[发明专利]一种白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备及其工艺

权利要求书

1.一种白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备，该设备包括金属熔炼系统，金属液保温系统，水平连铸系统（8）和辅助系统构成；其特征在于，所述水平连铸系统（8）包括模座（7）、喷水二次冷却装置（9）、水平牵引机构（10）、铸型加热装置（14）、铸型（15）、芯棒（16）和水冷铜套（17）组成，所述铸型（15）一端与所述模座（7）固接，所述芯棒（16）装配在所述铸型（15）内，所述铸型（15）装配在所述铸型加热装置（14）和所述水冷铜套（17）内；所述喷水二次冷却装置（9）和所述牵引机构（10）依次设置在所述铸型（15）的另一端沿连铸方向分布在同一轴线上；

所述铸型（15）和所述铸型加热装置（14）构成加热段，用以保证铸型温度达到白铜合金熔点以上；所述铸型（15）和所述水冷铜套（17）和循环冷却水构成冷却段，实现管坯的凝固成形；由加热段和却冷段组成的热冷组合铸型可在冷热段交界处获得足够大的温度梯度，从而保证管坯凝固界面前沿有足够大的轴向温度梯度，获得沿轴向取向的组织。

2.根据权利要求1所述白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备的工艺，其特征在于，其具体步骤如下：

步骤1：将质量百分比为9.0～32.0％的电解镍、质量百分比为0.5～1.5 %的纯铁、质量百分比为Mn 0.5～1.2％和余量电解铜按顺序叠放在熔化炉中，加热至1200～1350℃，熔化的金属液通过流槽转入保温炉中，在炉温度为1200～1300℃下，静置0.5～1h，同时，保温炉内通惰性气体保护；

步骤2：将铸型加热装置、水冷铜套、铸型、芯棒的连铸装置组装后，经固定于保温炉上的模座与保温炉连接；

步骤3：装配好引锭杆，接通水冷铜套的冷却水，提起塞棒，金属液通过模座进入连铸装置，启动铸型加热装置，启动牵引机构以拉铸速度为50～500mm/min开始制备白铜管材；

步骤4：通过铸型出口处的喷水二次冷却装置将管材冷却至室温，管材在牵引机构的作用下，不断移出铸型，通过锯切装置定尺切断；

其中，所述铸型加热装置的温度为1200～1250℃；所述水冷铜套的冷却水流量为400～1200L/h；喷水二次冷却装置流量为300～800L/h；所述白铜管材的管直径Ф30～150mm，壁厚3～20mm。

3.根据权利要求2所述白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备的工艺，其特征在于，其具体步骤如下：

配比为Ni 9.0％，Fe 1.0%，Mn 0.5％的电解镍、纯铁、电解锰，余量电解铜按顺序叠放在熔化炉中，加热熔化，熔化温度1200℃，保温炉温度1200℃，采用高频感应加热方式，加热频率50kHz，功率20kW，热型加热温度1200℃，水冷铜套的冷型冷却水流量400L/h，水平牵引机构的牵引速度为200mm/min，所成形白铜管材规格为Ф50×5mm的BFe10-1-1，管材内表面和外表面均光滑，组织为沿管材轴向取向的柱状晶组织，管材力学性能＝46.3％，＝243MPa。

4.根据权利要求2所述白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备的工艺，其特征在于，其具体步骤如下：

配比为Ni 11.0％，Fe 1.5%，Mn 1.0％的电解镍、纯铁、电解锰，余量电解铜按顺序叠放在熔化炉中，加热熔化，熔化温度1250℃，保温炉温度1250℃，采用高频感应加热方式，加热频率50kHz，功率20kW，热型加热温度1200℃，水冷铜套的冷型冷却水流量1200L/h，水平牵引机构的牵引速度为50mm/min，所成形管材的规格为直径Ф150mm，壁厚20mm的BFe10-1-1白铜管材。

5.根据权利要求2所述白铜管材热冷组合铸型水平连铸设备的工艺，其特征在于，其具体步骤如下：

配比为Ni 32.0％，Fe 0.5%，Mn 1.2％的电解镍、纯铁、电解锰，余量电解铜按顺序叠放在熔化炉中，加热熔化，熔化温度1350℃，保温炉温度1300℃，采用高频感应加热方式，加热频率50kHz，功率25kW，热型加热温度1250℃，水冷铜套的冷型冷却水流量1000L/h，水平牵引机构的牵引速度为500mm/min，所成形管材的规格为直径Ф30mm，壁厚3mm的BFe30-1-1白铜管材，所成形管材力学性能＝45.4％，＝348MPa。