專利名稱：便于減小銅、鋼構(gòu)件間焊接應(yīng)力的電渣爐結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電渣爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電渣爐生產(chǎn)的結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
電渣重熔是一種二次精煉技術(shù)，集鋼水二次精煉與定向凝固相結(jié)合的綜合冶金鑄 造過程。其原理是電流通過液態(tài)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(shí)穿過渣層進(jìn)入金屬熔池，然后于水冷結(jié)晶器中結(jié)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(yīng)和高溫氣化比較有效地去除。液態(tài)金屬在 渣池覆蓋下，基本上避免了再氧化。因?yàn)槭窃阢~制水冷結(jié)晶器內(nèi)熔化、精煉、凝固的，這就 杜絕了耐火材料對(duì)鋼的污染。鋼錠凝固前，在它的上端有金屬熔池和渣池，起保溫和補(bǔ)縮 作用，保證鋼錠的致密性。上升的渣池在結(jié)晶器內(nèi)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(dǎo)，有利于鋼錠自下而上的定向結(jié)晶。由 于以上原因，電渣重熔生產(chǎn)的鋼錠的質(zhì)量和性能得到改進(jìn)，合金鋼的低溫、室溫和高溫下的 塑性和沖擊韌性增強(qiáng)，鋼材使用壽命延長(zhǎng)。 在結(jié)晶器的制造過程中，由于內(nèi)筒體是銅質(zhì)的，法蘭盤是鋼質(zhì)的，且兩者的厚度和 面積都較大，在預(yù)熱狀態(tài)下焊接時(shí)，由于銅、鋼線膨脹系數(shù)相差較大(銅為16.8，鐵為12)， 若直接將鋼法蘭盤裝配在銅內(nèi)筒體上焊接，焊后收縮應(yīng)力極易將銅鋼連接處拉裂。因此， 如何提高銅內(nèi)筒體與鋼法蘭盤的焊接質(zhì)量對(duì)結(jié)晶器的制造具有重要意義，尤其是大型結(jié)晶 器。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電渣爐結(jié)晶器，以解決銅、鋼構(gòu)件間 在預(yù)熱焊接、焊后冷卻收縮時(shí)容易產(chǎn)生較大應(yīng)力的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是電渣爐結(jié)晶器，包括 銅質(zhì)的內(nèi)筒體；鋼質(zhì)的外筒體；鋼質(zhì)的法蘭盤；鋼質(zhì)的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)焊接于 所述內(nèi)筒體的端部外周面和法蘭盤的內(nèi)周面之間；所述的內(nèi)筒體、外筒體、過渡環(huán)和法蘭盤 共同圍成了 一個(gè)密閉的冷卻水腔。 采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是由于所述過渡環(huán)焊接于所述 內(nèi)筒體的端部外周面和法蘭盤的內(nèi)周面之間，因此，在制造時(shí)，可以先在預(yù)熱狀態(tài)下，將鋼 質(zhì)的過渡環(huán)焊接到銅質(zhì)的內(nèi)筒體的端部上。過渡環(huán)厚度較小，冷卻收縮過程中在焊縫的拉 力作用下可相對(duì)收縮，產(chǎn)生的應(yīng)力小，從而保證焊縫不產(chǎn)生裂痕。此后，再將鋼質(zhì)的法蘭盤 與鋼質(zhì)的過渡環(huán)焊接在一起，其焊縫便不會(huì)受到銅、鋼線膨脹系數(shù)相差較大的影響，從而保 證焊接質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)對(duì)電渣爐結(jié)晶器尤其是大型渣爐結(jié)晶器的制造具有重要意義。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
3[0010] 附圖是本實(shí)用新型實(shí)施例在制造過程中的分解結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1、法蘭盤；2、過渡環(huán)；3、內(nèi)筒體；4、外筒體。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，一種電渣爐結(jié)晶器，它包括銅質(zhì)的內(nèi)筒體3、鋼質(zhì)的外筒體4、鋼質(zhì)的 法蘭盤1和鋼質(zhì)的過渡環(huán)2，所述過渡環(huán)2焊接于所述內(nèi)筒體3的端部外周面和法蘭盤1的 內(nèi)周面之間；所述的內(nèi)筒體3、外筒體4、過渡環(huán)2和法蘭盤1共同圍成了一個(gè)密閉的冷卻水 腔。附圖是本實(shí)用新型實(shí)施例在制造過程中的結(jié)構(gòu)剖視圖。 制造時(shí)，先在預(yù)熱狀態(tài)下，將過渡環(huán)2焊接于內(nèi)筒體3的端部外周面上，然后再將 法蘭盤1與過渡環(huán)2在冷狀態(tài)下焊接在一起，最后將外筒體4焊接于法蘭盤1的端面上。 以240t錠結(jié)晶器為例銅內(nèi)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(huán)厚度為22mm，根據(jù)銅、鋼的線膨脹系數(shù)，可計(jì)算得出由高溫狀態(tài)冷 卻到室溫時(shí)，銅內(nèi)套的半徑變化為25mm，過渡環(huán)的半徑變化為18mm，由于過渡環(huán)厚度較小， 冷卻收縮過程中在焊縫的拉力作用下可相對(duì)收縮，產(chǎn)生的應(yīng)力小，從而保證焊縫不產(chǎn)生裂 痕。 通過這樣的結(jié)構(gòu)，有效地解決了銅、鋼大型構(gòu)件間在預(yù)熱焊接、焊后冷卻收縮時(shí)產(chǎn) 生較大應(yīng)力的問題，保證了焊接質(zhì)量，這一技術(shù)對(duì)于大型結(jié)晶器的制造具有重要意義。
權(quán)利要求便于減小銅、鋼構(gòu)件間焊接應(yīng)力的電渣爐結(jié)晶器，包括銅質(zhì)的內(nèi)筒體；鋼質(zhì)的外筒體；鋼質(zhì)的法蘭盤；其特征在于所述結(jié)晶器還包括鋼質(zhì)的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)焊接于所述內(nèi)筒體的端部外周面和法蘭盤的內(nèi)周面之間；所述的內(nèi)筒體、外筒體、過渡環(huán)和法蘭盤共同圍成了一個(gè)密閉的冷卻水腔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便于減小銅、鋼構(gòu)件間焊接應(yīng)力的電渣爐結(jié)晶器，包括銅質(zhì)的內(nèi)筒體；鋼質(zhì)的外筒體；鋼質(zhì)的法蘭盤；鋼質(zhì)的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)焊接于所述內(nèi)筒體的端部外周面和法蘭盤的內(nèi)周面之間；所述的內(nèi)筒體、外筒體、過渡環(huán)和法蘭盤共同圍成了一個(gè)密閉的冷卻水腔。本實(shí)用新型有效地解決了銅、鋼大型構(gòu)件間在預(yù)熱焊接、焊后冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生較大應(yīng)力的問題，保證了焊接質(zhì)量，這一技術(shù)對(duì)于大型結(jié)晶器的制造具有重要意義。
文檔編號(hào)C22B9/193GK201538804SQ20092002615
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者張春如 申請(qǐng)人:濰坊亞東冶金設(shè)備有限公司