[发明专利]一种用于矿热炉的水冷保护屏的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿热炉设备技术领域，尤其涉及一种用于矿热炉的水冷保护屏的制造方法。

背景技术

水冷保护屏是生产铁合金、工业硅、电石、黄磷等矿热炉的重要部件，是保护电极下把持系统的圆筒式装置，一般情况下，圆筒式保护屏由若干个形状相同分屏单元组成，之所以这样排列，是为了对应布置在电极周围的若干块铜瓦、压力环，便于导电铜瓦、压力环的维修。发现铜瓦或压力环损坏后，只需拆下一块分屏单元。分屏单元内部设有封闭的循环冷却水道。每个单元屏对应的圆心角为圆周等分整数倍。其主要功能为改善导电铜瓦或接触元件的工作环境。表现为：1、阻隔生产过程中产生的灰尘进入导电区域，保证铜瓦或接触元件与电极之间的正常工作；2、阻挡料面高温直接辐射铜瓦或接触元件，以及当料面发生刺火时，能够防止火焰直接灼烧铜瓦或接触元件，形成一道保护屏障。

近年来我国不断引进矿热炉冶炼先进技术，国产矿热炉冶炼技术发展很快，我国对矿热炉冶炼的环保、耗能门槛也在不断提高。容量165kVA以下的已开始被淘汰，目前在建的矿热炉容量均在35000kVA以上，最大的已达81000kVA。矿热炉容量的提高，也意味着其冶炼强度的提高，同时对保护屏的品质也提出了更高的要求。

目前，在生产实践中水冷保护屏的工作环境极为恶劣，时刻受到高温有害烟气的侵蚀、强磁场及料面1000～1400℃以上的高温辐射，运行中经常发生严重变形或破裂漏水等故障。国内矿热炉电极系统保护屏主要采用锅炉钢和不锈钢钢板冲压焊接成型。由于锅炉钢、不锈钢导热率较低（20℃时不锈钢导热率仅为15.2W/(m*K)，生产过程中保护屏经常出现烧损，进而导致停炉更换。再者由于保护屏外圆应力集中受到较大的拉应力，并且集中了大量的纵向焊缝，当应力超过焊缝允许的应力时，焊缝开裂，保护屏破损。直接影响电炉的作业率，使产品产量、质量、成本等指标恶化，给正常生产造成损失。为了克服上述缺陷，有部分矿热炉尝试用锻造铜板制造保护屏，由加工态铜板压延并靠钻孔开通水道，这种工艺很难达到冷却水所要求的通流面积，冷却效果要打折扣，钻孔形成的水道，材料利用率低，机械加工难度大，材料和加工成本过高使其推广困难。

图1是保护屏在电极上的安装位置。图中示出了电极1’与周围各部件的安装关系，具体来说，水冷保护屏5’上部挂装在水冷大套2’上，下部依托在底部环6’上，从而保护导电铜瓦4’和压力环3’，使其免受火焰的直接灼烧。

众所周知，现有技术中的保护屏材质多为锅炉钢板、不锈钢板或锻造铜板，钢板制瓶工艺一般为冲压成若干件L型或U型板，然后组焊成型，焊缝过密，漏水点过多经常造成漏水停炉，电炉作业率过低。当使用锅炉钢或纯度不够的不锈钢材质制造时，常常会产生电子涡流，烧坏保护屏内壁。锅炉钢、不锈钢材质保护屏报废频繁，且无废材回收价值，重复投资过大。整块铜板锻压制造的保护屏，在铜板内加工出若干条冷却水道，不仅材料浪费大，成本高，而且工艺繁琐，推广价值较低。

为了解决上述缺陷，本领域技术人员亟需研究一种改善的水冷保护屏的制造方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于矿热炉的水冷保护屏的制造方法，以解决矿热炉钢制保护屏因焊缝过密引起的破损频繁及寿命过短的技术难点，延长保护屏的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于矿热炉的水冷保护屏的制造方法，包括：步骤a：利用上引设备，使得上引铸造坯料实现上引纵向连续铸造，从而形成具有预定尺寸的整体单元屏毛坯；步骤b：将拉铸完成后的所述整体单元屏毛坯沿横向切割成多个相同尺寸的单体屏；步骤c：将每两片单体屏利用氩弧焊纵向对接地焊接成组装屏；以及步骤d：利用压延设备，将组装屏根据设计弧度压延出一定弧度，将多个组装屏依次连接形成整体圆筒式保护屏。

进一步地，在所述步骤b和步骤c之间还包括步骤b’：采用氩弧焊在单体屏上分别焊接上端立板、上端窄板、上端宽板和底部端板。

进一步地，在完成了步骤d之后，还具有步骤e：根据设计位置和尺寸在组装屏上分别钻出用于容纳进水管、出水管以及定位套管的插孔。

进一步地，在完成了步骤e之后，还具有步骤f：根据所述插孔位置分别插入进水管、出水管以及定位套管，并采用氩弧焊实现焊接定位。

进一步地，在完成了步骤f之后，还具有步骤g：堵住出水口，在0.5MPa压力下试验20分钟，以进行水压试验。

进一步地，所述上引铸造坯料为电解铜。