便於減小銅、鋼構件間焊接應力的電渣爐結晶器的製作方法
2023-09-24 05:19:05 1
專利名稱：便於減小銅、鋼構件間焊接應力的電渣爐結晶器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電渣爐技術領域，尤其涉及一種用於電渣爐生產的結晶器。
背景技術：
電渣重熔是一種二次精煉技術，集鋼水二次精煉與定向凝固相結合的綜合冶金鑄 造過程。其原理是電流通過液態渣池渣阻熱，將金屬電極熔化，熔化的金屬匯集成熔滴，滴 落時穿過渣層進入金屬熔池，然後於水冷結晶器中結晶凝固成鋼錠。在電極端頭液滴形成 階段，以及液滴穿過渣池滴落階段，鋼-渣充分接觸，鋼中非金屬夾雜物為爐渣所吸收。鋼 中有害元素(硫、鉛、銻、鉍、錫)通過鋼-渣反應和高溫氣化比較有效地去除。液態金屬在 渣池覆蓋下，基本上避免了再氧化。因為是在銅製水冷結晶器內熔化、精煉、凝固的，這就 杜絕了耐火材料對鋼的汙染。鋼錠凝固前，在它的上端有金屬熔池和渣池，起保溫和補縮 作用，保證鋼錠的緻密性。上升的渣池在結晶器內壁上形成一層薄渣殼，不僅使鋼錠表面光 潔，還起絕緣和隔熱作用，使更多的熱量向下部傳導，有利於鋼錠自下而上的定向結晶。由 於以上原因，電渣重熔生產的鋼錠的質量和性能得到改進，合金鋼的低溫、室溫和高溫下的 塑性和衝擊韌性增強，鋼材使用壽命延長。 在結晶器的製造過程中，由於內筒體是銅質的，法蘭盤是鋼質的，且兩者的厚度和 面積都較大，在預熱狀態下焊接時，由於銅、鋼線膨脹係數相差較大(銅為16.8，鐵為12)， 若直接將鋼法蘭盤裝配在銅內筒體上焊接，焊後收縮應力極易將銅鋼連接處拉裂。因此， 如何提高銅內筒體與鋼法蘭盤的焊接質量對結晶器的製造具有重要意義，尤其是大型結晶 器。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電渣爐結晶器，以解決銅、鋼構件間 在預熱焊接、焊後冷卻收縮時容易產生較大應力的問題。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是電渣爐結晶器，包括 銅質的內筒體；鋼質的外筒體；鋼質的法蘭盤；鋼質的過渡環，所述過渡環焊接於 所述內筒體的端部外周面和法蘭盤的內周面之間；所述的內筒體、外筒體、過渡環和法蘭盤 共同圍成了 一個密閉的冷卻水腔。 採用了上述技術方案後，本實用新型的有益效果是由於所述過渡環焊接於所述 內筒體的端部外周面和法蘭盤的內周面之間，因此，在製造時，可以先在預熱狀態下，將鋼 質的過渡環焊接到銅質的內筒體的端部上。過渡環厚度較小，冷卻收縮過程中在焊縫的拉 力作用下可相對收縮，產生的應力小，從而保證焊縫不產生裂痕。此後，再將鋼質的法蘭盤 與鋼質的過渡環焊接在一起，其焊縫便不會受到銅、鋼線膨脹係數相差較大的影響，從而保 證焊接質量。這種結構對電渣爐結晶器尤其是大型渣爐結晶器的製造具有重要意義。以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。
3[0010] 附圖是本實用新型實施例在製造過程中的分解結構示意圖； 圖中1、法蘭盤；2、過渡環；3、內筒體；4、外筒體。
具體實施方式
如附圖所示，一種電渣爐結晶器，它包括銅質的內筒體3、鋼質的外筒體4、鋼質的 法蘭盤1和鋼質的過渡環2，所述過渡環2焊接於所述內筒體3的端部外周面和法蘭盤1的 內周面之間；所述的內筒體3、外筒體4、過渡環2和法蘭盤1共同圍成了一個密閉的冷卻水 腔。附圖是本實用新型實施例在製造過程中的結構剖視圖。 製造時，先在預熱狀態下，將過渡環2焊接於內筒體3的端部外周面上，然後再將 法蘭盤1與過渡環2在冷狀態下焊接在一起，最後將外筒體4焊接於法蘭盤1的端面上。 以240t錠結晶器為例銅內套直徑為D = 3050mm，厚度為40mm，加熱溫度與室溫 之差約為970°C ，過渡環厚度為22mm，根據銅、鋼的線膨脹係數，可計算得出由高溫狀態冷 卻到室溫時，銅內套的半徑變化為25mm，過渡環的半徑變化為18mm，由於過渡環厚度較小， 冷卻收縮過程中在焊縫的拉力作用下可相對收縮，產生的應力小，從而保證焊縫不產生裂 痕。 通過這樣的結構，有效地解決了銅、鋼大型構件間在預熱焊接、焊後冷卻收縮時產 生較大應力的問題，保證了焊接質量，這一技術對於大型結晶器的製造具有重要意義。
權利要求便於減小銅、鋼構件間焊接應力的電渣爐結晶器，包括銅質的內筒體；鋼質的外筒體；鋼質的法蘭盤；其特徵在於所述結晶器還包括鋼質的過渡環，所述過渡環焊接於所述內筒體的端部外周面和法蘭盤的內周面之間；所述的內筒體、外筒體、過渡環和法蘭盤共同圍成了一個密閉的冷卻水腔。
專利摘要本實用新型公開了一種便於減小銅、鋼構件間焊接應力的電渣爐結晶器，包括銅質的內筒體；鋼質的外筒體；鋼質的法蘭盤；鋼質的過渡環，所述過渡環焊接於所述內筒體的端部外周面和法蘭盤的內周面之間；所述的內筒體、外筒體、過渡環和法蘭盤共同圍成了一個密閉的冷卻水腔。本實用新型有效地解決了銅、鋼大型構件間在預熱焊接、焊後冷卻收縮時產生較大應力的問題，保證了焊接質量，這一技術對於大型結晶器的製造具有重要意義。
文檔編號C22B9/193GK201538804SQ20092002615
公開日2010年8月4日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者張春如 申請人:濰坊亞東冶金設備有限公司