一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备及工艺的制作方法

    专利查询2026-03-07  5


    本发明涉及一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备及工艺,属于铜模制造的。


    背景技术:

    1、阳极板浇铸是铜冶炼生产中连接熔炼车间和电解车间最紧密的一道工序,而阳极板浇铸用的铜模是铜精炼过程中生产阳极板的重要设备,很大程度上决定了阳极板的物理品质。在实际生产过程中,铜模会出现开裂、变形等问题造成报废,使使用寿命降低,造成铜模使用寿命降低最直接的因素则是因为其内部存在铸造残余应力。

    2、通常,行业内采用自然时效处理,即浇铸完成空冷后堆放,让其应力自然消除。但该种方式处理时间长,效果差。为保证使用,企业需要堆存上百吨,从而出现甚至几百吨阳极铜形成呆滞库存,资金积压多,财务成本增加。近年来有人尝试使用振动时效和热时效对铜模进行去应力处理,虽然去应力效果好,但因铜模尺寸、重量大,投资成本和运行成本高,员工劳动强度增加,生产可操作性差等因素,并未推广和应用。

    3、因此,采用合理的铜模去铸造残余应力工艺和设备从而提高使用寿命是十分重要的。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术所存在的上述问题,本发明提供了一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备及工艺。

    2、本发明的技术方案如下:

    3、一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,包括保温罩,所述保温罩的一侧下方固定铰接安装、上方与安装面之间斜拉设置有启闭液压缸,所述保温罩的顶部贯透嵌设安装有温度传感器,还包括作用于保温罩内部的温控装置。

    4、其中,所述温控装置包括嵌设安装于保温罩侧壁上的散热风扇。

    5、其中,所述温控装置包括设置于所述保温罩的顶面内部的控温换热囊,所述控温换热囊与外部的相变蓄能系统之间连接有介质输入管道和介质输出管道,且介质输入管道和介质输出管道上均设置有循环泵,所述相变蓄能系统采用熔盐作为换热介质。

    6、其中,所述保温罩的壁面为多层复合结构,包括不锈钢内层、中间保温层以及碳钢外层。

    7、其中,所述保温罩的一侧下方固定设置有固定铰链,所述固定铰链另一端穿过保温罩下方的沙堆垫层后固定锚入夯实地基层。

    8、其中,所述启闭液压缸的活塞杆与保温罩的一侧上方铰接耳铰接,所述启闭液压缸的固定端铰接有固定铰座,所述固定铰座底部穿过保温罩下方的沙堆垫层后固定锚入夯实地基层。

    9、其中,所述保温罩下方设置有模具承台,所述模具承台的顶面左右两侧各开设有叉车槽。

    10、一种铜模去铸造残余应力的时效处理工艺,使用前述的铜模去铸造残余应力的时效处理设备,包括以下步骤:

    11、步骤a.将浇铸好的热铜模脱模后,空冷至550℃左右转移至保温罩下方的承台上,并封盖保温罩;

    12、步骤b.利用保温罩的保温特性,减缓热铜模温度下降速度,使其温度控制在470-520℃;并持续8小时进行退火时效处理;

    13、步骤c.完成退火时效处理后,通过散热风扇对热铜模进行主动降温,将温度控制到200-250℃;

    14、步骤d.开启保温罩,并停止散热风扇主动温度干预,使铜模自然冷却至常温。

    15、一种铜模去铸造残余应力的时效处理工艺,使用前述的铜模去铸造残余应力的时效处理设备,包括以下步骤:

    16、步骤a.将浇铸好的热铜模脱模后立即转移至保温罩下方的承台上,并封盖保温罩;

    17、步骤b.启动相变蓄能系统和循环泵,利用介质循环对热铜模进行主动降温,降温后的温度控制在500-550℃,通过换热方式将热铜模的热量转移并存储至相变蓄能系统蓄热备用;

    18、步骤c.通过温度传感器对保温罩内部温度进行监控,通过相变蓄能系统和循环泵调控保温罩内部的热铜模温度保持在500-550℃,并持续8小时进行退火时效处理;

    19、步骤d.完成退火时效处理后,通过相变蓄能系统和循环泵对热铜模进行二次主动降温,将温度控制到200-250℃;

    20、步骤e.开启保温罩,并停止相变蓄能系统主动温度干预,使铜模自然冷却至常温。

    21、其中,步骤c中,热铜模在退火时效处理过程中造成热量损失低于退火温度,此时即可使用相变蓄能系统释热以维持保温罩内环境温度。

    22、本发明具有如下有益效果:

    23、本发明涉及一种铜阳极板浇铸用铜模去铸造残余应力的时效处理工艺及设备,利用保温控温装置将铸造脱模的热铜模密封保温,进行退火时效处理,此种方式投资成本低,实操性强,且无需运行消耗能源的退火炉设备,减少金属占用和能源能耗,降低生产成本。

    24、本发明涉及一种铜阳极板浇铸用铜模去铸造残余应力的时效处理工艺及设备,在利用保温控温装置将铸造脱模的热铜模密封保温的基础上,合理利用相变蓄能系统的蓄放热特性,利用铜模出炉热能对其进行温控补偿,从而实现节能退火时效处理,此种方式不仅投资成本低,实操性强,且无需运行消耗能源的退火炉设备,减少金属占用和能源能耗,降低生产成本;而且能够精准稳定地进行控温,保证退火阶段,铜模处于恒温环境,从而保证铜模的强度和韧性。



    技术特征:

    1.一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:包括保温罩(10),所述保温罩(10)的一侧下方固定铰接安装、上方与安装面之间斜拉设置有启闭液压缸(20),所述保温罩(10)的顶部贯透嵌设安装有温度传感器(30),还包括作用于保温罩(10)内部的温控装置。

    2.如权利要求1所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述温控装置包括嵌设安装于保温罩(10)侧壁上的散热风扇(19)。

    3.如权利要求1所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述温控装置包括设置于所述保温罩(10)的顶面内部的控温换热囊(40),所述控温换热囊(40)与外部的相变蓄能系统(50)之间连接有介质输入管道(60)和介质输出管道(70),且介质输入管道(60)和介质输出管道(70)上均设置有循环泵(80),所述相变蓄能系统(50)采用熔盐作为换热介质。

    4.如权利要求2或3所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述保温罩(10)的壁面为多层复合结构,包括不锈钢内层(11)、中间保温层(12)以及碳钢外层(13)。

    5.如权利要求2或3所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述保温罩(10)的一侧下方固定设置有固定铰链(14),所述固定铰链(14)另一端穿过保温罩(10)下方的沙堆垫层(15)后固定锚入夯实地基层(16)。

    6.如权利要求2或3所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述启闭液压缸(20)的活塞杆与保温罩(10)的一侧上方铰接耳(17)铰接,所述启闭液压缸(20)的固定端铰接有固定铰座(18),所述固定铰座(18)底部穿过保温罩(10)下方的沙堆垫层(15)后固定锚入夯实地基层(16)。

    7.如权利要求2或3所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:所述保温罩(10)下方设置有模具承台(90),所述模具承台(90)的顶面左右两侧各开设有叉车槽(91)。

    8.一种铜模去铸造残余应力的时效处理工艺,使用权利要求2所述的铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:包括以下步骤:

    9.一种铜模去铸造残余应力的时效处理工艺,使用权利要求3-6任一项所述的铜模去铸造残余应力的时效处理设备,其特征在于:包括以下步骤:

    10.如权利要求9所述的一种铜模去铸造残余应力的时效处理工艺,其特征在于:步骤c中,热铜模在退火时效处理过程中造成热量损失低于退火温度,此时即可使用相变蓄能系统(50)释热以维持保温罩(10)内环境温度。


    技术总结
    本发明公开了铜模制造的技术领域的一种铜模去铸造残余应力的时效处理设备及工艺,设备包括保温罩,保温罩的一侧下方固定铰接安装、上方与安装面之间斜拉设置有启闭液压缸,保温罩的顶部贯透嵌设安装有温度传感器,还包括作用于保温罩内部的温控装置,温控装置采用散热风扇或相变控温系统;本发明在利用保温控温装置将铸造脱模的热铜模密封保温的基础上,合理利用相变蓄能系统的蓄放热特性,利用铜模出炉热能对其进行温控补偿,从而实现节能退火时效处理。

    技术研发人员:杨辉,胥培林,王真宝,李良斌,韩超,谭国寅,吴森,阮茂光,闫华龙
    受保护的技术使用者:中铜东南铜业有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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