一种铜合金上引连铸管坯的生产方法
专利汇可以提供一种铜合金上引连铸管坯的生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 铜 合金 上引 连铸 管坯 的生产方法。技术涉及有色金属压延工业技术领域。在普通上引连铸炉型 基础 上进行改进,配套导流装置,采用特制结晶器和电脑自动控制系统,从铸管生产操作方法,过程控制和最终控制方面,很好地解决了上引连铸管的技术难题,可实现上引连铸管坯直接用于位伸管材的目的。该方法可用于各种 铜合金 冷凝管材和其它管材生产,其技术经济指标和社会效益明显,属节能绿色环保方法。，下面是一种铜合金上引连铸管坯的生产方法专利的具体信息内容。
本发明提供了一种主要用于铜合金上引连铸管坯的制造方法，技术涉及凝固学原理和有 色金属加工工业技术领域。产品主要用于冷凝器制造工业。
本发明的目的在于提供一种高密度、无缺陷的优质上引连铸合金铸管坯生产方法，以期 解决铜合金水平连铸铸管过程中存在的偏芯、组织疏松、晶粒不均匀性等问题，配套在线自 动控制的最终仪器检验系统，保证铸管直接用于拉伸管材的目的，省去挤压、轧管两高能耗 工序，最终实现节能、环保、优质、低成本的目标。
目前国内冷凝管生产制造技术，仍采用立式半连铸和水平连铸提供铸坯，铸坯经挤压机 挤压制成半成品管坯，管坯经酸洗后在轧管机上轧制到拉伸所需要的尺寸，再经拉伸、精整 制成各种成品管材。此工艺路线生产流程长能耗大、生产成本高，技术已明显落后于当今科 学技术发展的要求，寻求节能、低成本冷凝管生产技术势在必行。本发明征对铜合金熔铸工 序进行阐述。
在有色金属加工行业熔炼和铸造(简称熔铸)方法，分水平连铸，立式半连铸和上引连 铸。立式半连铸其熔铸过程是在同一台电炉上完成的，结晶器是立式安装，铸锭过程是间断 性不连续的。在熔炼合金时，易氧化元素熔炼损失大，合金成分不易控制，能耗量大；在铸 锭时，铸锭表面易出现麻面、横裂和漏挂，铸锭内部易出现裂纹和疏松缺陷，铸锭质量波动 性大，熔模具消耗高，要求操作人员须具备一定的技能，工作环境不尽理想，熔铸成品率低。 目前国内基本采用此工艺路线为挤压机提供铜合金铸锭。水平连铸其熔炼和铸造过程分别在 两台单体电炉上进行，结晶器水平安装，铸造过程可实现连续化生产。该方法可提供铸棒、 线、管坯。但铸管坯易出现偏芯、裂纹、组织疏松、晶粒不均匀和桔皮等缺陷，熔体在转炉 时金属损失大，要求操作者须具有良好的生产操作技能，同时生产批量必须具备上一定规模 时，才能体现出质量与成本优势。上引连铸其熔炼和铸造过程是在一台连体炉上同时进行， 该过程可实现连续化生产，适宜纯铜金属生产，采用此方法可生产小于φ16mm线坯和小于φ 30mm管坯，目前管坯仅在纯铜上应用，且质量不宜保证；而合金类铸管坯目前还未发现公开的 相关信息资料。
上述三种方法，水平连铸和上引连铸是今后该行业发展的方向，而立式半连铸由于其 独特工艺特性，在生产大规格铸锭方面仍具有一定的优势。但在生产小规格品种上，尤其在 管坯生产上与上引连铸相差甚远，相比较立式半连铸生产周期长，工序繁杂，金属单耗高， 能耗大，生产过程无法实现自动化，加之操作人员劳动强度大，环境不尽理想。而水平连铸 由于其铸管易产生偏芯、裂纹、结晶晶粒不均匀等缺陷，要求生产人员具有丰富的生产技能， 故限制了在国内的广泛应用。
以下所述上引连铸合金管坯方法，是指未经压力加工变形的半成品铸管坯。
本发明在吸收水平连铸工艺工装特点的基础上，结合上引连铸工艺特点，对上引平面式 有芯炉型结构进行必要的改进，采用特制结晶器和特制加料装置，及专用保护套，确保铸管 坯结晶组织均匀、细密、无疏松、无裂纹。该方案炉体结构为熔炼炉炉膛上平面高出保温炉 炉膛上平面尺寸100-500mm之间，两炉体组成高低式联体炉结构，在熔炉与导流装置下侧处 配置一隔热块，保证熔炼炉感应体不致过热而生产故障；在熔炼炉与保温炉炉膛之间配制可 调导流装置，实现熔炼合金化与铸管过程的单独完成。该结构从炉型结构上为生产铜合金提 供了设备保证，解决了上引连铸平面式炉型熔炼合金化学成分不均匀性的问题。
本发明是这样实现的：在熔炼时，电铜和合金元素由电脑自动控制实现合金化配料过程， 易氧化合金元素由特制加料器(对普通合金不适用)直接加入熔炼炉熔体内合金化，升温后 从熔体中取样经化验分析合格后，把熔体通过可调导流装置转入保温炉内，当其中任一元素 含量分析不合格时，由电脑按设定程序重新自动跟踪元素含量调整，保证熔炼炉熔体合金含 量在转炉前，须符合熔炼炉出炉标准。熔体在转入保温炉铸造时，定期从保温炉中取样进行 在线化学成分跟踪复检，控制合金化学成分满足保温炉出炉标准，保证铸管合金含量控制在 产品所要求合格范围之内。铸管是把结晶器安装到牵引机上，在结晶器内冷管中轻轻插入引 杆，紧固双牵引轮压紧引杆后，启动牵引机升降电机，待结晶器缓慢浸入保温炉熔体中一定 位置时，稍等片刻，即可启动牵引机无级调速电机牵引，牵引速度是根据所生产的规格尺寸 不同，在电脑中预前设定后进行自动控制。保温炉是保证铸管过程中铸造温度的稳定，铸造 温度由浸入熔体中的温感器同电脑联网实现温度自动控制；冷却强度采用一、二次冷却控制 系统，对不同的合金采用不同的冷却制度，实现冷却强度的可调解性；导流控制器被用来控 制熔体流量或关闭，熔炼炉熔化时，控制器处于关闭状态，当需转炉时，控制器处于开启状 态，其过程实现由电脑自动控制；结晶器浸入熔体深度可通过液位自动跟踪器控制，在 熔体液面距保护套上沿15mm处安装限位自动报警装置，并同牵引机升降电机连通，当熔体液 面达到保护套上极限位置时，报警装置会自动启动牵引机升降电机带动牵引机上升，直至下 极限位停止，组成牵引机升降自动控制系统，用来调整保护套与液面的相对稳定。在生产线 上配备金属探伤仪，全面跟踪监测管坯内部质量状况，相关信息直接反馈到系统电脑中，实 现铸管过程在全面受控状态下进行。对每批铸管坯化学成分、物理性能、金相全面检测，确 保铸管坯完全满足拉伸管坯技术质量要求。
本发明的实现，对国内铜管材产品竞争升级具有积极推动作用，在改善劳动工作环境， 减轻操作人员劳动强度具有积极效果，可实现模具拆卸快捷方便，而不间断生产；铸管可获 得内外观表面光洁，内部结晶组织均匀，致密度高的优质铸管坯，提高铸造速度，实现铸管 坯直接用于拉抻和在线控制自动化和程序化，简化工序流程，缩短生产周期，真正体现规模 效益化生产目的。生产成本将会显著低于目前国内先进水平，预计金属单耗、能耗、成材率、 产品质量稳定性效果显著。尤其在提高生产率、节能、环保方面社会效益明显。 适用合金：高磷铜合金：0.01-7.0％P；，余量铜
铝-砷黄铜：0.2-5.0％Al；0.01-0.2％As；0.001-0.2％B；余量铜
锡-砷黄铜：0.1-2.0％Sn；0.01-0.05％As；0.001-0.2％B；余量铜
锌白铜：0.5-16％Zn，余量铜 适用管坯规格：φ30/φ20mm-φ100/φ80mm×6m；
铸造温度：1120-1250℃
铸造速度：50-800mm/min；
效 果：铸管成品率96.5％；铜单耗1006kg/t；电单耗550kwh/t； 下面对照附图进一步说明： 附图中：1-熔炼炉熔体；2-熔炼炉；3-加料器；4-导流控制器；
5-升降电机6-电脑；7-牵引轮；8-铸管坯
13-结晶器；14-温感器；15-保温炉；16-保护套；
17-保温炉熔体；18-导流装置；19-隔热块。
炉体设计为高低式结构，熔炼炉(2)炉膛平面高出保温炉(15)炉膛平面100-500mm， 在熔炼炉(2)与保温炉(15)联接处设计导流装置(18)，在熔炼炉(2)与导流装置(18) 下侧处配置隔热块(19)，构成一个完整上引连铸合金炉型。该结构即保持了上引炉型热效率 高，铸造过程密封性好的特点，又可实现上引铸造合金管坯的目的，最大限度地发挥上引连 铸的技术特性。
下面对照附图对操作方法进行描述：
电铜与合金由电脑(6)按比例通过特制加料器(3)被投入熔炼炉(2)熔化、升温， 合金合量控制由熔炼炉(2)熔体(1)中取出试样，经快速处理被送往化验室快速分析，分 析结果符合熔炼炉(2)化学成分出炉标准时，即可转炉；对不合格熔体(1)由电脑(6)按 设定程序自动跟踪，合格后转炉；转炉即熔炼炉(2)熔体(1)通过导流装置(18)上的控 制器(4)开启来实现，当保温炉(15)熔体(17)液位、温度、合金含量满足铸造条件时， 即可把预备好的结晶器(13)安装到牵引机架(12)上，把牵引杆(10)垂直穿过两牵引轮 (7)间孔隙，轻轻插入结晶器(13)内冷管中，用牵引轮(7)活动轮压紧牵引杆(10)，启 动牵引机升降电机(5)慢慢下降，待结晶器(13)保护套(16)上沿距熔体(17)液面20mm 左右时，停止牵引机(12)下降，此时可启动牵引电机(11)牵引铸造，经化验分析合格的 熔体(17)，通过结晶器(13)结晶凝固，这样就可获得连续的合金铸管坯(8)。铸造速度由 铸造温度，冷却水温和金属探伤仪(9)监测的铸坯结晶组织缺陷信息，直接通过电脑(6) 自动调整；铸造温度通过温感器(14)与电脑(6)连接，实现铸造(保温炉)温度自动控制， 保温炉(15)熔体(17)合金含量定期监测，确保在线铸管坯(8)化学成分合格。对铸管坯 (8)半成品每批布点抽检化学成分全分析，并进行在线金属探伤检查跟踪，确保送入下道工 序铸管坯(8)百分之百合格。
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