電子束熔煉爐的結(jié)晶器的制造方法
【專利摘要】一種電子束熔煉爐的結(jié)晶器，包括底盤、底架水路、設(shè)有固定架的結(jié)晶器主體和至少兩條外接進(jìn)出水管，所述結(jié)晶器主體可拆卸的安裝在固定架上，主體與固定架可拆卸的安裝在底盤上，所述至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底架水路和結(jié)晶器主體，至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底盤和底架水路。本實(shí)用新型通過改變結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)，把結(jié)晶器設(shè)計(jì)成可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，特別是主體各構(gòu)件也設(shè)計(jì)成可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，去掉銅鋼異種金屬焊接的焊縫，改用法蘭、管接頭或螺栓連接的形式，避免焊縫漏水的情況，減少了停爐檢修造成的生產(chǎn)損失，而且采用這種連接方式可以將進(jìn)出水管單獨(dú)拆卸，方便了維修，而且每件損壞都能單獨(dú)更換。
【專利說明】電子束熔煉爐的結(jié)晶器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電子束熔煉爐的結(jié)晶器。

【背景技術(shù)】
[0002] 電子束熔煉是一種特殊的真空冶金方法，這種方法是在高真空條件下，利用高能 電子束熔煉高溫難熔金屬，如鎢、鑰、鉭、鈮、鈦等貴重金屬或合金材料，來達(dá)到熔煉或提純 上述材料的目的，電子束熔煉的主要設(shè)備為電子束熔煉爐。
[0003] 結(jié)晶器是電子束熔煉爐的重要設(shè)備，其作用是使熔融金屬逐漸冷卻，凝固成型所 需形狀的鑄錠。由于結(jié)晶器上端的熔融金屬處于高溫電子束的直接照射下，因此其工作溫 度很高，工作條件較為苛刻。
[0004] 現(xiàn)有結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)主要由結(jié)晶器主體(采用銅部件與鋼部件焊接在一起，包括焊 接的鋼管)、底盤(材料為鋼)、底架水路(材料為鋼）等組成。
[0005] 結(jié)晶器主體的形狀類似一個(gè)矩形通槽，用于連鑄鑄錠，結(jié)晶器主體由多個(gè)主體組 件組成，每個(gè)主體組件均由銅件和焊接在銅件外側(cè)的鋼加強(qiáng)筋組成，鋼管焊接在銅件上；兩 個(gè)相鄰的主體組件之間通過銅件與銅件之間定位，并且兩個(gè)相鄰的主體組件的鋼加強(qiáng)筋通 過緊固機(jī)構(gòu)連接。
[0006] 底盤安裝在結(jié)晶器主體底部，防止熔融金屬液體流入拉錠室；底盤由至少兩個(gè)集 成復(fù)雜水路的鋼板組成，鋼板中間加工有與主體連接的螺栓孔和與拉錠機(jī)構(gòu)進(jìn)出結(jié)晶器的 矩形通孔。
[0007] 底架水路用于連接外部水路、結(jié)晶器主體水路、底盤水路等，并起安裝結(jié)晶器時(shí)的 固定作用，底架水路包括一進(jìn)一出的總進(jìn)出水口，底架水路由方形鋼管焊接而成，方形鋼管 側(cè)面開孔焊接法蘭，并通過法蘭與焊接在主體上的進(jìn)出水鋼管連接，同時(shí)也通過法蘭與焊 接在底盤上的進(jìn)出水鋼管連接。
[0008] 上述結(jié)晶器結(jié)構(gòu)的水路走向是由底架水路的總進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)過方形鋼管，然后 由方形鋼管上的法蘭接口分配給每一根主體鋼管，接著由主體進(jìn)水口鋼管進(jìn)入到主體內(nèi) 部，通過主體出水口鋼管進(jìn)入方形鋼管上的法蘭接口匯合流回總出水口；而方形鋼管上的 另兩個(gè)法蘭接口連接到底盤的進(jìn)水口，再經(jīng)過底盤的復(fù)雜水路，通過底盤的鋼管出水口進(jìn) 入方形鋼管上的法蘭接口匯合流回總出水口。
[0009] 現(xiàn)有結(jié)晶器主體各組件是通過銅件與焊接在銅件外側(cè)的鋼板(鋼加強(qiáng)筋）焊接而 連接在一起，結(jié)晶器主體各組件上的銅件和進(jìn)出水鋼管也采用焊接的方式連接在一起，而 進(jìn)出水鋼管的另一端焊接法蘭與底架方形鋼管水路連接，因此，結(jié)晶器主體銅件、鋼板、進(jìn) 出水鋼管通過相互焊接形成一個(gè)不可拆卸的組件體。
[0010] 上述這種結(jié)晶器結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)是：
[0011] 1.在電子束熔煉爐內(nèi)的惡劣工作環(huán)境下，在電子束高溫的作用下，各處的溫度較 高，而且溫度不均勻，會(huì)產(chǎn)生熱變形，主體的各主體組件之間的銅件與鋼板的焊縫會(huì)出現(xiàn)裂 縫，另外銅件和進(jìn)出水鋼管之間的焊縫也會(huì)出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致工作狀況下焊縫處漏水，造成停 爐檢修引起生產(chǎn)損失；并且維修補(bǔ)焊時(shí)由于需要將整個(gè)主體部件加熱，又會(huì)導(dǎo)致已有的大 量焊縫中出現(xiàn)新的裂縫而漏水，基本無法修復(fù)。另外，銅件和進(jìn)出水鋼管之間的異種金屬焊 接難度也大。
[0012] 2.由于所有組件都是焊接在一起，如果出現(xiàn)某個(gè)組件有損壞，比如主體中的銅件、 進(jìn)出水鋼管等，基本上無法維修或更換。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]
[0014] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在銅部件和鋼部件之間的異 種金屬焊接、焊縫受熱后容易拉裂漏水、組件損壞基本上無法維修或更換等缺點(diǎn)，提供一種 電子束熔煉爐的結(jié)晶器，這種電子束熔煉爐的結(jié)晶器的組件損壞能單獨(dú)更換，并且盡可能 的減少了焊縫，因此有效解決了焊縫漏水的問題。采用的技術(shù)方案如下：
[0015] 一種電子束熔煉爐的結(jié)晶器，包括底盤、底架水路、設(shè)有固定架的結(jié)晶器主體、和 至少兩條外接進(jìn)出水管，其特征在于：所述結(jié)晶器主體可拆卸的安裝在固定架上，主體與固 定架分別可拆卸的安裝在底盤上，所述至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底 架水路和結(jié)晶器主體，至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底盤和底架水路。
[0016] 較優(yōu)的方案，所述結(jié)晶器主體采用整塊主體銅件加工或至少兩塊主體銅件組裝成 矩形通槽，所述各主體銅件內(nèi)均開有冷卻水通道。所述各個(gè)主體銅件側(cè)面加工有多個(gè)螺紋 孔，通過螺釘連接鋼固定架。各個(gè)鋼固定架焊接有加強(qiáng)筋以提高銅件的強(qiáng)度，同時(shí)固定架下 端面與底盤接觸面加工多個(gè)用來連接底盤的螺栓通孔。所述結(jié)晶器的主體銅件可以根據(jù)實(shí) 際工作狀況，采用不同成分的銅合金，如銀銅、鉻鋯銅、鋁青銅等。
[0017] 較優(yōu)的方案，所述底盤包括鋼板，所述鋼板加工有水道槽，所述水道槽開口焊接鋼 蓋板形成雙進(jìn)雙出的底盤水路。
[0018] 更優(yōu)的方案，所述底盤水路的進(jìn)出水口焊接有用于連接底架水路的外接進(jìn)出水 管，所述鋼板加工有至少一個(gè)可以通過螺栓與結(jié)晶器主體底面的螺栓通孔連接的螺栓通 孔、用于讓拉錠機(jī)構(gòu)進(jìn)出結(jié)晶器的矩形通孔，所述鋼板上還焊接有用來連接底架水路的連 接座。
[0019] 較優(yōu)的方案，所述底架水路由至少兩根鋼質(zhì)水管組成，底架水路四個(gè)角焊接四個(gè) 安裝用的固定腳，底架水路焊接有兩塊以上的連接板，連接板上焊接有加強(qiáng)筋以提高連接 板的強(qiáng)度，同時(shí)連接板上加工通過螺栓來緊固固定架的螺栓通孔，底架水路焊有兩個(gè)分別 用于連接外部總進(jìn)水口和外部總出水口的法蘭(水路分別為一進(jìn)一出）。所述鋼質(zhì)水管可以 是矩形或方形鋼管，鋼質(zhì)水管根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，焊接不同內(nèi)徑的過流斷面的法蘭或者管 接頭，用于連接外接進(jìn)出水管；鋼質(zhì)水管末端用小鋼板焊接封住。焊接不同內(nèi)徑的過流斷面 的法蘭或者管接頭可以控制冷卻介質(zhì)的流量，使結(jié)晶器的整體冷卻更加合理。
[0020] 較優(yōu)的方案，所述外接進(jìn)出水管的兩端分別焊接有鋼質(zhì)法蘭或管接頭。兩端都是 鋼質(zhì)法蘭，或兩端都是管接頭，或一端焊接有鋼質(zhì)法蘭，另一端焊接有管接頭。外接進(jìn)出水 管的一端用于連接主體銅件進(jìn)出水口，另一端用于與底架水路連接。因此外接進(jìn)出水管與 主體銅件、底架水路之間都不用通過焊接連接，整根外接進(jìn)出水管可以單獨(dú)拆卸下來，方便 維修和安裝，也改進(jìn)了銅鋼異種金屬焊接因焊縫拉裂而漏水的情況，大大方便了制造和使 用。
[0021] 更優(yōu)的方案，所述外接進(jìn)出水管為金屬波紋軟管、鋼管，或由金屬波紋軟管和鋼管 焊接而成。
[0022] 較優(yōu)的方案，所述底架水路、底盤水路、各冷卻水通道與各外接進(jìn)出水管組成完整 的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由底架水路的總進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)過鋼質(zhì)水管，然后 由鋼質(zhì)水管上的法蘭接口分配給每一根外接進(jìn)水管，接著由外接進(jìn)水管的法蘭進(jìn)入到主體 銅件內(nèi)部冷卻水通道，通過主體銅件出水口處連接的外接出水管進(jìn)入鋼質(zhì)水管上，最后匯 合流回總出水口；而鋼質(zhì)水管上的另兩個(gè)法蘭接口連接外接進(jìn)水管到底盤的進(jìn)水口，再經(jīng) 過底盤的復(fù)雜水路，通過底盤的鋼管出水口連接外接出水管的法蘭進(jìn)入鋼質(zhì)水管，最后匯 合流回總出水口。
[0023] 較優(yōu)的方案，所述冷卻水通道橫截面為圓形孔或復(fù)合孔，所述復(fù)合孔由至少兩個(gè) 圓形孔部分重疊而成。各圓形孔的直徑可以相同也可以不同。
[0024] 本實(shí)用新型對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，由于通過改變結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)，把結(jié)晶器 設(shè)計(jì)成可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，特別是主體各構(gòu)件也設(shè)計(jì)成可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，去掉銅鋼異種 金屬焊接的焊縫，改用法蘭、管接頭或螺栓連接的形式，避免焊縫漏水的情況，減少了停爐 檢修造成的生產(chǎn)損失，而且采用這種連接方式可以將進(jìn)出水管單獨(dú)拆卸，這樣大大方便了 維修，而且每件損壞都能單獨(dú)更換；改進(jìn)結(jié)晶器主體內(nèi)部冷卻水通道結(jié)構(gòu)，采用復(fù)合孔型結(jié) 構(gòu)水道，同等通流面積條件下，復(fù)合孔型相對(duì)于圓孔型的換熱面積增加，提高換熱能力；而 厚度可以減少，使主體銅件能夠制造得更薄，大幅降低材料成本。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0025]
[0026] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是圖1的正視圖；
[0028] 圖3是圖1的俯視圖；
[0029] 圖4是圖1的左視圖；
[0030] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1-3的冷卻水通道橫截面對(duì)比表。

【具體實(shí)施方式】 [0031]
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 如圖1-4所示，本實(shí)施例中的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，包括底盤2、底架水路3、設(shè) 有固定架102的結(jié)晶器主體1和多條外接進(jìn)出水管4,所述結(jié)晶器主體1、固定架102分別 可拆卸的安裝在底盤2上，多條外接進(jìn)出水管4的兩端分別可拆卸的連接底架水路3和結(jié) 晶器主體1，多條外接進(jìn)出水管4的兩端分別可拆卸的連接底盤和底架水路。
[0034] 所述結(jié)晶器主體1采用多塊主體銅件101組裝成矩形通槽，所述主體銅件101的 材料為銀銅，所述各主體銅件101內(nèi)均開有冷卻水通道。所述各個(gè)主體銅件101側(cè)面加工 有多個(gè)螺紋孔，通過螺釘連接鋼固定架102。各個(gè)鋼固定架102焊接有加強(qiáng)筋以提高銅件的 強(qiáng)度，同時(shí)固定架102下端面與底盤2接觸面加工多個(gè)螺栓通孔，用來連接底盤2。
[0035] 所述底盤2包括鋼板201，所述鋼板201加工有水道槽，所述水道槽開口焊接鋼蓋 板形成雙進(jìn)雙出的底盤水路。
[0036] 所述底盤水路的各進(jìn)出水口 203均焊接有用于連接底架水路3的外接進(jìn)出水管4， 所述鋼板201加工有多個(gè)可以通過螺栓與鋼固定架102底面的螺栓通孔連接的螺栓通孔、 用于讓拉錠機(jī)構(gòu)進(jìn)出結(jié)晶器的矩形通孔，所述鋼板201上還焊接有用來連接底架水路3的 連接座202。
[0037] 所述底架水路3由多根鋼質(zhì)水管301組成，底架水路3四個(gè)角焊接四個(gè)安裝用的 固定腳302,底架水路3焊有兩塊連接板304,連接板304上焊接有加強(qiáng)筋305以提高連接 板304的強(qiáng)度，同時(shí)連接板304上加工通過螺栓來緊固固定架的螺栓通孔，底架水路3焊有 兩個(gè)分別用于連接外部總進(jìn)水口和外部總出水口的法蘭303 (水路分別為一進(jìn)一出）。所述 鋼質(zhì)水管301是矩形鋼管，鋼質(zhì)水管301根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，焊接不同內(nèi)徑的過流斷面的法 蘭或者管接頭，用于連接外接進(jìn)出水管4 ;鋼質(zhì)水管301末端用小鋼板焊接封住。焊接不同 內(nèi)徑的過流斷面的法蘭或者管接頭可以控制冷卻介質(zhì)的流量，使結(jié)晶器的整體冷卻更加合 理。
[0038] 所述外接進(jìn)出水管4的兩端分別焊接有鋼質(zhì)法蘭5。外接進(jìn)出水管4的一端用于 連接主體銅件101進(jìn)出水口，另一端用于與底架水路3連接。因此外接進(jìn)出水管4與主體 銅件101、底架水路3之間都不用通過焊接連接，整根外接進(jìn)出水管4可以單獨(dú)拆卸下來，方 便維修和安裝，也改進(jìn)了銅鋼異種金屬焊接因焊縫拉裂而漏水的情況，大大方便了制造和 使用。
[0039] 所述外接進(jìn)出水管4為金屬波紋軟管。
[0040] 所述底架水路3、底盤水路、各冷卻水通道與各外接進(jìn)出水管4組成完整的冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)。所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由底架水路3的總進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)過鋼質(zhì)水管301，然后由 鋼質(zhì)水管301上的法蘭接口分配給每一根外接進(jìn)水管，接著由外接進(jìn)水管的法蘭進(jìn)入到主 體銅件101內(nèi)部冷卻水通道，通過主體銅件101出水口處連接的外接出水管進(jìn)入鋼質(zhì)水管 301上，最后匯合流回總出水口；而鋼質(zhì)水管301上的另兩個(gè)法蘭接口連接外接進(jìn)水管到底 盤2的進(jìn)水口，再經(jīng)過底盤2的復(fù)雜水路，通過底盤2的鋼管出水口連接外接出水管的法蘭 進(jìn)入鋼質(zhì)水管301，最后匯合流回總出水口。
[0041] 所述冷卻水通道橫截面為圓形孔。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 本實(shí)施例中的電子束熔煉爐的結(jié)晶器與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
[0044] 所述鋼質(zhì)水管301是方形鋼管。
[0045] 所述外接進(jìn)出水管4的兩端分別焊接有管接頭。
[0046] 所述外接進(jìn)出水管4為鋼管。
[0047] 所述冷卻水通道橫截面為復(fù)合孔，所述復(fù)合孔由兩個(gè)圓形孔部分重疊而成。各圓 形孔的直徑相同。
[0048] 復(fù)合孔的冷卻水道與圓形孔的冷卻水道相比，具有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是提升換熱能力， 復(fù)合孔的冷卻通道與圓形孔的冷卻通道相比，換熱能力大致提高約14%，冷卻效果更均勻； 二是減薄銅板的厚度，有效地節(jié)約銅材的用量，降低制造成本。
[0049] 實(shí)施例3
[0050] 本實(shí)施例中的電子束熔煉爐的結(jié)晶器與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
[0051] 所述外接進(jìn)出水管4由金屬波紋軟管和鋼管焊接而成。
[0052] 所述冷卻水通道橫截面為復(fù)合孔，所述復(fù)合孔由三個(gè)圓形孔部分重疊而成。各圓 形孔的直徑都相同。
[0053] 實(shí)施例4
[0054] 本實(shí)施例中的電子束熔煉爐的結(jié)晶器與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
[0055] 所述結(jié)晶器主體1采用整塊主體銅件101加工成矩形通槽，所述主體銅件101的 材料為鉻鋯銅。
[0056] 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其各部分名稱等可以不 同，凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本 實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí) 施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者 超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子束熔煉爐的結(jié)晶器，包括底盤、底架水路、設(shè)有固定架的結(jié)晶器主體和至少 兩條外接進(jìn)出水管，其特征在于：所述結(jié)晶器主體可拆卸的安裝在固定架上，主體與固定架 分別可拆卸的安裝在底盤上，所述至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底架水 路和結(jié)晶器主體，至少一條外接進(jìn)出水管的兩端分別可拆卸的連接底盤和底架水路；所述 外接進(jìn)出水管的兩端分別焊接有鋼質(zhì)法蘭或管接頭；所述外接進(jìn)出水管為金屬波紋軟管、 鋼管，或由金屬波紋軟管和鋼管焊接而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述結(jié)晶器主體采用整 塊主體銅件加工或者至少兩塊主體銅件組裝成矩形通槽，所述各主體銅件內(nèi)均開有冷卻水 通道。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述各個(gè)主體銅件側(cè)面 加工有多個(gè)螺紋孔，通過螺釘連接鋼固定架。
4. 如權(quán)利要求2所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：各個(gè)鋼固定架焊接有加 強(qiáng)筋以提高銅件的強(qiáng)度，同時(shí)固定架下端面與底盤接觸面加工多個(gè)用來連接底盤的螺栓通 孔。
5. 如權(quán)利要求2所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述冷卻水通道橫截面 為圓形孔或復(fù)合孔，所述復(fù)合孔由至少兩個(gè)圓形孔部分重疊而成。
6. 如權(quán)利要求2所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述底盤包括鋼板，所述 鋼板加工有水道槽，所述水道槽開口焊接鋼蓋板形成雙進(jìn)雙出的底盤水路。
7. 如權(quán)利要求6所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述底盤水路的進(jìn)出水 口焊接有用于連接底架水路的外接進(jìn)出水管，所述鋼板加工有至少一個(gè)可以通過螺栓與結(jié) 晶器主體底面的螺栓通孔連接的螺栓通孔、用于讓拉錠機(jī)構(gòu)進(jìn)出結(jié)晶器的矩形通孔，所述 鋼板上還焊接有用來連接底架水路的連接座。
8. 如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述底架水路由至少兩 根鋼質(zhì)水管組成，底架水路四個(gè)角焊接安裝用的固定腳，底架水路焊接有兩塊以上的連接 板，連接板上焊接有加強(qiáng)筋以提高連接板的強(qiáng)度，同時(shí)連接板上加工通過螺栓來緊固固定 架的螺栓通孔，底架水路焊有兩個(gè)分別用于連接外部總進(jìn)水口和外部總出水口的法蘭。
9. 如權(quán)利要求2所述的電子束熔煉爐的結(jié)晶器，其特征在于：所述底架水路、底盤水 路、各冷卻水通道與各外接進(jìn)出水管組成完整的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】C22B9/22GK203938714SQ201420092462
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】陳鋼, 賴澤洪, 許領(lǐng)舜, 陳志堅(jiān) 申請(qǐng)人:汕頭華興冶金設(shè)備股份有限公司