金管高效短流程生产及产业化。除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根 据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型 所附权利要求所定义的范围。
权利要求1.水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，包括设在熔炼炉(1)的连铸口(11)处的结晶 器(2)和管成型模具(3)，在结晶器的前方设有牵引管坯(8)的牵引装置(4)，其特征在于 在结晶器前端设有保护管坯外表面不氧化的外表面保护装置，在管坯中设有保护管坯内表 面不氧化的内表面保护装置。
2.根据权利要求1所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述 外表面保护装置包括后端与结晶器的前端密闭连接的保护罩(5)，保护罩的前端为封闭端 (51)，封闭端上设有与管坯配合的通孔(52)，封闭端上设有保证通孔与管坯外表面之间密 封性的密封结构I，保护罩上还设有供惰性气体进入保护罩内的进气孔(53)和供惰性气体 流出保护罩的出气孔(54)。
3.根据权利要求2所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述密 封结构I为设在封闭端内侧面上的密封圈(55)。
4.根据权利要求2所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述进 气孔设在保护罩的环侧面上部，所述出气孔设在保护罩的环侧面下部。
5.根据权利要求1所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述内 表面保护装置包括设在管坯的管孔中的恒压器(6)，恒压器的环侧面上设有与管孔壁密封 配合的密封结构II，恒压器中设有供惰性气体流通的气体通道(61)，恒压器前端设有与气 体通道连接的进气口(62)，恒压器后端的侧壁体上设有与气体通道连接的出气口(63)，在 出气口上设有保持出气口常闭使惰性气体相对气体通道只出不进的单向结构。
6.根据权利要求5所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述密 封结构II为弹性密封圈(64)。
7.根据权利要求6所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述弹 性密封圈与恒压器采用同样材料一体设置。
8.根据权利要求5所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述单 向结构为设在恒压器后端的外侧面上并封住出气口的弹力胶管(7)。
9.根据权利要求1所述的水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，其特征在于所述管 成型模具包括设在结晶器中的石墨管(31)和设在石墨管中的石墨芯(32)。
专利摘要本实用新型公开了水平连铸管坯熔铸加工装置改进结构，包括设在熔炼炉的连铸口处的结晶器和管成型模具，在结晶器的前方设有牵引管坯的牵引装置，在结晶器前端设有保护管坯外表面不氧化的外表面保护装置，在管坯中设有保护管坯内表面不氧化的内表面保护装置。本实用新型结构设计新颖，能最大限度的降低保护气体氮气的损耗，降低水平连铸的运行成本；在水平连铸机正常连续铸造过程中，始终保持管坯在产生氧化温度以上时都在恒压的氮气保护下不与空气接触，从而保证单盘卷重≥1100kg的水平连铸铜及铜合金管坯外表面光亮无氧化，实现了铜及铜合金管高效短流程生产及产业化。
文档编号B22D11/14GK201889400SQ201020626508
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者刘永, 刘美, 曹建国, 楼娜, 狄大江, 赵学龙, 魏连运, 黄登科, 黄路稠 申请人:浙江海亮股份有限公司