[发明专利]铜管水平连铸气体保护结晶器及其制备铜合金管的方法

权利要求书

1.一种铜管水平连铸气体保护结晶器，其特征在于：包括外部的石墨外套（2）和内部的石墨芯棒（7），且石墨外套（2）和石墨芯棒（7）形成环形的内腔（12）；石墨外套（2）的下部设有进液口（1），石墨外套（2）中部往上依次套装有压板（3）、法兰（8）以及冷却铜套（5）；所述的压板（3）与石墨外套（2）之间设有15-20mm厚的耐火材料保护套（11）；所述压板（3）内侧设有冷却水套（14），冷却水套（14）内设有电磁发生腔（15），电磁发生腔（15）内安装多个电磁线圈（10），电磁线圈与三相电源连接，电磁线圈（10）的外侧装有导磁材料制成的磁轭（9）；所述的压板（3）和法兰（8）均为奥氏体不锈钢；所述的三相电源的电流频率为50Hz，电流强度为85-95A；所述的石墨芯棒（7）为锥度为1.2-1.4的圆台；所述的冷却铜套（5）的内腔安装冷却盘管（13），冷却盘管（13）一端穿过冷却铜套外套（5.2）与进气口（13.1）连接、另一端依次穿过冷却铜套内套（5.1）、石墨外套（2）与出气口（13.2）连接，且所述的出气口（13.2）的出口方向与所述的石墨外套（2）的内壁相切，且出气口（13.2）的出口方向轴线与石墨外套（2）的轴线夹角小于90°；所述的进气口（13.1）连接惰性气体气源。

2.根据权利要求1所述的铜管水平连铸气体保护结晶器，其特征在于：所述的冷却铜套（5）内设有间隔布置的折流板（4）；所述的冷却水套（14）为不锈钢冷却水套；所述的奥氏体不锈钢优选为1Cr17Mn6Ni15N、0Cr18Ni10Ti或者1Cr18Ni12Mo3Ti；所述的石墨外套（2）的内表面以及石墨芯棒（7）外表面的粗糙度在0.5以下。

3.根据权利要求1所述的铜管水平连铸气体保护结晶器，其特征在于：所述的耐火材料保护套通过以下方法制得：将15-25重量份的硅酸盐水泥、20-25重量份的粉煤灰、18-22重量份的碳化硅、30-40重量份的氧化铝、3-5重量份的蛭石粉、2-4重量份的氧化锆、1-2重量份的氧化钠及1-2重量份石墨混匀为混合粉末，然后加入占混合粉末总重量的5-6%的结合剂，在液压机成型后，经过干燥、烧结为即得成品，烧结的温度控制在1550-1580℃，时间为2-3小时。

4.根据权利要求1所述的铜管水平连铸气体保护结晶器，其特征在于：所述的出气口（13.2）的出口方向轴线与石墨外套（2）的轴线夹角为45-60°；所述的惰性气体气源为氮气或氩气气源；所述的惰性气体气源上还连接缓冲腔（16），其内部间隔安装缓冲挡板（17）。

5.一种应用权利要求1-4所述铜管水平连铸气体保护结晶器的铜合金管的制备方法，其特征在于：采用水平连铸-冷轧-冷拉-光亮退火工艺，具体步骤为：

（1）、将重量百分比25-28%的锌、1.2-1.4%的铝、0.6-0.65%的铁、0.02-0.04%的镍、0.2-0.4%的锰、0.02-0.04%的锆、0.01-0.02%的钛以及余量的阴极铜投入到潜流式电磁搅拌工频感应组合电炉内熔炼为熔液，且铜液上覆盖60-70mm木炭，通入氩气形成气氛保护，然后通过气体保护结晶器冷却并经牵引装置拉出得到管坯；具体控制参数如下：熔炼时铜液温度为1080-1120℃；结晶器冷却铜套的进水温度为25-28℃、出水温度不超过60℃，冷却水压力控制在0.3-0.35MPa； 

（2）、管坯经过切断、铣面后进入冷轧机连续轧制得到毛坯管，然后通过冷拉得到管材；

（3）、将管材放入网链式退火炉进行光亮退火，退火温度为700-720℃，时间为3-3.5小时。