[發明專利]一種制備銅及銅合金管坯的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210169414.8
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102672127A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 賀永東;楊志強
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李子健;李迎春

技術領域

本發明屬于冶金鑄造技術領域，尤其涉及一種制備銅及銅合金管坯的裝置及方法。

背景技術

超大、超薄或者超厚的銅及銅合金管材產品是附加值極高、市場極度稀缺的銅及銅合金管材產品，其生產組織的難度和產品技術含量均很高。目前，國內外超大、超厚銅及銅合金管材產品均是通過鑄造大規格實心鑄錠→鋸切為短錠→短錠車皮→銅錠加熱→大噸位擠壓機擠壓開坯→擠制坯料切頭尾→酸洗→人工修磨坯料表面缺陷→得到待拉伸的坯料。銅錠加熱時金屬氧化嚴重，酸洗時也存在金屬損耗，其生產工藝復雜、制備流程很長，成材率低，能耗高，生產效率極低。特別是需要配備專用的銅錠車皮、加熱、酸洗設備，需要配備造價極高的大型專用擠壓機和昂貴的擠壓工裝，設備投資很大且生產成本極高。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的問題，提出一種用于裝備超大、超薄或者超厚的銅及銅合金管坯的裝置及方法。

上述目的是通過下述方案實現的：

一種制備銅及銅合金管坯的裝置，其包括結晶器，其特征在于，所述裝置還包括管坯內芯頭組件（6a）和芯頭固定件（8）；所述管坯內芯頭組件（6a）包括管坯內芯頭（7）和耐火保溫襯套（6），在所述管坯內芯頭（7）和耐火保溫襯套（6）的圓周方向，均勻開設有多個銅液分配通道（9）；所述管坯內芯頭組件（6a）為一桶狀雙層結構，內襯為耐火保溫襯套（6），外層為所述管坯內芯頭（7），材質為石墨；所述管坯內芯頭（7）固定于所述結晶器的結晶器銅套（1）或者水套壓蓋（3）的上沿，所述結晶器銅套（1）和管坯內芯頭（7）組成的間隙為管坯成型腔（12），所述銅液分配通道（9）與管坯成型腔（12）連通。

???一種制備銅及銅合金管坯的裝置，其特征在于，所述銅液分配通道（9）沿管坯內芯頭（7）和耐火保溫襯套（6）的徑向均勻分布，并且所述銅液分配通道（9）的數量為3-300個。

???一種制備銅及銅合金管坯的裝置，其特征在于，在所述管坯內芯頭組件（6a）中安裝有管坯內壁冷卻水管（10a），冷卻水管從耐火保溫襯套（6）和管坯內芯頭（7）的中間結合部位穿過。

???一種制備銅及銅合金管坯的裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟：將銅液注入所述耐火保溫襯套（6）的內腔，所述耐火保溫襯套（6）中的銅液通過所述銅液分配通道（9）將銅液均勻注入管坯成型腔（12），所述結晶器的水腔（4）中的冷卻水對所述管坯成型腔（12）中的銅液提供一次冷卻，所述結晶器底部的出水口的二次冷卻水對已經形成凝殼的管坯提供二次冷卻，形成最終的管坯。

???一種制備銅及銅合金管坯的裝置，其特征在于，所述方法包括以下步驟：將銅液注入所述耐火保溫襯套（6）的內腔，所述耐火保溫襯套（6）中的銅液通過所述銅液分配通道（9）將銅液均勻注入管坯成型腔（12），所述結晶器的水腔（4）中的冷卻水對所述管坯成型腔（12）中的銅液提供一次冷卻，管坯內壁冷卻水（10a）對管坯內壁提供冷卻，所述結晶器底部的出水口的二次冷卻水對已經形成凝殼的管坯提供二次冷卻，形成最終的管坯。

本發明的有益效果：使用本發明的裝置及方法可以在普通DC鑄造機上鑄造超大、超薄或者超厚的銅及銅合金管坯。所制備的管坯可以直接進行軋制或直接進行拉伸，取消了傳統的大管制備的大錠鑄造→定尺鋸切→短錠加熱→擠壓→酸洗等工序環節，大大縮短工藝流程。減少銅錠加熱氧化和酸洗金屬損耗。無需專用的銅錠加熱設備、大型擠壓設備和專用的酸洗設備。可以提高成材率20%以上，提高生產效率3-4倍，顯著降低生產成本。易于生產市場稀缺的超長、超大銅及銅合金管材。

附圖說明

圖1是本發明的銅及銅合金管坯結晶器外模結構示意圖；

圖2是本發明的銅及銅合金管坯內芯頭結構示意圖；

圖3是本發明的銅及銅合金管坯工裝結構示意圖。

具體實施方式

本發明是采用立式半連鑄或連續鑄造方法，在普通的立式鑄造園錠結晶器的基礎上，加裝一個管坯內表面成型的心頭，可以鑄造外徑為Ф100mm-Ф3000mm,壁厚為8mm-200mm的超大銅及銅合金管坯。

具體而言，鑄造管坯的外結晶器1a可以是普通園錠DC（直接水冷鑄造）鑄造結晶器、可以是熱頂鑄造結晶器、可以是氣滑膜或者隔熱膜結晶器，也可以是熱型連鑄結晶器。參見圖1，采用DC（直接水冷鑄造）鑄造結晶器時，其結構組成包括：?結晶器銅套1、結晶器水套2、壓蓋3、結晶器水腔4、結晶器二次冷卻噴水口5。超大、超薄或者超厚銅及銅合金管坯結晶器外模結構示意圖。