水平连铸铜合金棒材的装置及工艺方法 本发明涉及水平连铸铜合金棒材的装置及工艺方法。
在本发明完成之前，《有色金属熔炼与铸锭》(冶金工业出版社1988年10月出版)P176～179第9章第3节介绍的铜合金水平连铸装置；《上海金属(有色分册)》第13卷第5期P14介绍的卧式连铸装置；《德马格Technica(Demag Technlca)有关有色金属和铸铁的连铸技术》德国德马格公司(DEMAG Technlca GmbH)1993年出版的产品介绍资料P4、P8、P9介绍的水平连铸机，均采用有芯功频加热器对熔沟加热，通过熔沟中的合金液与保温包内的合金液互相交流，以保持保温包内合金液的流动性。要求加热器不断电，即使生产间隙时仍不能断电，以保持熔沟内是合金液，故耗电量大；采用冷态启动方式，首批注入保温包的合金熔液必定有个降温过程，合金液的流动性降低，必须耗费大量电能用于提高保温包内合金液的温度，使生产率降低；倾出保温包中合金液时，需将保温包倾转90度以上，操作不方便；更换合金品种时，内膛和熔沟不容易清理干净，一则易造成混料，使所拉铸的棒材品质下降；二则不适于小批量多品种生产；保温包的修筑材料仅采用轻质耐火材料，其保温性较差，也增加了能量的消耗；《有色金属熔炼与铸锭》中介绍的卧式连铸装置中的结晶器为一次性使用，增加了生产成本。
本发明的目的在于，提供节约能源、更换铜合金品种方便且保证所拉铸棒材品质优良，操作方便的水平连铸铜合金棒材的装置及工艺方法。
本发明提供的水平连铸铜合金棒材地装置中包括保温包、结晶器和柴油加热器。
保温包由从内向外依次设置的内膛、内衬、保温层、内隔热层、外隔热层、外壳构成；内膛底部呈斜坡状，向连接结晶器的通道倾斜，通道呈内大外小的喇叭状；操作孔在保温包侧壁下部，其下沿低于内膛底部；结晶器由石墨型与外水冷套过盈配合制成。
内衬用中性耐火材料打结成圆筒状，厚度为50mm～60mm；内腔为保温包的内膛，内膛的尺寸：直径为250mm～400mm，高为300mm～500mm；保温层用比重为0.8g/cm3～1g/cm3的轻质耐火砖砌成，厚度为120mm～130mm；内隔热层用硅藻土砖砌成，厚度为80mm～150mm，并用硅藻土砖将保温包角部塞实；外隔热层是厚度为20mm～30mm的硅酸铝纤维板；外壳用厚度为8mm～10mm的钢板焊接而成；操作孔的直径为120mm～180mm；
结晶器的石墨型孔为φ30mm～φ150mm圆形或相应截面尺寸的正多边形、长方形。
柴油加热器的喷嘴由旋转悬臂支撑在注液孔上方中央，且喷油口朝下。
使用上述装置拉铸铜合金棒材的工艺如下：
(1)点燃置入保温包内膛的焦碳对内膛进行预热，待内膛温度升至700℃～800℃，将焦碳由操作孔取出，用操作孔堵块将操作孔封闭并填砂塞实；
(2)将结晶器通过法兰盘安装于通道口；
(3)点燃柴油加热器，用柴油火焰对内膛加热，待内膛温度升至1000℃～1100℃，将柴油加热器的喷嘴移开，从注液口注入首批铜合金熔液；
(4)启动摆动机构，牵引机构拉铸铜合金棒材；
(5)在拉铸过程中多次从注液口加入铜合金熔液，保持保温包内合金液的流动性，保证连续不间断地拉铸铜合金棒材；
(6)在拉铸结束前采用柴油加热器加热保温包内最后一批合金液，将保温包中的合金液拉铸完。
本发明与已有技术相比具有如下优点：
(1)省去工频加热器，节约了能源，降低了生产成本；
(2)用焦碳对内膛进行预热，又用柴油火焰加热，防止首批注入合金液降温，保证了其流动性，提高了生产效率；
(3)保温包内膛底部呈斜坡状，向连接结晶器的通道倾斜，可将保温包内合金液拉铸完不存留，又省去了熔沟，更换合金品种时无混料现象，保证了合金棒材的品质优良，而且减少了清理内膛的工作量，减轻了劳动强度；
(4)操作孔设置于保温包侧壁下部，且下沿低于内膛底部，倾出保温包内合金液不需倾转保温包，操作方便；
(5)结晶器采用壁较厚的石墨型，使用后仅需稍微加工扩大内孔，至少可反复使用3次，降低了生产成本；
(6)保温包采用多层结构，多种保温性能好的保温材料，提高了保温包的保温性，可节约能源。
图1是水平连铸铜合金棒材装置的结构示意图。图中1为外壳，2为外隔热层，3为内隔热层，4是保温层，5为内衬，6为内膛，7为喷嘴，8为注液口，9为上盖，10为法兰盘，11为外水冷套，12为石墨型，13为喷水环，14为牵引机构，15是棒材，16为摆动小车，17为通道，18为操作孔堵块，19为摆动机构。
图2是图1的A—A剖视图。图中6为内膛，18为操作孔堵块，20为砂料。
图3是柴油加热器结构示意图。图中7为喷嘴，21为旋转悬臂，22为送油管，23为油阀，24为支撑臂，25为风阀，26为送风软管，27为送风管，28为地下风机室。
实施例1 拉铸φ50mm Cu-0.8％ Cr铜铬合金棒材。
内衬用红硅石粉粘土混合料打结成圆筒状，厚度为50mm；内腔为保温包内膛，内膛尺寸：直径为250mm，高为300mm；保温层用比重为1g/cm3轻质耐火硅砖砌成，厚度为125mm；内隔热层用硅藻土砖砌成，厚度为100mm，并用硅藻土砖块将保温包角部塞实；外隔热层是厚度为20mm的硅酸铝纤维板；外壳用8mm的钢板焊接而成；内膛底部呈斜坡状，向连接结晶器的通道倾斜，通道呈内大外小喇叭状；操作孔在保温包侧壁下部，其下沿低于内膛底部，直径为φ150mm；结晶器由内孔为φ51mm，壁厚为19mm的圆筒石墨型与外水冷套过盈配合制成；柴油加热器的喷嘴由旋转悬臂支撑在注液口上方中央，且喷油口朝下。
使用上述装置再按如下步骤操作：
(1)点燃置入保温包内膛的焦碳，对内膛进行预热，待内膛温度升至800℃，将焦碳由操作孔取出，用操作孔堵块将操作孔封闭并填砂塞实；
(2)将结晶器通过法兰盘安装于通道口；
(3)点燃柴油加热器，用柴油火焰对内膛加热，待内膛温度升至1100℃，将柴油加热器的喷嘴移开，从注液口注入首批Cu-0.8％Cr熔液。
(4)启动摆动机构，牵引机构拉铸φ50mm的Cu-0.8％Cr铜铬合金棒材；在拉铸过程中，多次从注液口注入Cu-0.8％Cr溶液，保持保温包内合金液的流动性，保证连续不间断地拉铸棒材；
(5)拉铸结束前，将喷嘴移至注液口上方中央加热保温包内最后一批熔液，保持内膛中合金液的流动性，直至将合金熔液拉铸完毕。
实施例2 使用上述设备拉铸φ55mm的ZQSn6-6-3锡青铜棒材。
(1)取下结晶器，把石墨型内孔扩至56.1mm；取下操作孔堵块，将内膛清理干净；
(2)点燃置入保温包内膛的焦碳，对内膛进行预热，待内膛温度升至750℃，将焦碳由操作孔取出，用操作孔堵块将操作孔封闭并填砂塞实；
(3)将结晶器通过法兰盘安装于通道口；
(4)点燃柴油加热器，用柴油火焰对内膛加热，待内膛温度升至1050℃，将柴油加热器的喷嘴移开，从注液口注入首批ZQSn6-6-3锡青铜熔液；
(5)启动摆动机构，牵引机构拉铸φ55mm的ZQSn6-6-3棒材；在拉铸过程中，多次从注液口注入ZQSn6-6-3熔液，保持保温包内合金液的流动性，保证连续不间断地拉铸棒材；
(6)拉铸结束前，将喷嘴移至注液口上方中央加热内膛，保持内膛中合金液的流动性，直至将合金熔液拉铸完毕。
本发明提供的水平连铸铜合金棒材的装置及工艺方法适用于拉铸紫铜棒材。