铜管材作为一种高附加值型材,在国民经济发展中占据重要地位。其加工方法包括挤压法、水平连铸法、上引法、焊接法四种。其中,水平连铸法生产铜管工艺流程短、效率高,生产出产品质量高。因此,本次课题的研究对象为水平连铸法生产TP2铜管的过程,分析了水平连铸生产的TP2铜管缺陷形成机理、石墨结晶器的设计原理、工艺参数的确定三个方面。水平连铸生产的TP2铜管坯存在裂纹、气孔、夹异物、缩孔缩松、冷隔、表面粗糙和内壁拉道、氧化等缺陷,通过研究其机理可知:缺陷的形成主要受石墨结晶器的结构与工艺参数的影响。石墨结晶器是水平连铸生产线最关键的部件,其结构的合理性直接影响铸坯的品质;本次针对生产规格为Φ90×25mm的铜管,设计出结晶器长度?mm L 380,石墨外套内径?mm D 92,壁厚?mm I 14,注液孔径?mmd 10,注液孔数n?4,芯子锥度???1,芯子入口直径mm D 37.471?,出口直径mm D 362?,模座厚?mm H 45,并采用Visual Basic编写分析系统,通过生产验证了其合理性。在设计的结晶器基础上,应用有限元分析软件对水平连铸工艺进行数值模拟与优化;模拟结果表明:浇注温度设定为1160℃,一次冷却系统和二次冷却系统进、出口水的温度差为30℃,采用单反推式拉坯模式、拉程为9.5mm、拉坯时间为0.8s、一次停留时间为0.5s、推程为1.5mm、推坯时间为0.4s、二次停留时间为0.5s相结合的拉坯制度,可以生产出高质量的铜管,通过生产验证了模拟结果的准确性。应用于实际生产中,生产出的铜管微观组织致密均匀,各元素含量符合国标标准,显微维氏硬度值为51HV5/5~57HV5/5,抗拉强度为170MPa,延伸率为30%,热导率为??3.61W cm?k。