[实用新型]一种用于单晶铜制造的冷却装置和单晶铜结晶系统

说明书

本实用新型提供了一种用于单晶铜制造的冷却装置和单晶铜结晶系统，涉及单晶铜铸造设备的技术领域，解决了现有技术中盘管喷淋冷却容易造成铜杆冷却不均匀的技术问题。该用于单晶铜制造的冷却装置包括冷却池、进铜孔和出铜孔，其中，冷却池用于充盈或储放冷却水；进铜孔和出铜孔位于冷却池的两侧，进铜孔和出铜孔均与冷却池连通，且进铜孔与出铜孔低于冷却池中冷却水的液面，以使铜杆进入冷却池后完全浸没在冷却水中。本实用新型通过设置冷却池、进铜孔和出铜孔，使得位于冷却池中的铜杆完全浸没在冷却水中，进而实现铜杆均匀冷却，提高形成单晶铜组织结构的稳定性，提升产品质量。

技术领域

本实用新型涉及单晶铜铸造设备的技术领域，尤其涉及一种用于单晶铜制造的冷却装置。

背景技术

单晶铜是一种高纯度无氧铜，其整根铜杆仅由一个晶粒组成，不存在晶粒之间产生的“晶界”，因而具有极高的信号传输性能。

参照图1，传统的用于单晶铜连铸的单晶结晶系统包括铜液熔池7(热端)、冷却系统(冷端)以及位于冷热两端的结晶器8即定向热区，以形成稳定定向凝固温度梯度场。参照图1，现有技术中单晶铜冷却系统采用的盘管9喷淋的方式，将冷却水喷在铜杆上，即通过盘管9沿着铜杆的长度方向盘旋，并在盘管9内侧设置喷射孔，使得冷却水喷在铜杆上，进而达到冷却的目的。

采用盘管9喷淋冷却时，由于喷射的冷却水水柱是喷射至铜杆表面受阻后分散，因为喷溅出的冷却水存在偶然性，进而造成铜杆冷却情况复杂多变。虽然传统的盘管喷淋冷却水的方式能够覆盖铜杆表面，但是，冷却水水柱是先集中喷射至铜杆表面再分散覆盖铜杆表面造成铜杆冷却不均匀。具体的，冷却水水柱是集中喷射处的铜杆表面冷却效果优于冷却水受阻流动而覆盖铜杆表面。

进一步的，冷却水受到重力的影响，不仅容易造成位于铜杆上方和铜杆下方的喷射水柱的喷射速率存在差异，还容易导致冷却水富集在铜杆的下方，导致铜杆在径向上冷却不均匀。单晶铜在结晶过程中需要形成沿着铜杆长度方向的定向凝固温度梯度场，铜杆表面冷却不均会增加单晶铜结晶过程中温度的扰动，进而造成单晶铜组织结构的不稳定，影响产品质量。

为此，急需提供一种均匀冷却铜杆的冷却装置，以提高单晶铜的质量。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提出一种用于单晶铜制造的冷却装置，解决了现有技术中盘管喷淋冷却容易造成铜杆冷却不均匀的技术问题。本实用新型优选技术方案所能够达到诸多有益技术效果，具体见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型用于单晶铜制造的冷却装置，包括冷却池、进铜孔和出铜孔，其中，冷却池用于充盈或储放冷却水；进铜孔和出铜孔位于冷却池的两侧，进铜孔和出铜孔均与冷却池连通，且进铜孔与出铜孔低于冷却池中冷却水的液面，以使铜杆进入冷却池后完全浸没在冷却水中。

作为一种优选的技术方案，还包括进液口和出液口，进液口位于冷却池底部，出液口位于冷却池的顶部。

作为一种优选的技术方案，进液口位于靠近出铜孔的一侧，出液口位于靠近进铜孔的一侧。

作为一种优选的技术方案，用于单晶铜制造的冷却装置还包括密封组件，密封组件位于进铜孔和/或出铜孔。

作为一种优选的技术方案，密封组件包括密封槽和密封圈，密封槽位于进铜孔和/或出铜孔靠近冷却池外壁的一端，密封圈内嵌于密封槽。

作为一种优选的技术方案，密封圈为O型密封圈。

作为一种优选的技术方案，密封组件还包括盖体，盖体与进铜孔和/或出铜孔匹配，且盖体能将密封圈压扣在密封槽内。

作为一种优选的技术方案，进铜孔和/或出铜孔凸出于冷却池的外壁，且盖体与进铜孔和/或出铜孔螺纹连接。

作为一种优选的技术方案，冷却池为圆筒形。