[发明专利]一种矿热炉铜底部环的制作方法

说明书

本发明公开了一种矿热炉铜底部环的制作方法，（1）采用铜或铜合金材料，经整体铸造形成环形铜坯，然后对环形铜坯进行碾压并且在环形铜坯上形成环形凹槽，在环形凹槽的槽口边沿加工出盖板安装槽，得到铜底部环本体，备用；加工出至少一个弧形盖板，弧形盖板上加工有进水孔和出水孔，备用；加工出至少一个挡块，备用；（2）通过焊接将挡块安装在环形凹槽中，并且挡块将环形凹槽分隔成至少一个弧形凹槽段；然后将弧形盖板安装在盖板安装槽中并且将对应的弧形凹槽段的槽口封盖，并将弧形盖板的边沿与铜底部环本体的冷面焊接，得到矿热炉铜底部环。本发明机械性能和导热性能较好，使用可靠性较高，且制造成本较低，更容易推广应用。

技术领域

本发明涉及冶金电炉设备技术领域，特别涉及一种矿热炉铜底部环的制作方法。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种矿热炉铜底部环的制作方法，采用这种方法制作的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。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）采用铜或铜合金材料，经整体铸造形成环形铜坯，然后对环形铜坯进行碾压并且在环形铜坯上形成槽口朝上的环形凹槽，再通过铣加工方式或车加工方式在环形凹槽的槽口边沿去除材料，形成盖板安装槽，得到铜底部环本体，备用；

通过机加工或者增材制造的方式制得至少一个弧形盖板，弧形盖板上加工有进水孔和出水孔，备用；

通过机加工或者增材制造的方式制得至少一个挡块，备用；

（2）通过焊接将挡块安装在环形凹槽中，并且挡块将环形凹槽分隔成至少一个弧形凹槽段，弧形凹槽段与弧形盖板数量相同且一一对应；然后将弧形盖板安装在盖板安装槽中并且将对应的弧形凹槽段的槽口封盖，并将弧形盖板的边沿与铜底部环本体的冷面焊接，得到矿热炉铜底部环。

通常，铜底部环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）。