一种分段式矿热炉铜底部环制造技术

本实用新型专利技术公开了一种分段式矿热炉铜底部环，包括至少两个弧形铜底部环单元，各弧形铜底部环单元通过联结结构连接在一起而形成圆环状的矿热炉铜底部环，其特征在于：所述弧形铜底部环单元包括弧形铜本体和盖板，弧形铜本体的冷面上设有通水凹槽，通水凹槽的槽口开口于弧形铜本体的冷面上，通水凹槽的槽口边沿设有能够容纳盖板的盖板安装槽，盖板安装在盖板安装槽中并且将通水凹槽的槽口封盖，并且盖板的边沿与弧形铜本体的冷面焊接，通水凹槽的内壁与盖板共同围成冷却通道，盖板上设有进水孔和出水孔，进水孔、出水孔均与冷却通道连通。这种分段式矿热炉铜底部环的机械性能和导热性能较好，使用的可靠性较高，且制造成本较低，更容易推广应用。更容易推广应用。更容易推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式矿热炉铜底部环


[0001]本技术涉及冶金电炉设备
，特别涉及一种分段式矿热炉铜底部环。

技术介绍

[0002]矿热炉又称电弧炉，主要用于生产铁合金、工业硅、电石、黄磷等产品，在该行业也俗称电炉。电极把持器的主要作用是通过把持电极，将电流经过导电管、接触元件（例如铜瓦和压力环）传输到电极上，并定期压放电极，使电极工作端消耗掉的部分得到补充，以保持电极工作端的有效长度。电极把持器主要由底部环、保护屏、导电管、接触元件等组成，保护屏、导电管、接触元件等位于底部环的上方。电极把持器大部分位于矿热炉内，直接与炉内的高温烟气接触，工作环境恶劣。
[0003]底部环是电极把持器的关键部件之一，用于保护电极把持器的其它部件，使保护屏、接触元件的底部不受高温烟气的侵害，并隔绝高温烟气进入电极把持器内部，避免侵害电极把持器内部的导电管、接触元件等部件。
[0004]现有的矿热炉底部环有两种：一种是铸造铜底部环；另一种是锻造铜底部环。
[0005]铸造铜底部环采用直接铸造成型或预埋铜管铸造成型工艺制成。铸造的铜底部环在铸造过程中存在无法根本消除的材料缺陷，例如铜底部环内部有铸造组织疏松、气孔、夹渣和裂纹等。铸造铜底部环本体的机械性能差，导热性能差。预埋铜管铸造成型的底部环，由于纯铜基体与预埋铜管未能完全熔合，内部容易出现不同程度的气隙热阻，导致整体组件的导热能力降低。在高温工作环境下，底部环容易出现受热变形，这些铸造缺陷随着变形的出现而扩大，严重影响到底部环使用的可靠性。
[0006]锻造铜底部环采用的是锻造铜板，在锻造铜板上经过钻深孔形成冷却水通道（钻孔一般从侧面、底面或外弧面起钻）、弯板后焊接堵头、盖板和位于顶面的进出水管等工序制作而成。这种锻造铜底部环焊接堵头时产生的焊缝长期暴露在高温环境中，在使用过程中焊缝偶尔会出现裂纹导致漏水的问题。而且，这种锻造铜底部环虽然解决了铸造铜底部环存在的各种缺陷，但其制作工艺复杂，制造成本较高，在实际应用推广中受到限制。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的问题是提供一种分段式矿热炉铜底部环，这种分段式矿热炉铜底部环的机械性能和导热性能较好，使用的可靠性较高，且制造成本较低，更容易推广应用。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下：
[0009]一种分段式矿热炉铜底部环，包括至少两个弧形铜底部环单元，各弧形铜底部环单元通过联结结构连接在一起而形成圆环状的矿热炉铜底部环，其特征在于：所述弧形铜底部环单元包括弧形铜本体和盖板，弧形铜本体的冷面上设有通水凹槽，通水凹槽的槽口开口于弧形铜本体的冷面上，通水凹槽的槽口边沿设有能够容纳盖板的盖板安装槽，盖板安装在盖板安装槽中并且将通水凹槽的槽口封盖，并且盖板的边沿与弧形铜本体的冷面焊
接，通水凹槽的内壁与盖板共同围成冷却通道，盖板上设有进水孔和出水孔，进水孔、出水孔均与冷却通道连通。
[0010]通常，弧形铜本体朝向矿热炉炉腔的一面为热面（朝下），背向矿热炉炉腔的一面为冷面（朝上）。
[0011]通常，一个弧形铜底部环单元上可设有一个或多个冷却通道。当弧形铜底部环单元上设有多个冷却通道时，各冷却通道互不连通。
[0012]通常，上述弧形铜本体的材质为纯铜或铜合金。
[0013]先将铜材铸造成铜坯后锻压成铜板；然后，通过铣加工方式在铜板上去除材料，得到通水凹槽；接着，通过铣加工方式在通水凹槽的槽口边沿去除材料，得到能够容纳盖板的盖板安装槽；然后将铜板通过塑性变形成弧形铜本体；再接着，将各块盖板安装在相应的盖板安装槽中，并且盖板的边沿与弧形铜本体的冷面焊接；最后，通过联结结构将各弧形铜底部环单元连接在一起而形成圆环状的矿热炉铜底部环。
[0014]上述弧形铜本体也可采用下述方法制作：从锻造铜板或压延铜板上切割出所需尺寸的弧形铜板，然后通过铣加工方式形成通水凹槽和盖板安装槽。
[0015]由于弧形铜本体经过锻压，比起铸造铜底部环，提高了机械性能（锻铜抗拉强度Rm≥200MPa，铸铜Rm≥170MPa），减小热变形；提高了导热性能（锻铜热导率≥380W/mk；铸铜热导率≥320W/mk），金相组织致密均匀，消除了铸造过程中存在的各种缺陷，消除了埋管铸造过程不完全融合而产生的气隙热阻。
[0016]另外，盖板的边沿与弧形铜本体的冷面焊接，产生的焊缝都集中在矿热炉铜底部环的冷面上，相对于矿热炉铜底部环的底面、侧面和外弧面，矿热炉铜底部环冷面上的焊缝所处的环境温度较低，解决了原有锻造铜底部环焊缝暴露在高温环境中，在使用过程中焊缝偶尔会出现裂纹导致漏水的问题。
[0017]由于在弧形铜本体的冷面上加工出通水凹槽，能够大大降低铜底部环加工后的整体重量和成本，更容易推广应用。
[0018]通常，所述盖板安装槽的槽口宽度大于通水凹槽的槽口宽度。在通水凹槽的槽口边沿加工好盖板安装槽后，盖板安装槽槽底与通水凹槽的槽壁之间通常形成两个沿通水凹槽长度方向延伸的台阶，这两个台阶分别处于通水凹槽的两侧，用于支撑盖板。
[0019]优选方案中，所述矿热炉铜底部环采用锻造铜材或压延铜材制成。
[0020]作为本技术的优选方案，所述盖板的边沿通过环形焊缝与盖板安装槽的槽壁连接。在生成环形焊缝之前，需要将盖板的边沿、盖板安装槽的槽壁这些接缝周围去除氧化皮、油污等杂质。通常，上述焊接采用弧焊或搅拌摩擦焊。
[0021]作为本技术的优选方案，所述盖板的材质为不锈钢或铜。
[0022]作为本技术的优选方案，所述联结结构处在所述矿热炉铜底部环的冷面上。
[0023]作为本技术的优选方案，所述弧形铜底部环单元上设有至少一个吊耳，吊耳的顶部设有吊孔，吊孔处于盖板的顶面上方。更优选所述吊耳与盖板连接，盖板上设有吊耳安装孔，吊耳的底部通过焊接安装在相应的吊耳安装孔中。上述吊耳与盖板焊接时采用双面焊，避免出现吊耳作为受力件在使用过程因出现焊缝拉裂导致铜底部环脱落的现象。在矿热炉铜底部环的冷面上设置吊耳，通过吊孔可以较为方便的将矿热炉铜底部环起吊起来。
[0024]作为本技术进一步的优选方案，所述联结结构包括螺栓和螺母；弧形铜底部环单元两端分别设有一个吊耳，螺栓的螺杆依次穿过两个弧形铜底部环单元相邻端上吊耳的吊孔，螺母锁紧在螺栓的螺杆上。螺栓的螺杆依次穿过两块盖板相邻端上的吊孔，在螺母的作用下将相邻两个弧形铜底部环单元的端部锁紧，从而将各弧形铜底部环单元锁紧连接而形成圆环状的矿热炉铜底部环。
[0025]作为本技术进一步的优选方案，所述吊耳的材质为不锈钢。
[0026]一种优选方案中，所述通水凹槽由多个通水凹槽段依次连接而成，所述盖板的形状、尺寸与该通水凹槽的形状、尺寸相匹配。上述通水凹槽是采用铣削等机械加工方式在弧形铜本体上形成依次相互连通的多个通水凹槽段，通水凹槽的路线和横截面形状可根据需要灵活设置，从而形成所需路线和横截面形状的冷却通道。上述盖板是通过机加工（如铣削本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段式矿热炉铜底部环，包括至少两个弧形铜底部环单元，各弧形铜底部环单元通过联结结构连接在一起而形成圆环状的矿热炉铜底部环，其特征在于：所述弧形铜底部环单元包括弧形铜本体和盖板，弧形铜本体的冷面上设有通水凹槽，通水凹槽的槽口开口于弧形铜本体的冷面上，通水凹槽的槽口边沿设有能够容纳盖板的盖板安装槽，盖板安装在盖板安装槽中并且将通水凹槽的槽口封盖，并且盖板的边沿与弧形铜本体的冷面焊接，通水凹槽的内壁与盖板共同围成冷却通道，盖板上设有进水孔和出水孔，进水孔、出水孔均与冷却通道连通。2.根据权利要求1所述的分段式矿热炉铜底部环，其特征在于：所述矿热炉铜底部环采用锻造铜材或压延铜材制成。3.根据权利要求1所述的分段式矿热炉铜底部环，其特征在于：所述盖板的边沿通过环形焊缝与盖板安装槽的槽壁连接；所述盖板的材质为不锈钢或铜；所述联结结构处在所述矿热炉铜底部环的冷面上；所述盖板上焊接有进水管和出水管，进水管的底部接口与盖板的进水孔连通，出水管的底部接口与盖板的出水孔连通。4.根据权利要求1所述的分段式矿热炉铜底部环，其特征在于：所述弧形铜底部环单元上设有至少一个吊耳，吊耳的顶部设有吊孔，吊孔处于盖板的顶面上方。5.根据权利要求4所述的分段式矿热炉铜底部环，其特征在于：所述吊耳与盖板连接，盖板上设有吊耳安装孔，吊耳的底部通过焊接安装在相应的吊耳安...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兵其，罗明宇，佘京鹏，李立鸿，沈大伟，陈名炯，
申请(专利权)人：汕头华兴冶金设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：