專利名稱：銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及到一種金屬連續鑄造，具體地說是銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造的方法及其裝置，是采用特殊的物理方法控制熔體的凝固成型。
一種銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造的方法，其特征在于對液態金屬、固液二相共存區內熔體的凝固，是采用了在水平連續鑄造結晶器1的外側，施加兩種復合感應磁場；并借助于其與結晶器1間所配置的、軸向前部有一段為磁性與非磁性相間排列的水冷套6，進行磁場作用熔體形成等軸結晶，以冷卻水控制鑄造管坯的鑄造速度。①在結晶器1的外側所施加兩種復合感應電磁場一是中、高頻壓力磁場，其頻率范圍為1000～10000赫磁；一是工、低頻旋轉磁場，其頻率范圍為5～60赫磁；②以提供冷卻水控制鑄管坯冷卻，擇取鑄造速度范圍在180～400mm/min時，所用水溫度為≤50℃，水流量為15～60L/min，壓力為0.4～1.0MPa；③中、高頻電流的壓力磁場感應器2和工、低頻電流的旋轉磁感應器3，置于冷卻結晶器1的回水腔B且靠近進液孔的部位，并分別是繞在水冷套6上的磁性、非磁性軸向相間排列的外圓周上，其產生的交變電磁場和旋轉電磁場，是通過水冷套6進入到模具內腔、作用到固液二相共存區內金屬上。
上述的一種銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造方法的裝置，其特征在于是由冷卻結晶器1、高頻電流的壓力磁場感應器2、旋轉磁場感應器3、冷卻套縫隙4、非磁性防水密封填料5、水冷套6構成；固定在冷卻結晶器1上的水冷套6，在其靠近熔爐料液出口處，開有圓周向均布、沿軸向為等寬的長條窄縫隙4，而該縫隙4是用非磁性防水密封填料5予以封住；在帶非磁性防水密封填料5的密封段外圓周上，分別纏繞著通有中、高頻電流的壓力磁場感應器2，和工、低頻電流的旋轉磁場感應器3；在冷卻結晶器1的管坯引出端外側，制有聯通冷卻水進口的連接件；而另端在料口的外側，則是冷卻后的水流出口。水冷套6上的長條窄縫隙4的寬度為0.01～1.0mm，縫隙數量為8～30條，長度范圍為50～150mm。上述的中、高頻電流的壓力磁場感應器2是由紫銅管纏繞而成的環狀線圈；工、低頻旋轉磁場感應器3是設制成為兩對極式結構。
本發明采用上述水平電磁連續鑄造管壞的有益效果是由于施加中高頻壓力磁場，以形成垂直于液芯方向的電磁壓力，電磁壓力作用于初期凝固的液態金屬，相對可以減少初生坯殼與模具內壁之間的接觸壓力，從而起到改善銅鑄管坯的表面質量、延長模具的使用壽命的目的再則，施加工、低頻旋轉電磁場，使結晶器內的金屬液受到電磁驅動力的作用，金屬液的強制流動沖刷凝固前沿，既凈化凝固前沿，又使金屬熔體內的晶粒為之產生流動和旋轉，這樣能折斷樹枝晶，使破碎的晶體成為再結晶形核的核心，因而促進等軸晶粒的形成，達到晶粒結構更細；另外，施加工、低頻旋轉電磁場，減少管坯凝固過程中液芯內的溫度梯度，有利于初生坯殼的均勻生長，使內部組織均質、細化，內部缺陷減少，生產出優質的銅及銅合金鑄管坯，提高生產效率，降低生產成本。


下面結合附圖對本發明及其裝置的實施作進一步描述。
圖1是本發明實施鑄造方法所涉及的裝置結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面視圖。
圖中1.冷卻結晶器2.壓力磁場感應器3.旋轉磁場感應器4.冷卻套縫隙5.非磁性防水密封填料6.水冷套B.回水腔
權利要求
1.一種銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造的方法，其特征在于對液態金屬、固液二相共存區內熔體的凝固，是采用了在水平連續鑄造結晶器(1)的外側，施加兩種復合感應磁場；并借助于其與結晶器(1)間所配置的、軸向前部有一段為磁性與非磁性相間排列的水冷套(6)，進行磁場作用熔體形成等軸結晶，以水控制鑄造管坯速度；
2.一種實施權利要求1所述的、銅及銅合金鑄管坯水平電磁連續鑄造方法的裝置，其特征在于該裝置是由冷卻結晶器(1)、高頻電流的壓力磁場感應器(2)、旋轉磁場感應器(3)、冷卻套縫隙(4)、非磁性防水密封填料(5)、水冷套(6)構成；固定在冷卻結晶器(1)上的水冷套(6)，在其靠近熔爐料液出口處，開有圓周向均布、沿軸向為等寬的長條窄縫隙(4)，而該縫隙(4)是用非磁性防水密封填料(5)予以封住；在帶非磁性防水密封填料(5)的密封段外圓周上，分別纏繞著通有中、高頻電流的壓力磁場感應器(2)，和工、低頻電流的旋轉磁場感應器(3)；在冷卻結晶器(1)的管坯引出端外側，制有聯通冷卻水進口的連接件；而另端在料口的外側，則是冷卻后的水流出口；
3.根據權利要求1或2所述的水平電磁連續鑄造方法，其特征在于在結晶器(1)的外側所施加兩種復合感應電磁場一是中、高頻壓力磁場，其頻率范圍為1000～10000赫磁；一是工、低頻旋轉磁場，其頻率范圍為5～60赫磁；
4.根據權利要求1或2所述的水平電磁連續鑄造方法，其特征在于以提供冷卻水控制鑄管坯冷卻，擇取鑄造速度范圍在180～400mm/min時，所用水溫度為≤50℃，水流量為15～60L/min，壓力為0.4～1.0MPa；
5.根據權利要求1或2所述的水平電磁連續鑄造方法，其特征在于中、高頻電流的壓力磁場感應器(2)和工、低頻電流的旋轉磁場感應器(3)，置于冷卻結晶器(1)的回水腔B且靠近進液孔的部位，并分別繞在水冷套(6)上的磁性、非磁性軸向相間排列的外圓周上，其產生的交變電磁場和旋轉電磁場，是通過水冷套(6)進入到模具的內腔、作用到固液二相共存區內金屬上；
6.根據權利要求2所述的水平電磁連續鑄造裝置，其特征在于水冷套(6)上的長條窄縫隙(4)的寬度為0.01～1.0mm，縫隙數量為8～30條，長度范圍為50～150mm；
7.根據權利要求型1或2所述的水平電磁連續鑄造裝置，其特征在于上述的中、高頻電流的壓力磁場感應器(2)是由紫銅管纏繞而成的環狀線圈；工、低頻旋轉磁場感應器(3)是設制成為兩對極式結構。
全文摘要
一種用于銅及銅合金水平電磁連續鑄造的方法和裝置，是對液態金屬、固液二相共存區內溶體的凝固，采用了在水平連續鑄造結晶器的外側、于固定在結晶器上的冷水套上，施加中、高頻電流的壓力磁場和工、低電流的旋轉磁場；水冷套的圓周沿軸向為磁性與非磁性相間排列結構，以冷卻水控制鑄造管坯的鑄造速度，該水從管坯引出端導入，經冷卻固、液二相共存區后由金屬料液出口。復合磁場對進入模具結晶器的銅及銅合金液，進行形狀和初期凝固控制，改善銅及銅合金管坯的內外表面質量、延長模具的使用壽命，提高生產效率，降低生產成本。
文檔編號B22D11/11GK1416981SQ02149110
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月25日 優先權日2002年11月25日
發明者趙永平, 李廷舉, 宋艷琴, 周文龍, 李慶文, 姚山, 金俊澤, 馬宗理, 曹志強, 楊振勝, 李丘林, 關新明 申請人:河南金龍精密銅管股份有限公司, 大連理工大學, 中科金龍金屬材料開發有限公司