[實用新型]具有文丘里管的熔爐結晶器冷卻系統

有效

• 申請號: 201420121192.7
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN203737969U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 邵俊;于志才
• 申請（專利權）人: 江蘇興榮美樂銅業有限公司
• 主分類號: B22D11/055
• 分類號: B22D11/055
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

技術領域

本實用新型涉及石墨結晶器的冷卻系統。

背景技術

目前，銅管銅鑄坯的成材工藝有兩種，一是水平連鑄連軋法，另一是擠壓法。擠壓法由于擠壓技術水平低，產品的偏心度大，重量輕，成材率低，成本高，能耗高，已逐步被各廠商放棄使用。水平連鑄連軋法與傳統的擠壓法相比，具有成本低、能耗小、效率高、成材率高等特點，因而得到了較快的發展。

銅管銅鑄坯的水平連鑄普遍選用石墨結晶器作為鑄造模具，在銅鑄坯生產過程中普遍采用直接水冷式鑄造，即銅鑄坯除了受到石墨結晶器內水室（第一水冷套）的間接冷卻外，在石墨結晶器的出口處直接受到二冷水（第二水冷套）的強烈冷卻。其中，石墨結晶器內水室冷卻稱為第一次水冷，石墨結晶器出口處的水冷稱為第二次水冷。位于第一冷水套和第二冷水套之間具有充氮保護裝置，向充氮保護裝置內輸入一定壓力的高純低溫氮氣，將第二冷水套內的冷卻水高溫氣化產生的水蒸氣同一次結晶區的的石墨結晶器和銅鑄坯隔離開，防止第二冷水套內的冷卻水高溫氣化產生的水蒸氣對銅鑄坯的表面質量和內部金相組織結構不均勻性的影響，帶有一定壓力的高純低溫氮氣通過進入第二冷水套的二冷水排出。這種熔爐結晶器冷卻系統的局限性如下：

1、此熔爐結晶器系統冷卻結構通過增加充氮保護裝置，將第二冷水套內的冷卻水高溫氣化產生的水蒸氣，同一次結晶區的的石墨結晶器和銅鑄坯隔離開來，在一定程度上起到了減少銅鑄坯表面氧化、提高石墨結晶器的使用壽命，而且帶有一定壓力的高純低溫氮氣進入第二冷水套的二冷水內，對其形成了一定的紊流作用，提高了第二冷水套的二冷水流速，改善了銅鑄坯的表面冷卻效果，對銅鑄坯內部的二次結晶和金相組織結構的均勻性起到了一定作用，但產生的效果并沒有達到預期要求，銅鑄坯內的金相組織不均勻性仍很嚴重，銅鑄坯外表面波紋冷隔并沒有得到明顯改善。

2、通過充氮保護裝置進入的高純低溫氮氣帶有一定的壓力，在進入第二冷水套和石墨結晶器，以及銅鑄坯形成的內腔后，由于高純低溫氮氣本身具有一定的壓力，在隨著銅鑄坯往銅坯流向方向拉升時，第二冷水套、石墨結晶器以及銅鑄坯形成的內腔空間將得到一定程度的壓縮，使得進入第二冷水套、石墨結晶器以及銅鑄坯形成的內腔內的氮氣壓力得到提高，同時通過充氮保護裝置進入的高純氮氣連續不斷地進入第二冷水套、石墨結晶器以及銅鑄坯形成的內腔內，使得其內的氮氣壓力進一步升高，當壓力值升高到一定值（＞二冷水壓力）時，氮氣壓力將得到一定程度釋放，釋放壓力后腔內的氮氣壓力下降，對銅鑄坯的表面冷卻效果下降，斷面收縮率變低，內部晶粒變大。腔內的氮氣壓力下降后，通過充氮保護裝置進入的高純低溫氮氣將重新進入第二冷水套、石墨結晶器以及銅鑄坯形成的內腔內，腔內高純低溫氮氣壓力將重新升高，對銅鑄坯的表面冷卻效果升高，斷面收縮率變高，內部晶粒變細。這種一張一弛的氣體呼吸現象就造成銅鑄坯的表面冷隔和內部晶粒不均勻的現象產生。這也是銅鑄坯的產品質量不能得到顯著改善的根本原因所在。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術中銅鑄坯的表面冷隔和內部晶粒不均勻的不足，提供一種具有文丘里管的熔爐結晶器冷卻系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種具有文丘里管的熔爐結晶器冷卻系統，包括石墨結晶器、銅套、第一冷水套、真空吸附裝置、第二冷水套和文丘里管；

所述的石墨結晶器后端底壁開有進液口，石墨結晶器前端為鑄坯出模口，石墨結晶器外圈上套裝有銅套，所述的銅套外設有第一冷水套，第一冷水套兩端分別具有用于固定第一冷水套的環套，所述的環套的內圈與銅套外圈密封連接，環套的側壁設有環槽，第一冷水套的側邊嵌裝在環槽內，第一冷水套上設有與第一冷水套內腔連通的第一進水管接口和第一出水管接口；

所述的真空吸附裝置為環形，固定安裝在石墨結晶器鑄坯出模口，真空吸附裝置內壁環形陣列有若干吸附小孔，真空吸附裝置內部沿圓周方向開設有環形腔，環形腔與所述若干吸附小孔連通，真空吸附裝置外壁開設有水蒸氣出口，所述水蒸氣出口與環形腔連通；

所述第二冷水套安裝在所述真空吸附裝置的側面，第二冷水套上設置有與第二冷水套內腔連通的第二進水管接口和第二出水管接口；

所述的文丘里管具有兩個入口，分別為水蒸氣入口和冷卻水入口，其中水蒸氣入口與真空吸附裝置的水蒸氣出口連接，文丘里管出水口與第二冷水套上的第二進水管接口連通。