一种电渣重熔结晶器及其制造方法

摘要

本发明公开了一种电渣重熔结晶器及其制造方法，其结晶器包括铜质内筒体、钢质外筒体、进水管、出水管以及与内、外筒体焊接在一起的上法兰和下法兰，所述上法兰由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为铜质材料，下半部为钢质材料；下法兰也由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为钢质材料，下半部为铜质材料。本发明采用了“内钢外铜”复合结构形式的法兰，有效地解决了铜钢连接处易产生裂缝的问题，同时利用铜的导热快、导电强、塑性好和钢材的强度、韧性、抗腐蚀等物理特性，既解决了结晶器内筒体与法兰平面交接处的过热问题，提高了热交换效果；又保障了法兰的强度，延长了结晶器的使用寿命。

权利要求

1.一种电渣重熔结晶器，包括铜质内筒体、钢质外筒体、设置在外筒体下部的进水管、设置在外筒体上部的出水管以及与内、外筒体焊接在一起的上法兰和下法兰，其特征在于：所述的上法兰由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为铜质材料，下半部为钢质材料；下法兰也由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为钢质材料，下半部为铜质材料；所述内筒体与上法兰焊接在一起，外筒体与下法兰焊接在一起，二者相对焊接成型。

2.制造权利要求1所述电渣重熔结晶器的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(一)制作上、下法兰：先将钢质板材下料制成上、下法兰形状，再将上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部铣削掉，然后将铜质材焊接在上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部上即成型；

(二)制作内筒体：先将铜质板材通过下料、铣边、卷圆、焊接、打磨、整园，再通过大型车床和铣镗床进行精加工制作成内筒体，然后将内筒体与上法兰焊接在一起；

(三)制作外筒体：先将钢质板材通过下料、铣边、卷圆、焊接、打磨、整园，再通过大型车床和镗铣床进行精加工制作成外筒体，然后将外筒体与下法兰焊接在一起；

(四)结晶器成型：将内、外筒体相对焊接即成型。

3.根据权利要求3所述电渣重熔结晶器的制造方法，其特征在于：所述焊接采用气保焊方式，保护气体为纯氩气，流量20～25L/min，焊材用直径φ1.6～2.0mm铜焊条S201，焊前要在250℃～300℃下预热，焊接电流350～400A，电压25～35V，焊接速度150～200mm/min。

说明书

一种电渣重熔结晶器及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明属电渣精炼技术领域，具体地说涉及一种电渣重熔结晶器及其制造方法。

背景技术

[0002] 电渣重熔结晶器是电渣精炼设备中的关键部件，它一方面盛装产生所需热量的残液，容纳积蓄的熔融金属；另一方面为熔融金属的凝固提供合适的成形容器，故其工作条件比较恶劣，除承受剧烈的温差变化外，尚需随所容纳金属的压力及冷却水的压力而变，所以对其质量有较高的技术要求，即金属重熔后结晶时冷热交换效果好，自身强度高、不渗漏。

[0003] 目前，结晶器通常采用紫铜与低碳钢制造，结构是内层为紫铜、外层为低碳钢，二者对焊以后形成冷却水夹层。在重熔过程中，冷却水由结晶器下部进水管流入，经结晶器紫铜内胆与钢板外壳之间的冷却层，冷却结晶器内的钢液，控制钢液的结晶速度形成电渣钢锭，冷却水从结晶器上部的出水管流出。这种结构的结晶器由于内筒体为铜质的，外筒体为钢质的，内筒体与外筒体通过钢质法兰盘焊接在一起，这样就易在铜钢连接处产生裂缝，同时碳钢的热传导性能不良，进而导致结晶器的热交换效果不好，使用寿命严重缩短。

发明内容

[0004] 本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种能解决铜钢焊接处不易裂缝、热交换效果好、使用寿命长的电渣重熔结晶器。

[0005] 本发明的另一目的是提供电渣重熔结晶器的制造方法。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种电渣重熔结晶器，包括铜质内筒体、钢质外筒体、设置在外筒体下部的进水管、设置在外筒体上部的出水管以及与内、外筒体焊接在一起的上法兰和下法兰，其特征在于：所述的上法兰由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为铜质材料，下半部为钢质材料；下法兰也由外圆和内圆两部分构成，其中外圆为钢质材料，内圆的上半部为钢质材料，下半部为铜质材料。

[0007] 上述的电渣重熔结晶器，其特征在于：所述内筒体与上法兰焊接在一起，外筒体与下法兰焊接在一起，二者相对焊接成型。

[0008] 上述电渣重熔结晶器的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：

[0009] (一)制作上、下法兰：先将钢质板材下料制成上、下法兰形状，再将上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部铣削掉，然后将铜质材焊接在上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部上即成型。

[0010] (二)制作内筒体：先将铜质板材通过下料、铣边、卷圆、焊接、打磨、整园，再通过大型车床和铣镗床进行精加工制作成内筒体，然后将内筒体与上法兰焊接在一起。

[0011] (三)制作外筒体：先将钢质板材通过下料、铣边、卷圆、焊接、打磨、整园，再通过大型车床和镗铣床进行精加工制作成外筒体，然后将外筒体与下法兰焊接在一起。

[0012] (四)结晶器成型：将内、外筒体相对焊接即成型。

[0013] 上述电渣重熔结晶器的制造方法，其特征在于：所述焊接采用气保焊方式，保护气体为纯氩气，流量20～25L/min，焊材用直径φ1.6～2.0mm铜焊条S201，焊前要在250℃～300℃下预热，焊接电流350～400A，电压25～35V，焊接速度150～200mm/min。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：

[0015] 1、由于本发明的法兰采用了“内钢外铜”的复合结构形式，这样法兰与内筒体的连接处即为铜钢复合材料与铜质材料的焊接，所以本发明有效地解决了铜钢连接处易产生裂缝的问题。

[0016] 2、由于本发明的法兰采用了“内钢外铜”的复合结构形式，既利用了铜的导热快、导电强、塑性好等物理特性，又利用了钢材的强度、韧性、抗腐蚀等物理特性，所以本发明既解决了结晶器内筒体与法兰平面交接处的过热问题，提高了结晶器的质量和热交换效果；又保障了法兰的结构强度，从而延长了结晶器的使用寿命。

附图说明

[0017] 图1、本发明的结构示意图。

[0018] 图中：1、上法兰外圆；2、上法兰内圆；3、内筒体；4、进水管；5、下法兰外圆；6、下法兰内圆；7、外筒体；8、出水管。

具体实施方式

[0019] 如图1所示，本发明包括铜质内筒体3、钢质外筒体7、设置在外筒体7下部的进水管4、设置在外筒体7上部的出水管8以及与内、外筒体焊接在一起的上法兰和下法兰，其中所述的上法兰由外圆1和内圆2两部分构成，其中外圆1为钢质材料，内圆2的上半部为铜质材料，下半部为钢质材料；下法兰由外圆5和内圆6两部分构成，其中外圆5为钢质材料，内圆6的上半部为钢质材料，下半部为铜质材料；所述内筒体3与上法兰焊接在一起，外筒体7与下法兰焊接在一起，二者相对焊接成型。

[0020] 制造时，首先制作上、下法兰：先将钢质板材制成上、下法兰形状，再将上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部铣削掉，然后将铜质材焊接在上法兰内圆的上半部或下法兰内圆的下半部上即成型；

[0021] 其次制作内筒体：先将铜质板材通过铣边、卷圆、焊接、机械加工等工序制作成内筒体，然后将内筒体与上法兰焊接在一起；

[0022] 再次制作外筒体：先将钢质板材通过铣边、卷圆、焊接、机械加工等工序制作成外筒体，然后将外筒体与下法兰焊接在一起；

[0023] 最后结晶器成型：将内、外筒体相对焊接即成型。

[0024] 上述工艺中所述焊接为气保焊方式，保护气体为纯氩气，流量20～25L/min，焊材用直径φ1.6～2.0mm铜焊条S201，焊前要在250℃～300℃下预热，焊接电流350～400A，电压25～35V，焊接速度150～200mm/min。