專利名稱：水平連鑄裝置及使用該裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水平連鑄裝置及使用該裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法。
背景技術(shù)：
水平連鑄是指在連鑄機(jī)上將金屬熔體沿水平方向連續(xù)地鑄成鑄坯的過程，它與常規(guī)的立式和弧形連鑄相比具有以下優(yōu)點(diǎn):設(shè)備水平布置，機(jī)身低，廠房高度要求較低，基建投資少；鑄件質(zhì)量高；適用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小斷面鑄件；安全可靠性好，便于設(shè)備的安裝維護(hù)；應(yīng)用范圍廣，幾乎可以連鑄所有的特殊鋼、高合金鋼和非鐵基合金。專利CN201026520Y公開了一種水平連鑄機(jī)，包括水平牽引機(jī)構(gòu)、爐體、保溫材料、加熱機(jī)構(gòu)(包括石墨坩堝和石墨環(huán)加熱器件)和結(jié)晶器，其使用壽命長(zhǎng)、筑爐工藝簡(jiǎn)單，可適用于不同金屬冶煉的需要，但是如傳統(tǒng)水平連鑄裝置一樣，鑄件是被牽引裝置拉出結(jié)晶器，在拉出的過程中，牽引裝置的速度過快，則容易出現(xiàn)拉斷的情況，速度過慢則會(huì)影響水平連鑄的工作效率。由于牽引裝置速度與出料速度難以相互匹配，很容易造成鑄件表面出現(xiàn)鑄造裂紋等鑄造缺陷，降低產(chǎn)品的合格率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水平連鑄裝置，解決牽引裝置速度與出料速度難以匹配的問題，明顯改善鑄件的表面質(zhì)量，提高產(chǎn)品的合格率。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用上述裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:水平連鑄裝置，包括爐體和位于爐體內(nèi)的坩堝，所述坩堝上設(shè)有熔液出口，該熔液出口的管道末端穿出爐體并連接有結(jié)晶器，所述溶液出口的管道內(nèi)插接配合有螺旋推進(jìn)桿，該螺旋推進(jìn)桿的前端伸入到結(jié)晶器內(nèi)，后端沿相反方向從另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置穿出爐體并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。所述螺旋推進(jìn)桿的葉片與其軸線方向的夾角為45° 60°。所述溶液出口位于坩堝側(cè)面的底部，螺旋推進(jìn)桿的后端穿出坩堝并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。所述傳動(dòng)配合為鏈傳動(dòng)。螺旋推進(jìn)桿的后端穿出坩堝并設(shè)有從動(dòng)鏈輪，該從動(dòng)鏈輪用于與設(shè)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主動(dòng)軸上的主動(dòng)鏈輪通過傳動(dòng)鏈傳動(dòng)連接。所述螺旋推進(jìn)桿與其穿過坩堝的孔壁之間設(shè)有密封套。所述熔液出口位于坩堝的底部，熔液出口管路為L(zhǎng)型的彎管，所述螺旋推進(jìn)桿設(shè)置在L型的彎管的水平段內(nèi)。使用上述裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法，包括下列步驟:I)將所需熔煉的易氧化銅合金的金屬原料放入坩堝中，蓋上爐蓋和爐蓋頂蓋；2)將爐體內(nèi)抽真空，待真空度達(dá)到-0.1 -0.25MPa,開始加熱，加熱溫度為1200 1300°C，直至坩堝內(nèi)金屬為熔液；
3)向爐體內(nèi)充入保護(hù)氣體，使?fàn)t體內(nèi)壓力為1.0 2.0MPa ；4)對(duì)流至熔液出口的管道內(nèi)的熔液施加螺旋推動(dòng)力，推動(dòng)熔液進(jìn)入結(jié)晶器經(jīng)結(jié)晶器固化后出料，進(jìn)入水平牽引裝置，即得易氧化銅合金鑄件。步驟I)中所述金屬原料包括以下質(zhì)量百分比的組分:Cr0.3% 2.0%、Zr0.02%
0.20%,雜質(zhì)少于0.2%，余量為Cu。步驟4)中所述螺旋推動(dòng)力是由螺旋推進(jìn)桿施加的，所述螺旋推進(jìn)桿的轉(zhuǎn)速為10 150r/mino步驟4)中所述水平牽引裝置的速度為90 140mm/min。本發(fā)明的水平連鑄裝置，采用螺旋推進(jìn)裝置，使鑄件在螺旋推進(jìn)力和牽引力的雙重作用下從結(jié)晶器中出來，螺旋推進(jìn)力起主要作用，牽引力起輔助作用，解決了牽引裝置速度與出料速度難以匹配的問題，明顯改善鑄件的表面質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的合格率。使用該水平連鑄裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，提高了鑄件的表面質(zhì)量和合格率，節(jié)約了勞動(dòng)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的水平連鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的水平連鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)說明:1-坩堝，2-熔液，3-水冷套，4-石墨內(nèi)襯，5-拉棍，6_鑄件，7_爐體，8-坩堝座，9-螺旋推進(jìn)桿，10-密封套，11-從動(dòng)鏈輪，12-傳動(dòng)鏈，13-主動(dòng)鏈輪，14-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，15-密封墊，16-爐蓋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1的水平連鑄裝置如圖1所示，包括爐體7和位于爐體7內(nèi)的坩堝1，爐體7頂部設(shè)有爐蓋16，爐體7內(nèi)腔的底部設(shè)有坩堝座8，所述坩堝7位于坩堝座8上；所述坩堝I側(cè)面的底部設(shè)有熔液出口，該熔液出口的管道末端穿出爐體7并連接有結(jié)晶器，結(jié)晶器包括石墨內(nèi)襯4和設(shè)于石墨內(nèi)襯4的外周面上的水冷套3 ;所述溶液出口的管道內(nèi)插接配合有螺旋推進(jìn)桿9，該螺旋推進(jìn)桿9的前端伸入到結(jié)晶器內(nèi)并與結(jié)晶器內(nèi)部吻合裝配，后端沿相反方向從另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置穿出爐體7并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)14傳動(dòng)配合。工作時(shí)，螺旋推進(jìn)桿9在電極的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)熔液2經(jīng)過結(jié)晶器冷卻形成鑄件6，鑄件6經(jīng)過牽引裝置的拉輥5，牽引力起作用，使鑄件在螺旋推進(jìn)力和牽引力的雙重作用下從結(jié)晶器出來。本實(shí)施例的水平連鑄裝置，采用螺旋推進(jìn)裝置，使鑄件在螺旋推進(jìn)力和牽引力的雙重作用下從結(jié)晶器中出來，螺旋推進(jìn)力起主要作用，牽引力起輔助作用，解決了牽引裝置速度與出料速度難以匹配的問題，明顯改善鑄件的表面質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的合格率。本實(shí)施例的易氧化銅合金水平連鑄方法，使用上述的水平連鑄裝置，包括下列步驟:I)將所需熔煉的易氧化銅合金的金屬原料放入坩堝中，蓋上爐蓋和爐蓋頂蓋；所述金屬原料包括以下質(zhì)量百分比的組分=Cr0.3%、Zr0.10%，雜質(zhì)少于0.2%，余量為Cu。2)將爐體內(nèi)抽真空，待真空度達(dá)到-0.25MPa，開始加熱，加熱溫度為1300°C，直至坩堝內(nèi)金屬為熔液；3)向爐體內(nèi)充入保護(hù)氣體，使?fàn)t體內(nèi)壓力為1.5MPa ；4)對(duì)流至熔液出口的管道內(nèi)的熔液施加螺旋推動(dòng)力，所述螺旋推動(dòng)力是由螺旋推進(jìn)桿施加的，所述螺旋推進(jìn)桿的轉(zhuǎn)速為lOr/min，推動(dòng)熔液進(jìn)入結(jié)晶器經(jīng)結(jié)晶器固化后出料，進(jìn)入速度為90mm/min的水平牽引裝置，即得易氧化銅合金鑄件。實(shí)施例2的水平連鑄裝置，如圖2所示，與實(shí)施例1不同之處在于:所述傳動(dòng)配合為鏈傳動(dòng)，即螺旋推進(jìn)桿9的后端穿出坩堝I并設(shè)有從動(dòng)鏈輪11，該從動(dòng)鏈輪11與設(shè)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的主動(dòng)軸上的主動(dòng)鏈輪11通過傳動(dòng)鏈12傳動(dòng)連接；螺旋推進(jìn)桿9與其穿過坩堝的孔壁之間設(shè)有密封套10。本實(shí)施例的水平連鑄裝置，通過鏈傳動(dòng)，使傳動(dòng)電機(jī)避開爐體的高溫位置，保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)傳動(dòng)電機(jī)的使用壽命。本實(shí)施例的易氧化銅合金水平連鑄方法，使用上述的水平連鑄裝置，包括下列步驟:I)將所需熔煉的易氧化銅合金的金屬原料放入坩堝中，蓋上爐蓋和爐蓋頂蓋；所述金屬原料包括以下質(zhì)量百分比的組分:Crl.0%, Zr0.20%，雜質(zhì)少于0.2%，余量為Cu。2)將爐體內(nèi)抽真空，待真空度達(dá)到-0.1MPa，開始加熱，加熱溫度為1250°C，直至坩堝內(nèi)金屬為熔液；3)向爐體內(nèi)充入保護(hù)氣體，使?fàn)t體內(nèi)壓力為1.0MPa ；4)對(duì)流至熔液出口的管道內(nèi)的熔液施加螺旋推動(dòng)力，所述螺旋推動(dòng)力是由螺旋推進(jìn)桿施加的，所述螺旋推進(jìn)桿的轉(zhuǎn)速為80r/min，推動(dòng)熔液進(jìn)入結(jié)晶器經(jīng)結(jié)晶器固化后出料，進(jìn)入速度為120mm/min的水平牽引裝置，即得易氧化銅合金鑄件。實(shí)施例3的水平連鑄裝置，與實(shí)施例1不同之處在于:所述熔液出口位于坩堝的底部，熔液出口的管道為L(zhǎng)型的彎管，所述螺旋推進(jìn)桿設(shè)置在L型彎管的水平段內(nèi)，螺旋推進(jìn)桿的前端伸入到結(jié)晶器內(nèi)，后端沿相反方向穿出彎管并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。本實(shí)施例的水平連鑄裝置，螺旋推進(jìn)桿位于坩堝的下方，不必穿過坩堝壁，降低了坩堝加工和動(dòng)密封的難度，節(jié)約成本，并且便于安裝和維護(hù)。本實(shí)施例的易氧化銅合金水平連鑄方法，使用上述的水平連鑄裝置，包括下列步驟:I)將所需熔煉的易氧化銅合金的金屬原料放入坩堝中，蓋上爐蓋和爐蓋頂蓋；所述金屬原料包括以下質(zhì)量百分比的組分:Cr2.0%, Zr0.02%，雜質(zhì)少于0.2%，余量為Cu。2)將爐體內(nèi)抽真空，待真空度達(dá)到-0.2MPa，開始加熱，加熱溫度為1200°C，直至坩堝內(nèi)金屬為熔液；3)向爐體內(nèi)充入保護(hù)氣體，使?fàn)t體內(nèi)壓力為2.0MPa ；4)對(duì)流至熔液出口的管道內(nèi)的熔液施加螺旋推動(dòng)力，所述螺旋推動(dòng)力是由螺旋推進(jìn)桿施加的，所述螺旋推進(jìn)桿的轉(zhuǎn)速為150r/min，推動(dòng)熔液進(jìn)入結(jié)晶器經(jīng)結(jié)晶器固化后出料，進(jìn)入速度為140mm/min的水平牽引裝置，即得易氧化銅合金鑄件。
權(quán)利要求
1.水平連鑄裝置，包括爐體和位于爐體內(nèi)的坩堝，所述坩堝上設(shè)有熔液出口，該熔液出口的管道末端穿出爐體并連接有結(jié)晶器，其特征在于:所述溶液出口的管道內(nèi)插接配合有螺旋推進(jìn)桿，該螺旋推進(jìn)桿的前端伸入到結(jié)晶器內(nèi)，后端沿相反方向從另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置穿出爐體并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平連鑄裝置，其特征在于:所述螺旋推進(jìn)桿的葉片與其軸線方向的夾角為45° 60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平連鑄裝置，其特征在于:所述熔液出口位于坩堝側(cè)面的底部，螺旋推進(jìn)桿的后端穿出坩堝并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平連鑄裝置，其特征在于:所述傳動(dòng)配合為鏈傳動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平連鑄裝置，其特征在于:所述螺旋推進(jìn)桿與其穿過坩堝的孔壁之間設(shè)有密封套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平連鑄裝置，其特征在于:所述熔液出口位于坩堝的底部，熔液出口管路為L(zhǎng)型的彎管，所述螺旋推進(jìn)桿設(shè)置在L型的彎管的水平段內(nèi)。
7.使用如權(quán)利要求1所述裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法，其特征在于:包括下列步驟: 1)將所需熔煉的易氧化銅合金的金屬原料放入坩堝中，蓋上爐蓋和爐蓋頂蓋； 2)將爐體內(nèi)抽真空，待真空度達(dá)到-0.1 -0.25MPa，開始加熱，加熱溫度為1200 1300°C，直至坩堝內(nèi)金屬為熔液； 3)向爐體內(nèi)充入保護(hù)氣體，使?fàn)t體內(nèi)壓力為1.0 2.0MPa ； 4)對(duì)流至熔液出口的管道內(nèi)的熔液施加螺旋推動(dòng)力，推動(dòng)熔液進(jìn)入結(jié)晶器經(jīng)結(jié)晶器固化后出料，進(jìn)入水平牽引裝置，即得易氧化銅合金鑄件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的易氧化銅合金水平連鑄方法，其特征在于:步驟I)中所述金屬原料包括以下質(zhì)量百分比的組分=Cr0.3% 2.0%、Zr0.02% 0.20%，雜質(zhì)少于0.2%，余量為Cu。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的易氧化銅合金水平連鑄方法，其特征在于:步驟4)中所述螺旋推動(dòng)力是由螺旋推進(jìn)桿施加的，所述螺旋推進(jìn)桿的轉(zhuǎn)速為10 150r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的易氧化銅合金水平連鑄方法，其特征在于:步驟4)中所述水平牽引裝置的速度為90 140mm/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水平連鑄裝置及使用該裝置的易氧化銅合金水平連鑄方法，水平連鑄裝置包括爐體和位于爐體內(nèi)的坩堝，所述坩堝上設(shè)有熔液出口，該熔液出口的管道末端穿出爐體并連接有結(jié)晶器，其特征在于所述溶液出口的管道內(nèi)插接配合有螺旋推進(jìn)桿，該螺旋推進(jìn)桿的前端伸入到結(jié)晶器內(nèi)，后端沿相反方向從另一側(cè)對(duì)應(yīng)位置穿出爐體并用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)配合。本發(fā)明的水平連鑄裝置，采用螺旋推進(jìn)裝置，使鑄件在螺旋推進(jìn)力和牽引力的雙重作用下從結(jié)晶器中出來，螺旋推進(jìn)力起主要作用，牽引力起輔助作用，解決了牽引裝置速度與出料速度難以匹配的問題，明顯改善了鑄件的表面質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的合格率。
文檔編號(hào)B22D11/10GK103203437SQ201310090550
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者宋克興, 賈淑果, 鄧猛, 張學(xué)賓, 丁宗業(yè), 張彥敏, 趙培峰, 劉亞民, 國(guó)秀花 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)