一种用于铸造铜板坯的水平连铸结晶器的制作方法

本实用新型涉及冶金设备技术领域，尤其涉及一种用于铸造铜板坯的水平连铸结晶器。

背景技术：

随着汽车产业，尤其是新能源汽车在中国的高速发展，制造汽车连接器端子用的铜板带产品市场需求量越来越大，尤其是具有优良机械性能、耐磨性和耐腐蚀性的锡磷青铜。结晶器是水平连铸生产线中的关键设备，铜及铜合金板坯水平连铸的结晶器均安置在加热炉的出口处，当液态的铜水流过结晶器时，冷却通道中的冷却液将铜液热量带走，使其凝固成固体，形成铜件。

水平连铸工艺常用于生产热轧困难的合金品种(如锡磷青铜、铅黄铜等)，其具有工序短、生产成本低、设备占地面积小、能耗低等优点。传统结晶器中通过上下石墨板中间的定距块来固定上下石墨板及确定开口的大小。首先，采用此种结构模式，除了阻碍了保温炉中的铜液向结晶器中的流动，同时定距块的使用使进入结晶器中的铜液紊流增加，增大板坯缺陷的可能性；其次，由于定距块直接接触铜液，不仅铜液温度过高降低了其强度，而且铜液对定距块还有一定的侵蚀性，所以随着使用时间的增加，定距块的强度将慢慢降低，以至于不足以支撑上下石墨板，而导致开口增加，导致结晶器性能稳定性较差，板坯尺寸出现严重超差；另外，定距块不能重复使用，增加了成本，拆卸安装复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种用于铸造铜板坯的水平连铸结晶器，通过将石墨模具组合、上水冷铜套及下水冷铜套均安装在凹型下钢质固定框架的凹槽内，同时，将下冷却水入水口和下冷却水出水口均设置在与上钢质固定框架上平面平齐的下钢质固定框架的上平面上，解决了传统结晶器采用定距块所产生的增大铜板坯缺陷、结晶器性能稳定性较差、板坯尺寸出现严重超差和拆装复杂等的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于铸造铜板坯的水平连铸结晶器，其包括石墨模具组合，所述石墨模具组合、石墨模具组合下方的下水冷铜套及石墨模具组合上方的上水冷铜套均安装在凹型下钢质固定框架的凹槽内，凹槽两侧的下钢质固定框架顶部内侧设置有与凹槽连通的开口，上水冷铜套上方的上钢质固定框架安装在与其相适应的开口内，上钢质固定框架的上平面与下钢质固定框架的上平面平齐，上钢质固定框架的上平面上设置有与上水冷铜套内部的冷却水回路相连通的上冷却水入水口和上冷却水出水口，下钢质固定框架的上平面上设置有与下水冷铜套内部的冷却水回路相连通的下冷却水入水口和下冷却水出水口，下钢质固定框架两侧分别设置有可在保温炉导向支承轨道上滚动的滚动装置。本实用新型通过将下冷却水入水口和下冷却水出水口均设置在与上钢质固定框架上平面平齐的下钢质固定框架的上平面上，克服了传统结晶器下冷却水进水口和出水口分布在下钢质固定框架下面带来的不便：安装和拆卸冷却水进、出水管及结晶器时有妨碍，不方便；铸造过程中，结晶器处如突发轻微漏铜时，铜液对下进、出水管可能造成损坏，进而导致更严重漏铜事故的发生。另外，下冷却水入水口和下冷却水出水口分别经下钢质固定框架与下水冷铜套内部的冷却水回路相连通，除了使冷却水能冷却整个下水冷铜套外，还能通过含冷却管道的下钢质固定框架对石墨模具组合两侧进行一定的冷却，使冷却强度和冷却效果均得到了较大的提高，大大减少了铜板坯的生产缺陷。本实用新型通过将石墨模具组合、上水冷铜套及下水冷铜套均安装在凹型下钢质固定框架的凹槽内，同时，将下冷却水入水口和下冷却水出水口均设置在与上钢质固定框架上平面平齐的下钢质固定框架的上平面上，使得石墨模具组合在铸造过程中有效降低了铜板坏偏析程度，使铜板坏结晶线平滑，无缩孔、疏松、裂纹等缺陷，微观组织均匀，质量稳定，解决了传统结晶器采用定距块所产生的增大铜板坯缺陷、结晶器性能稳定性较差、板坯尺寸出现严重超差和拆装复杂等的技术问题，结构简单，制造方便。

作为本实用新型的一种改进，所述滚动装置沿前后方向同一高度至少布置有两个，使滚动装置平稳地沿保温炉导向支承轨道滚动，省时省力。

作为本实用新型的一种改进，所述滚动装置包括支撑支架，支撑支架上安装有可在保温炉导向支承轨道上滚动的滑轮，在向保温炉安装结晶器时，滑轮与保温炉炉口法兰盘上的导向支承轨道接触，使得整个结晶器通过滑轮滚动进入到安装位置。即减轻了安装强度，又提高了安装精度，操作简单快捷。

作为本实用新型的一种改进，所述滑轮为不锈钢滑轮，使滑轮具有较大的强度及耐蚀耐锈，延长了滑轮的使用寿命。

作为本实用新型的一种改进，所述石墨模具组合包括上石墨板、下石墨板和分别设置在石墨板与下石墨板两端部之间的石墨块，加工及安装方便。

作为本实用新型的一种改进，所述上石墨板和下石墨板的外表面均设计为平面，其内表面均设计为拱形，石墨板和石墨块组合后空腔间隙尺寸决定所炼铜板坯厚度和宽度。

作为本实用新型的一种改进，所述上石墨板与上水冷铜套之间设有柔性石墨纸，下石墨板与下水冷铜套之间亦设有柔性石墨纸，保证了铜板坯宽度方向上的质量稳定性。

作为本实用新型的一种改进，所述上钢质固定框架、上水冷铜套、石墨模具组合、下水冷铜套和下钢质固定框架通过螺栓紧密地连接在一起，拆卸及安装方便，大大地提高了拆装效率。

作为本实用新型的一种改进，所述上冷却水入水口和下冷却水入水口均设计为两个，上冷却水出水口和下冷却水出水口均设计至少为两个。

作为本实用新型的一种改进，所述上冷却水出水口和下冷却水出水口均设计为四个，增大了冷却效果和强度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的结构分解示意图。

图中：1.上钢质固定框架；2.上水冷铜套；3.柔性石墨纸；4.石墨模具组合；41、石墨块；42、上石墨板；43、下石墨板；5.下钢质固定框架；6.滚动装置；7.下冷却水入水口；8.下冷却水出水口；9.上冷却水入水口；10.上冷却水出水口；11.下水冷铜套；12、凹槽；13、开口。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

需要说明的是，本实用新型实施例中的上、下、左、右、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

在图1、图2和图3中，一种用于铸造铜板坯的水平连铸结晶器，其主要由上钢质固定框架1、上水冷铜套2、石墨模具组合4、下水冷铜套11和下钢质固定框架5组成。其中，上钢质固定框架1、上水冷铜套2、石墨模具组合4、下水冷铜套11和下钢质固定框架5通过耐高温、高强度螺栓紧密地连接在一起，拆卸及安装方便快捷，大大地提高了拆装效率。石墨模具组合4主要由上石墨板42、下石墨板43和分别设置在上石墨板42与下石墨板43两端部之间的石墨块41组成，上石墨板42和下石墨板43的外表面均设计为平面，其内表面均设计为拱形，上石墨板42、下石墨板43和石墨块41组合后空腔间隙尺寸决定所炼铜板坯厚度和宽度，铜板坯出口处的左右边部石墨块41的厚度大于铜液进液口处0～0.5mm，其中，上石墨板42的上平面和下石墨板43的下平面上均设有用于旋进耐高温、高强度螺栓进而使石墨模具组合4与其它部件装配连接的不通透螺纹孔洞。上石墨板42与上水冷铜套2之间设有柔性石墨纸3，下石墨板43与下水冷铜套11之间亦设有柔性石墨纸3，柔性石墨纸3上设有穿过连接耐高温、高强度螺栓的孔，通过设置柔性石墨纸3，保证了铜板坯宽度方向上的质量稳定性。

上石墨板42、下石墨板43、石墨块41、上石墨板42上方的上水冷铜套2及下石墨板43下方的下水冷铜套11均安装在凹型下钢质固定框架5的凹槽12内，凹槽12两侧的下钢质固定框架5顶部内侧设置有与凹槽12连通的开口13，上水冷铜套2上方的上钢质固定框架1安装在与其相适应的开口13内，即上钢质固定框架1的外形尺寸与开口13尺寸一至，上钢质固定框架1的上平面与下钢质固定框架5的上平面平齐，上钢质固定框架1的上平面上设置有与上水冷铜套2内部的冷却水回路相连通的上冷却水入水口9和上冷却水出水口10，下钢质固定框架5的上平面上设置有与下水冷铜套11内部的冷却水回路相连通的下冷却水入水口7和下冷却水出水口8，上冷却水入水口9和下冷却水入水口7均设计为两个，上冷却水出水口10和下冷却水出水口8均设计为四个，上冷却水出水口10和下冷却水出水口8都与各自的阀门控制单元和温度传感器相连，分别控制着上水冷铜套2和下水冷铜套11中各自对应的冷却单元，根据各自设定的出水温度，自动调解出水口的流量和进水口的水压，始终使出水口的水温度控制在30℃~70℃。下钢质固定框架5两侧沿前后方向同一高度分别设置有两个可在保温炉导向支承轨道上滚动的由支撑支架和安装在支撑支架上的不锈钢滑轮组成的滚动装置6，通过采用高强度的不锈钢滑轮，延长了滑轮的使用寿命，在向保温炉安装结晶器时，滑轮与保温炉炉口法兰盘上的导向支承轨道接触，使得整个结晶器通过滑轮滚动进入到安装位置，即减轻了安装强度，又提高了安装精度，操作简单快捷，省时省力，大大地提高了工作效率。

通过将下冷却水入水口7和下冷却水出水口8均设置在与上钢质固定框架1上平面平齐的下钢质固定框架5的上平面上，克服了传统结晶器下冷却水入水口7和下冷却水出水口8分布在下钢质固定框架5下面带来的不便：安装和拆卸冷却水进、出水管及结晶器时有妨碍，不方便；铸造过程中，结晶器处如突发轻微漏铜时，铜液对下进、出水管可能造成损坏，进而导致更严重漏铜事故的发生；下冷却水入水口7和下冷却水出水口8分别经下钢质固定框架5与下水冷铜套11内部的冷却水回路相连通，除了使冷却水能冷却整个下水冷铜套11外，还能通过含冷却管道的下钢质固定框架5对石墨模具组合4两侧的石墨块41进行一定的冷却，使冷却强度和冷却效果均得到了较大的提高，大大减少了铜板坯的生产缺陷，结构简单。

综上所述，本实用新型适用于批量铸造青铜、黄铜、C42500等铜合金板坯，铸造板坯尺寸范围为：宽500mm～1500mm，厚为15mm～20mm。其通过将石墨模具组合4、上水冷铜套2及下水冷铜套11均安装在凹型下钢质固定框架5的凹槽12内，同时，将下冷却水入水口7和下冷却水出水口8均设置在与上钢质固定框架1上平面平齐的下钢质固定框架5的上平面上，使得石墨模具组合4在铸造过程中有效降低了铜板坏偏析程度，使铜板坏结晶线平滑，无缩孔、疏松、裂纹等缺陷，微观组织均匀，质量稳定，有效解决了传统结晶器采用定距块所产生的增大铜板坯缺陷、结晶器性能稳定性较差、板坯尺寸出现严重超差和拆装复杂等的技术问题，结构简单，制造方便。

本实施例并非对本实用新型的形状、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均属于本实用新型技术方案的保护范围。