銅管水平連鑄過程及作用
流槽是一個連接著熔化爐和保溫爐的通道,熔化爐中熔融的銅液通過它流入到保溫爐內(nèi)。銅棒流槽內(nèi)部用碳化硅材料,銅液經(jīng)過它時,要在保護性氣體下進行,而且要密封良好,防止銅液的氧化和泄漏,可以采用氮氣或者一氧化碳保護。
熔鑄設備主要有:一次和二次冷卻器,石墨模具,銅套,冷卻器框架,水流量計。
1、冷卻器框架
水平連鑄過程需要一次和二次冷卻水,一次冷卻水在銅套表面循環(huán),帶走熱量;二次冷卻水直接噴射在鑄坯表面。冷卻器框架就是用來固定一次、二次冷卻器的。
(1)一次冷卻器主要作用是通過冷卻水把石墨模具內(nèi)銅液的熱量帶走并使其凝固成固體鑄坯而被牽引出來;銅液的熱量先通過石墨模具傳遞出來,石墨模具外面是銅套,一次冷卻水直接在銅套表面流動,這樣就連續(xù)不斷的把熱量傳遞出來。在鑄坯的上部有一個進水口和一個出水口,下部也有一個進水口和出水口。
(2)二次冷卻器主要作用是通過循環(huán)冷卻水把高溫鑄坯冷卻至較低溫度下,使鑄坯不在高溫下氧化。
2、銅套
銅套要有良好的導熱性能、、高溫抗磨性能、高的抗變形能力,純銅導熱性能很好但是硬度與抗變形能力太低,因此在純銅中加入鉻,提高其硬度,增加其抗磨性能。銅套作用是固定石墨模具,傳遞熱量。
銅套壁厚主要取決于鑄坯的斷面大小和銅套材質(zhì),并要能承受冷卻水壓力引起的機械應力,一般為10~15mm;水平連鑄TP2銅管坯所用銅套壁厚為10mm,銅套長度要與冷區(qū)器框架相適應。銅套和石墨外膜是過盈配合,裝配時常常采用兩種方法,一種是先把銅套放到加熱爐加熱到 溫度,然后把石墨模具裝入銅套中,空冷至室溫;另外一種是先通循環(huán)高溫水加熱銅套一段時間,然后用壓力機把石墨模具壓入銅套中。
3、石墨模具
石墨模具是水平連鑄TP2異型黃管坯的心臟,是一個關鍵的部件。石墨模具的作用就是讓熔融的銅液形成管狀的鑄坯。
石墨模具是用高純石墨加工而成的。選擇石墨作為水平連鑄銅管坯的結晶器,是由于石墨具有以下特點:
(1)性:石墨的熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經(jīng)溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍;
(2)導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料;
(3)潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好;
(4)化學穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐溶劑的腐蝕;
(5)可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片;
(6)抗熱震性:異型銅棒石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產(chǎn)生裂紋。