[发明专利]一种防漏结晶器系统

说明书

本发明公开了一种防漏结晶器，适用于大口径铜及铜合金管坯水平连铸防漏保护，该防漏结晶器系统包括模芯，结晶器，铜套，大法兰盘，内筒，定位块，前法兰盘，壳体，出水管(和防漏系统。在水平连铸前，将芯头安装在结晶器上，并用石墨销将两者固定；然后，顶杆和弹性装置放入防漏孔中，并用石墨垫将其固定；最后，在结晶器的右端安装铜套，在其外围安装一外套，然后将六角螺栓将其与法兰盘固定，并插入进水管和出水管。本发明结构简单、易于加工、模具成本较低。正常水平连铸时不会铸坯表面留下缺陷，铸坯具有良好的表面质量，并可有效防止拉漏事故，在大口径铜及铜合金管坯水平连铸具有一定的推广价值。

技术领域

本发明属于金属材料的水平连铸技术领域，特别涉及一种防漏结晶器系统。

背景技术

铜及铜合金管材具有高导热性、优良耐腐蚀性等优点，已被广泛用于建筑、机械、汽车和船舶等行业。铜及铜合金管材的生产方法主要有两种：挤压—轧制—拉拔法和铸造—轧制—拉拔法。挤轧拉法生产的管材力学性能较好，但具有低成品率，高生产成本和低生产效率等缺点；铸轧拉法生产的管材力学性能基本能满足使用需求，而且提高了成品率，降低了生产成本，增加了生产效率。因此，铸轧拉法广泛被应用于铜及铜合金管材的生产。其中，水平连铸已成为制备高品质管坯的最佳技术方式。水平连铸铸坯缺陷较少，性能优良，而且长度不受限制，因而引起企业及研究人员的重视。但是，在实际铸造生产过程中，拉漏是一种常见的现象。崔刚赫等人提出下引铸造钢坯实时拍摄从铸模拉拔的铸板的表面，并将所拍摄的影像生成为影像信号的拍摄部，根据辉度值的变化为判断铸造是否要拉漏，进行实时监控(崔刚赫，连铸工艺中的拉漏检测装置，201110462902)。对于水平连铸，在实际铸造过程中通常会在结晶器外端安装水冷铜套对金属液进行冷却(如图1所示)，使得金属液在结晶器内部完全冷却而防止拉漏(张衬新，水平连铸在铜管生产中的应用进展，有色冶金设计与研究，2014，10)。然而，在大口径铜及铜合金管坯水平连铸时，由于铜及铜合金导热性好，温度梯度较小，而且大口径管坯单位长度热焓高，当提高拉坯速度时容易导致液相界面移出结晶器，导致大口径铜及铜合金管坯水平连铸拉漏现象时有发生，影响拉漏因素较为复杂。究其原因，主要表现为：一是大口径铜及铜合金管坯热焓较高，很难快速冷却；二是熔体温度、冷却能力和拉坯速度等工艺设置不当，使得固液界面移出结晶器。此外，加热和冷却控制系统的不稳定性和滞后性也可能导致固液界面移出结晶器，产生拉漏现象。因此，有必要设计一种装置以预防拉漏现象。

发明内容

针对大口径铜及铜合金管坯水平连铸时存在拉漏问题，本发明提供一种能观测判断拉漏前液面位置的结晶器设计。通过该装置所生产的铸坯，可以观测并分析液面位置是否靠近结晶器出口。它既可避免由于熔体温度、冷却能力和拉坯速度等工艺设置不当而引起的拉漏，也能消除控制系统滞后性的影响，并且不影响铸坯质量，确保高品质铸坯的正常生产。

本发明的技术方案是：一种防漏结晶器系统，适用于大口径铜及铜合金管坯水平连铸防漏保护的防漏结晶器，该防漏结晶器系统包括模芯，结晶器，铜套，大法兰盘，内筒，定位块，前法兰盘，壳体，出水口、定位孔和防漏系统；

其中，所述模芯从所述结晶器一端插入所述结晶器内部，并通过石墨销固定，所述模芯插入一端的所述结晶器的侧壁上设有漏液孔，所述结晶器位于出料口一端的侧壁上设有防漏系统，所述铜套套接在所述结晶器靠近出料口一端的外侧上，并通过小法兰盘固定，所述内筒套接在所述铜套的外侧壁上，所述壳体套接在所述内筒的外侧壁上，且所述内筒和壳体之间设有用于降温的空腔，所述内筒和壳体的两端设有定位块，并通过所述大法兰盘和所述前法兰盘密封固定，所述壳体上设有出水口和进水口，所述定位孔通过六角螺栓与所述小法兰盘一端连接。

进一步，所述防漏系统包括顶杆孔、顶杆、弹簧和石墨垫；

其中，所述顶杆孔设置在所述结晶器的侧壁上，所述顶杆设置在所述顶杆孔内，所述弹簧套接在所述顶杆上，所述石墨垫设置在所述顶杆孔的末端。