[实用新型]双金属复合材料水平连铸加工装置

说明书

技术领域

   本实用新型涉及一种金属铸造装置，更具体地说，它涉及一种结合强度高的双金属复合材料双金属复合材料水平连铸加工装置。

背景技术

   铜具有良好的导电、导热性能，在通信、电子电气、电力输送、供配电行业得到广泛的应用，其中铜排广泛用于高低压开关柜、母线槽、变压器低压引出线、电力输送中，但由于铜的价格较高，给铜排的生产和使用企业带来了极大的成本压力。由于金属导体在载流时具有趋肤效应，在铜价较高的今天，人们利用铜的高导电性和铝的低密度的特点制造铜包铝复合材料，带体纯铜的金属导体，节约成本和资源。铜包铝排是一种新型的双金属复合材料，具有导电性能好，密度低，成本低的特点，可以作为纯铜排的替代材料应用于电力、开关柜和母线槽的生产。2012年4月6日，国家能源局发布了《输变电设备用铜包铝母线》（DLT247-2012）电力行业标准，从2012年7月1日起正式实施，标志着铜包铝排（母线）的选型和使用从国家行业层面得到了规范。

目前常见的生产铜包铝排的方法有以下几种：一是将紫铜带包覆在铝芯上面，将接缝焊接起来，进行拉拔、轧制成型，使铜铝固固结合；二是将铝芯压入铜管内，使铜铝固固结合，再进行拉拔、轧制成型；三是将铝液注入一端封闭的铜管内，实现铜铝固液冶金结合，进行轧制、拉拔成型；四是采用成型的铝扁材进行连续浇筑包覆外层铜材，实现铜铝的固液冶金结合，再通过拉拔轧制成型；五是采用水平连铸填芯复合直接成型，在连续铸造外层铜金属坯壳的同时充填芯部金属铝液，实现铜铝固液冶金复合，再进行轧制、拉拔成型。上述铜包铝排生产方法中，方法一和二采用铜铝固固结合方法生产铜包铝排，铜铝之间通过塑性变形来达到将结合的目的，界面结合强度低，而且先要生产成型的铜带或铜管和铝芯，生产流程较长，成本较高。方法三实现了铜铝的固液冶金结合，但铝液注入要求高，易烧毁铜管，生产效率较低，且需采用成型的铜管，生产成本较高；方法四实现了铜铝的固液冶金结合，但要先制造成型的铝排，再进行连铸浇注包覆铜层，铝排单根进行，生产不连续，效率较低，成本也较高；方法五采用水平连铸填芯复合法直接生产出铜包铝母材，成本低，工艺流程短，但填芯水平连铸控制复杂，需要严格协调控制两种金属的成型条件，生产速度也不能过高，生产效率也不高。

   中国专利公布号CN102161088A，公开了一种改进型铜包铝排及其制备方法，铜层包覆在铝排基体的外表面，铜层和铝排基体之间形成有原子间冶金结合的双金属层，铝排基体的外表面间隔设有凹槽，铜层嵌入铝排基体的凹槽内部。先对铝杆进行清洗，然后将铝杆挤压成外表面间隔带有凹槽的铝棒基体，将铝棒基体和熔融状态的铜通过复合结晶器，使铜包覆在铝棒基体外表面，然后进行压制、抛光、拉拔、退火处理，从而得到铜包铝排。这种方法实现了铜铝的固液冶金结合，但要先制造成型的铝排，再进行连铸浇注包覆铜层，铝排单根进行，生产不连续，效率较低，成本也较高。

实用新型内容

本实用新型克服了现有的铜包铝排界面结合强度低、生成成本高、工作效率低的不足，提供了一种双金属复合材料水平连铸加工装置，它的结构简单，加工制造出的铜包铝排界面结合强度高，加工铜包铝排生成成本低、工作效率高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种双金属复合材料水平连铸加工装置，包括芯体联体炉、包覆层联体炉、牵引机，芯体联体炉的出液口上连接芯体结晶器，包覆层联体炉出液口连接浇注装置，浇注装置的浇注口连接包覆复合结晶器，芯体结晶器和包覆复合结晶器之间连接有芯体，芯体结晶器出口位置连接芯体氮气保护装置，靠近芯体氮气保护装置位置设有芯体二次冷却装置，芯体结晶器和包覆复合结晶器之间的芯体上连接芯体抛光装置，包覆复合结晶器的出口位置连接包覆层氮气保护装置，靠近包覆层氮气保护装置位置设有包覆层二次冷却装置，牵引机连接牵引芯体经过包覆复合结晶器后形成的双金属包覆体。