[发明专利]一种高铁导线合金铜杆连续铸造结晶器及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种高铁导线合金铜杆连续铸造结晶器及其生产工艺，涉及结晶器技术领域，其技术方案要点是包括石墨管体，石墨管体的固定碳含量不低于99.95%，石墨管体的密度为1.80‑1.88g/cm³；石墨管体沿轴线设有贯穿性的通孔，通孔的内表面粗糙度至少为Ra0.8；石墨管体位于通孔侧壁上涂敷有4‑6um的热解炭涂层。本发明解决了现有铜杆连续铸造用结晶器使用寿命不稳定影响高铁用铜杆生产的问题，通过对石墨进行三浸四焙以及纯化处理，提高石墨结晶器的寿命及稳定性。

技术领域

本发明涉及石墨深加工技术领域，更具体的说，它涉及一种高铁导线合金铜杆连续铸造结晶器及其生产工艺。

背景技术

随着我国高速铁路及城市轨道交通的快速发展，高铁及城轨动车所用机车车辆电缆，其工作环境和安全性决定了所使用电缆的特殊性，尤其是电缆内部的铜线导电性要求一致性高，否则容易出现运行过程中电流突然变化影响机车车辆的平稳运行。

现有技术参考申请公布号为CN108823428A的发明专利公开了一种无氧铜杆的制备方法，主要包括以下步骤：(1)先将电解铜原料放入保温炉中烘烤3-5小时，对熔炼炉进行抽真空处理，将炉温升至1240-1300℃，然后将电解铜原料抽入熔炼炉内进行熔炼，得到铜液；(2)将铜液引入保温炉中，在保温炉与熔炼炉之间的流槽中加入过滤板；(3)将中空结晶器直接伸入铜液内，中空结晶器采用水隔套冷却，铜液在中空结晶器内凝结成固体，固体上端用牵伸机牵伸制作成杆坯；(4)在低于杆坯再结晶温度以下进行多道次拉拔，并在不同道次拉拔之间进行中间退火，得到预定直径的无氧铜杆。现有技术中常规的上引连铸设备在启动的时候，主要是通过向上引连铸结晶器内浇灌熔融的铜液使之冷却形成初始铜杆，然后将冷却后的初始铜杆牵引出来，在冷却和牵引配合调试后生产的铜杆结晶后进入二次冷却系统，待铜杆降温到一定程度由牵引装置连续不断的牵引完成，实现上引连铸的连续生产作业。

申请公布号为CN108515155A的发明专利公开了一种上引连铸抽真空抽拉系统，包括上引连铸结晶器和真空上引连铸杆，所述真空上引连铸杆包括连铸杆本体、设置于所述连铸杆本体下端的连铸杆下端凸块、套装在所述连铸杆本体上的连铸杆活塞套、以及连铸杆提升机构，所述连铸杆本体中设置有冷却水通道，所述连铸杆本体为圆柱形结构，所述连铸杆下端凸块的顶面设置有配合所述连铸杆本体的本体安装盲孔，所述连铸杆本体的下端与所述本体安装盲孔的底壁之间具有过水间隙，所述冷却水通道为两个且竖直设置，且两个所述冷却水通道的下端均连通所述过水间隙，两个所述冷却水通道的上端分别连接冷却水进水管和冷却水出水管。该发明能够自动实现上引连铸设备初始铜杆的牵引作业。

授权公告号为CN207170883U的实用新型专利公开了一种结晶器的石墨模具，包括模具本体，所述模具本体具有两个端面和沿直线延伸并贯通所述两个端面的通孔，所述通孔的断面包括一个中心点和从所述中心点向外延伸的多个分支，以使所述通孔的内壁的表面积比同容积、同长度的圆柱形通孔的内壁的表面积大。但是目前这种石墨制作的结晶器存在以下不足：高铁使用的铜杆必须一次牵拉而成，以保持内部组织均匀性使得导电性稳定，而目前的结晶器在生产连铸铜杆时，牵引铜杆的长度稳定性不能控制，如果结晶器在正常使用寿命下平均牵引出的合格铜杆长度为L，目前的结晶器部分牵引长度为2L，部分结晶器的牵引长度为0.5L，很容易造成铜杆牵引过程中结晶器损坏导致铜杆牵拉中断，即使可以继续牵拉，拉出的铜杆因内部均匀性不一无法在高铁机车上使用，导致已经牵拉出的铜杆产品全部报废，大大增加了生产高铁用铜杆的成本和难度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高铁导线合金铜杆连续铸造结晶器，能够稳定地一次性牵拉出所需长度的导电性均一的铜杆，满足高铁机车使用需求。