上引连铸铜管用带芯结晶器及其制备高性能铜合金管的方法

摘要

一种上引连铸铜管用带芯结晶器及其制备高性能铜合金管的方法，外部的石墨外套和内部的石墨芯棒形成环形的内腔；石墨外套的下部设有进液口，石墨外套中部往上依次套装有压板、法兰以及冷却铜套；压板与石墨外套之间设有耐火材料保护套；压板内侧设有冷却水套，冷却水套内设有电磁发生腔，电磁发生腔内安装多个电磁线圈，电磁线圈与三相电源连接，电磁线圈的外侧装有导磁材料制成的磁轭；压板和法兰均为奥氏体不锈钢。本发明中的上引连铸法采用有芯结晶器，直接向上牵引就可以得到空心管坯，并且通过电磁发生器的电磁搅拌效应，使金属液体在结晶器内腔中能够发生流动及传热传质，从而达到细化晶粒而使凝固组织更细，提高铸坯的质量。

主权项

一种应用上引连铸铜管用带芯结晶器制备高性能铜合金管的制备方法，其特征在于：采用上引连铸‑冷轧‑冷拉‑光亮退火工艺，具体步骤为：（1）、将重量百分比2‑3%的镍、1.1‑1.8%的铝、0.5‑0.8%的铁、0.02‑0.04%的锌、0.5‑1.0%的锰、0.02‑0.04%的锆、0.01‑0.02%的钛以及余量的阴极铜投入到潜流式电磁搅拌工频感应组合电炉内熔炼为熔液，且铜液上覆盖80‑100mm木炭，通入氩气形成气氛保护，然后通过带芯结晶器冷却并经牵引装置引出得到管坯；具体控制参数如下：熔炼时铜液温度为1050‑1100℃；牵引速度为100‑120mm/min，牵引频率为60‑70次/分钟；结晶器插入熔液深度为15‑18mm；结晶器冷却铜套的进水温度为25‑28℃、出水温度不超过60℃，冷却水压力控制在0.3‑0.35MPa；（2）、管坯经过切断、铣面后进入冷轧机连续轧制得到毛坯管，然后通过冷拉得到管材；（3）、将管材放入网链式退火炉进行光亮退火，退火温度为650‑680℃，时间为2‑2.5小时；所述上引连铸铜管用带芯结晶器包括外部的石墨外套（2）和内部的石墨芯棒（7），且石墨外套（2）和石墨芯棒（7）形成环形的内腔（12）；石墨外套（2）的下部设有进液口（1），石墨外套（2）中部往上依次套装有压板（3）、法兰（8）以及冷却铜套（5）；所述的压板（3）与石墨外套（2）之间设有15‑20mm厚的耐火材料保护套（11）；所述压板（3）内侧设有冷却水套（14），冷却水套（14）内设有电磁发生腔（15），电磁发生腔（15）内安装多个电磁线圈（10），电磁线圈（10）与三相电源连接，电磁线圈（10）的外侧装有导磁材料制成的磁轭（9）；所述的压板（3）和法兰（8）均为奥氏体不锈钢；所述的三相电源的电流频率为50Hz，电流强度为80‑90A；所述的石墨芯棒（7）为锥度为1.2‑1.4的圆台；所述的冷却铜套（5）内设有间隔布置的折流板（4）；所述的冷却水套（14）为不锈钢冷却水套；所述的奥氏体不锈钢为1Cr17Mn6Ni15N、0Cr18Ni10Ti或者1Cr18Ni12Mo3Ti；所述的石墨外套（2）的内表面以及石墨芯棒（7）外表面的粗糙度在0.5以下；所述的耐火材料保护套通过以下方法制得：将15‑25重量份的硅酸盐水泥、20‑25重量份的粉煤灰、18‑22重量份的碳化硅、30‑40重量份的氧化铝、3‑5重量份的蛭石粉、2‑4重量份的氧化锆、1‑2重量份的氧化钠及1‑2重量份石墨混匀为混合粉末，然后加入占混合粉末总重量的5‑6%的结合剂，在液压机成型后，经过干燥、烧结为即得成品，烧结的温度控制在1550‑1580℃，时间为2‑3小时。