本發明專利技術涉及電磁軟接觸連鑄用切縫式結晶器，尤其涉及切縫式結晶器銅管密封的方法。一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，其特征是首先將密封介質填充到切縫式結晶器銅管的切縫處，接著在結晶器銅管內放置內芯模，再將裝配好的銅管和內芯模裝入擠壓機上的外芯模內，然后開動擠壓機由螺旋擠壓桿把銅管和內芯模一起擠出，使銅管發生擠壓快速塑性變形，將銅管與密封介質形成緊密結合。本發明專利技術能滿足高頻電磁場對結晶器銅管的絕緣和導磁性能的要求，具有高剛度、高強度、長壽命、高透磁效率等優點，適合工業生產的要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電磁軟接觸連鑄用切縫式結晶器，尤其涉及切縫式結晶器銅管密封的方法。
技術介紹
電磁軟接觸連鑄結晶器銅管主要有兩大類一是在結晶器銅管上按一定的方式切割若干縫隙(以下簡稱切縫)，讓高頻電磁場透過切縫到達鋼液表面，其中結晶器銅管材質與傳統結晶器的完全相同。另一類結晶器銅管不切縫，而是把銅管分成上下兩段，其中靠近電磁場作用區域的上段采用高電阻率和高熱導的材料制造，下段仍采用與普通連鑄結晶器銅管材質一樣的銅合金制造。第二類結晶器整體剛度高，但結晶器銅管上段的材質目前很難找到，而且銅管上下兩段的連接同樣存在問題。目前，電磁軟接觸連鑄結晶器銅管絕大部分都是切縫式的。連鑄過程中，結晶器銅管在高溫作用下產生熱脹冷縮效應，切縫有被壓縮或脹大的趨勢，如果切縫彌合會阻止電磁場的透入；又由于整個結晶器銅管都包圍在冷卻水之中，切縫式銅管必須進行密封處理，起到縫間絕緣和阻擋冷卻水的作用。密封介質要求為抗電磁性材質，能絕緣和承受高溫，并能與結晶器銅管高強度連接。目前適合縫間密封的材質主要有云母片、陶瓷、碳化鎢以及高溫水泥、長石片等。由于密封介質為非金屬的礦物，不具備可焊接性能，要把介質與銅管可靠連接起來相當困難，目前主要采用的方法有把陶瓷等介質粉末或顆粒填充到結晶器銅管切縫處，然后在銅管再結晶溫度以下燒結實現密封，該方法理論上可行，但實際上由于燒結的高溫作用對銅管的強度有一定影響，另外由于受到燒結溫度的限制，密封強度不太可靠，仍有開裂等情況。還有一種方法是把陶瓷或云母片薄片經過金屬化預處理，在陶瓷或云母片表面均勻的鍍上金屬表層，通過釬焊與銅管連接起來，這種方法對金屬預處理和焊接工藝要求很高，制造費用昂貴。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，以解決陶瓷等密封介質與銅管之間無法連接的問題，滿足高頻電磁場對結晶器銅管的絕緣和導磁性能的要求，具有高剛度、高強度、長壽命、高透磁效率等優點，適合工業生產的要求。本專利技術是這樣實現的一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，其特征是首先將密封介質填充到切縫式結晶器銅管的切縫處，接著在結晶器銅管內放置內芯模，再將裝配好的銅管和內芯模裝入擠壓機上的外芯模內，然后開動擠壓機由螺旋擠壓桿把銅管和內芯模一起擠出，使銅管發生擠壓快速塑性變形，將銅管與密封介質形成緊密結合。上述的采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，所述密封介質為薄片狀，密封介質尺寸略小于結晶器銅管切縫尺寸；對與銅管切縫相接觸的密封介質薄片表面進行毛化處理，并涂抹粘結劑，將密封介質插入銅管切縫內并與銅管粘合在一起。本專利技術采用大功率擠壓機對銅管擠壓變形的方法，使銅管在切縫處發生快速的塑性變形，由于金屬在塑性變形外力的作用下，金屬晶間發生滑移、位錯、甚至流變變形，銅管合金晶粒在塑變作用下向陶瓷等密封介質快速擴散，使金屬和陶瓷在晶粒之間相互結合、膠鏈，從而達到金屬與非金屬之間的異種材質的連接，實現了銅管切縫的密封。這種連接方式的連接強度很高，甚至超過銅本身的強度，符合結晶器銅管的密封要求。本專利技術對切縫式結晶器銅管的密封方法，操作方便，工藝控制簡單，制造成本低，且大功率擠壓機是成熟設備，可實現對銅管塑性變形的加工。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步說明。圖1為切縫式結晶器銅管結構示意圖；圖2為本專利技術采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法結構示意圖。圖中1結晶器銅管，2切縫，3密封介質，4內芯模，5外芯模，6大功率擠壓機，7螺旋擠壓桿。具體實施方式參見圖1、圖2，一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，首先，根據結晶器銅管1切縫2的尺寸選擇薄片狀密封介質3，比如陶瓷、碳化鎢、云母片等，要求薄片寬度略小于銅管1的壁厚，防止凸出銅管1以外，薄片3厚度略小于切縫2寬度，使薄片3能夠順利填充到切縫2內并不產生松動和脫落。為了增加陶瓷薄片3表面與銅管切縫2的接觸面積和強度，薄片3表面可以進行毛化處理，即人為增加陶瓷片表面的粗糙度。為了防止填充到結晶器銅管切縫2中的陶瓷薄片3松動和脫落或者在切縫2內殘留空氣，可以預先在薄片3表面涂抹一層粘結膠或凡士林等，起固定和排除空氣作用，將密封介質3填充到切縫式結晶器銅管1的切縫2處。接著，在結晶器銅管1內放置內芯模4，內芯模4的形狀和尺寸與成品銅管1的內腔尺寸和形狀(包含弧度和錐度等)完全相同，再將裝配好的銅管1和內芯模4裝入擠壓機上的外芯模5內，即把裝配好的銅管1和內芯模4一起對準擠壓機上的外擠壓模5；然后開動擠壓機6由螺旋擠壓桿7把銅管1和內芯模4一起擠出，使結晶器銅管1發生擠壓快速塑性變形，從而實現切縫2處的異種材質與銅的復合連接，使銅管1與密封介質3形成緊密結合，達到銅管切縫2密封的目的。實施例首先選用Ag-Cu結晶器銅管1，采用中間切縫形式對Ag-Cu結晶器銅管1實施切縫2，切縫2寬度為0.6mm，切縫2的端部加工為圓角(直徑等于縫寬)。ZrO2陶瓷薄片3為絕緣和不導磁介質，耐溫高于1000℃，抗壓強度＞800Mpa，熱膨脹系數與結晶器銅管1的熱膨脹系數相近。將ZrO2陶瓷3薄片加工成0.54～0.58mm厚的薄片，薄片兩端加工成圓形，薄片表面毛化后粗糙度為Ra12.5～50um之間。為了防止陶瓷片3塞入切縫2內后發生松動或脫落或在切縫2殘留空氣，結晶器切縫2內全部涂抹凡士林，然后把陶瓷薄片3插入銅管切縫2內固定，多余的凡士林被擠出防止了空氣的殘留。對已經填充好ZrO2陶瓷片3的結晶器銅管1采用大功率擠壓機6對圓坯電磁軟接觸連鑄結晶器切縫式銅管1實施擠壓塑性變形，擠壓壓力為1000～4000kN。本專利技術操作簡單，密封可靠，適合方坯、圓坯，通體切縫、上端通體切縫或中間切縫，縫寬0.2mm～10mm之間的電磁軟接觸連鑄結晶器銅管1的切縫2密封。同時，本專利技術全部擠壓塑變和密封都是在接近常溫的條件下工作的，遠遠低于銅的再結晶溫度，對銅管1本身的強度和剛度沒有任何影響。本專利技術的擠壓塑性變形促使銅管1進一步加工硬化，提高了銅管1的強度和剛度，對連鑄結晶器壽命的提高有顯著作用。本專利技術采用擠壓力使結晶器銅管1發生塑性變形的密封方法，使連鑄結晶器的密封更加可靠，透磁效率高，并具有足夠的整體剛度和強度，安全系數大，使用壽命長，能夠滿足工業生產使用要求。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，其特征是首先將密封介質填充到切縫式結晶器銅管的切縫處，接著在結晶器銅管內放置內芯模，再將裝配好的銅管和內芯模裝入擠壓機上的外芯模內，然后開動擠壓機由螺旋擠壓桿把銅管和內芯模一起擠出，使銅管發生擠壓快速塑性變形，將銅管與密封介質形成緊密結合。
【技術特征摘要】
1.一種采用擠壓變形對切縫式結晶器銅管密封的方法，其特征是首先將密封介質填充到切縫式結晶器銅管的切縫處，接著在結晶器銅管內放置內芯模，再將裝配好的銅管和內芯模裝入擠壓機上的外芯模內，然后開動擠壓機由螺旋擠壓桿把銅管和內芯模一起擠出，使銅管發生擠壓快速塑性變形，將銅管與密封介質形成緊密結合。2.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯曉光，張永杰，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]
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