[发明专利]真空自耗炉结晶器焊接式筒体制备工艺及焊接辅具

说明书

技术领域

本发明涉及真空自耗炉技术领域，具体涉及一种真空自耗炉结晶器焊接式筒体制备工艺及焊接辅具。

背景技术

目前，真空自耗炉（VAR） 主要用于钛和钛合金的生产，由真空系统、电极驱动机械系统、结晶器（铜坩埚）及冷却循环系统、直流电源、自动和手动控制系统、稳弧搅拌系统、检测和自动记录系统等部分组成。

该炉设有一个结晶器（铜坩埚），结晶器装入水冷外套里，并与熔炼电源的正极相接。电源的负极与活塞即“拉杆”（假电极）连接，该拉杆通过滑动的真空密封进入炉内。待熔炼的钢材(自耗电极)夹紧在控制活塞的机座上，并且在炉膛抽真空以后，下降自耗电极与在结晶器底部的渣料触发电弧。当电极由于输入功率而熔化时，就可通过液压控制系统下降活塞，以便保持电极同由此而形成的熔池之间的距离不变。当熔炼持续进行时，在结晶器里就逐渐地形成了一支新的锭料。

真空自耗炉结晶器中采用T2紫铜筒体，现有技术中该筒体采用旋压或锻压成型，然后再与法兰焊接成型，整体性能好、结构强度高，但是其工艺较为复杂，制作成本高，价格昂贵。真空自耗炉结晶器由于其使用上的特殊要求，结构较其他类型的结晶器复杂，具有较高的机械强度、可靠的技术精度及互换性，因此一种更加合理的制备工艺是维持其长久使用寿命的关键，同时降低结晶器制造成本、提高炉龄、降低运行成本也是满足现代特钢冶炼的重要因素。

发明内容

本发明提供一种真空自耗炉结晶器焊接式筒体制备工艺及焊接辅具，结晶器筒体采用焊接成型，在保证结晶器结构强度及精度的基础上有效地减轻制作难度，降低结晶器的生产成本。

本发明提供的技术方案是：一种真空自耗炉结晶器焊接式筒体制作工艺，包括：

模拟制作与筒体焊接条件状态相同的焊接试板，该试板在二级焊缝条件下做拉伸试验，然后根据焊缝强度降低状况确定筒体所需板材厚度；

对所选用的板材一次进行下料、刨边和卷制工序；

使经过卷制的板材纵向焊缝基本合口，加温到600-700℃并维持恒温状态下，用S201紫铜氩弧焊丝氩气保护及振动状态下半自动焊接成筒体；

对经过焊接后的筒体进行修磨、整圆以及焊缝射线检测工序；

对筒体整体进行退火处理，加温到300℃，保温2小时，缓冷至室温。

作为优选一种方式，所述的板材为T2或TP2紫铜板，可满足冶炼需求。

作为优选一种方式，焊接时焊缝底部内表面预贴有T2紫铜条板，紫铜条板下部设有碳棒以预防金属的粘连。

一种真空自耗炉结晶器焊接式筒体制作工艺焊接辅具，包括主体支架，待焊接的筒体焊缝向上置于主体支架内，主体支架分为底座、垂直段和倾斜段，均对称设置，倾斜段的端部内侧安装有可调压板，可调压板抵接在筒体外侧以使纵向焊缝合口；筒体外侧依次布置有电阻加热毯和保温棉，在焊缝处留有开口；主体支架一侧还设有固定架，固定架顶部设有运动导轨，自动摆动焊接车在运动导轨上匀速直线运动完成对筒体氩气保护下的焊接；主体支架垂直段内侧设有振动架，振动架上设有振动器，振动架底部安装有减震弹簧。

作为一种优选方式，还包括调整器，上下抵接于所述筒体内，其顶部设有碳棒。

作为一种优选方式，所述的保温棉为硅酸铝纤维保温棉。

本发明中结晶器筒体在焊接辅具的辅助下采用焊接成型，克服了现有技术中筒体仅能采用旋压或锻压成型的技术偏见，采用该方法制备的筒体各项指标均达到真空自耗炉冶炼过程要求，在保证了结晶器结构强度及精度的基础上有效地减轻了制作难度，降低了结晶器的生产成本，提高了设备的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明中焊接辅具的主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图。

图中：1、振动架，2、可调压板，3、电阻加热毯，4、保温棉，5、紫铜条板，6、碳棒，7、调整器，8、振动器，9、减震弹簧，10、固定架，11、焊接车，12、螺栓，13、运动导轨，14、筒体，15、主体支架底座，16、主体支架垂直段，17、主体支架倾斜段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明不仅局限于此。

本发明提供一种真空自耗炉结晶器焊接式筒体制作工艺，主要步骤如下：

模拟制作与筒体焊接条件状态相同的焊接试板，主要考虑的条件状态有材料、施焊温度、热处理、保温条件等，该试板在二级焊缝条件下做拉伸试验，然后根据焊缝强度降低状况确定筒体所需板材厚度；板材优选T2或TP2紫铜板，可满足真空自耗炉特钢冶炼的特定需求；