CN110479973B - 一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰 - Google Patents
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Abstract
一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，结晶器连接法兰与结晶器支撑板为分离结构；连接法兰设置有环状冷却腔和锥形环；结晶器支撑板设置有锥形密封面，锥形密封面上设置有锥面密封槽，锥面密封槽内设置有金属O型密封圈；结晶器支撑板设置在结晶器连接法兰的锥形环内，金属O型密封圈与锥形环的圆锥面接触设置，结晶器支撑板的锥形密封面与锥形环的锥面设置有间隙；结晶器连接密封法兰工作时，连接法兰设置的环状冷却腔使锥形环尺寸保持稳定，结晶器支撑板受热膨胀；结晶器支撑板与锥形环之间的间隙补偿结晶器支撑板的膨胀，防止结晶器支撑板产生不规则变形，解决了结晶器与结晶器支撑板密封失效问题，极大改善了铜合金产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及铜合金真空水冷连续铸造设备技术领域，具体涉及一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰。
背景技术
铜合金真空水冷连续铸造设备的结晶器连接法兰原设计为整体结构，结晶器固定连接在结晶器连接法兰底部的平板上端面；铜合金真空水冷连续铸造设备在实际工作中，因结晶器工作温度较高，热量传导至结晶器连接法兰底部的平板上，使结晶器连接法兰底部平板产生膨胀，平板的膨胀因受结晶器连接法整体结构制约而无处释放，因此产生不规则变形，导致结晶器与结晶器连接法兰底部平板的密封失效，使铜合金真空水冷连续铸造设备内有空气进入；空气中的氧气与铜合金溶液中易氧化成分发生氧化反应，使铜合金溶液成分发生变化，导致拉铸出的铜锭存在合金成分不均匀现象，最终影响了铜合金产品的质量。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，结晶器连接法兰与结晶器支撑板为分离结构；连接法兰设置有环状冷却腔和锥形环，环状冷却腔通有循环冷却水，锥形环内孔为圆锥面；结晶器支撑板为圆形板状，圆板周边外圆面为锥形密封面，锥形密封面上设置有锥面密封槽，锥面密封槽内设置有金属O型密封圈；结晶器支撑板设置在结晶器连接法兰的锥形环内，金属O型密封圈与锥形环的圆锥面接触设置，金属O型密封圈设置有预压，结晶器支撑板的锥形密封面与锥形环的锥面设置有间隙；结晶器连接密封法兰工作时，连接法兰设置的环状冷却腔使锥形环尺寸保持稳定，结晶器支撑板受热膨胀；结晶器支撑板与锥形环之间的间隙补偿结晶器支撑板的膨胀，防止结晶器支撑板产生不规则变形，因此彻底解决了以往的结晶器连接法兰底部平板变形而导致的与之连接的结晶器密封失效问题；同时结晶器支撑板的膨胀使金属O型密封圈的预压增大，使金属O型密封圈的密封效果更好；该发明的结晶器连接密封法兰彻底解决了以往铜合金真空水冷连续铸造设备工作时，结晶器与连接法兰底部平板密封失效问题，保证了拉铸出的铜锭合金成分均匀，极大改善了铜合金产品的质量。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，包括连接法兰、结晶器支撑板、金属O型密封圈；所述连接法兰包括法兰板，法兰板为圆环板状，底部设置有环形凸台，凸台两侧固定设置有短圆管状的外水套、内水套，外水套、内水套底部固定设置有圆环板状的水套底板；所述法兰板、外水套、内水套、水套底板围成环状冷却腔；所述内水套圆孔内壁固定设置有锥形环，锥形环内孔为圆锥面；所述结晶器支撑板为圆形板状，圆板周边外圆面为锥形密封面，锥形密封面上设置有锥面密封槽，锥面密封槽内设置有金属O型密封圈；结晶器支撑板设置在锥形环内侧，结晶器支撑板的锥形密封面与锥形环的圆锥面之间设置有间隙，金属O型密封圈与锥形环的圆锥面接触设置，金属O型密封圈设置有预压；结晶器连接密封法兰工作时，连接法兰的冷却腔内通有循环冷却水，使连接法兰的锥形环尺寸保持不变；结晶器的热量传导至结晶器支撑板上，结晶器支撑板受热膨胀，结晶器支撑板与锥形环之间的间隙补偿结晶器支撑板的膨胀，防止结晶器支撑板产生不规则变形；同时结晶器支撑板的膨胀使金属O型密封圈的预压增大，增加了金属O型密封圈的密封效果。
进一步的，所述锥形环内孔端部为直身圆孔，结晶器支撑板周边设置有装配导引环；装配导引环设置在锥形环的直身圆孔内；装配导引环与锥形环的直身圆孔为小间隙配合，在装配时保证结晶器支撑板与锥形环的同轴度。
进一步的，所述装配导引环上均布设置有若干卸载槽；结晶器连接密封法兰工作时，结晶器支撑板受热膨胀，装配导引环产生变形，卸载槽用于补偿装配导引环的变形，避免结晶器支撑板产生过大应力。
进一步的，所述结晶器支撑板中间设置有矩形引锭头孔，引锭头孔用于引锭头伸入结晶器腔内；引锭头孔两侧设置有若干水孔和结晶器螺纹孔，水孔用于给结晶器提供冷却水，结晶器螺纹孔用于固定连接结晶器；水孔固定连接有水管；结晶器螺纹孔为盲孔，防止结晶器支撑板在结晶器螺纹孔处产生泄漏；结晶器支撑板下板面固定设置有支撑架，支撑架用于固定结晶器支撑板，通过支撑架的推力或拉力将结晶器支撑板与结晶器连接法兰固定连接。
进一步的，结晶器支撑板上板面设置有补强区，补强区厚度较其他区域厚5至8毫米，因结晶器与结晶器支撑板接触面为矩形，结晶器传导至结晶器支撑板的热量使结晶器支撑板温度分布不均，因此结晶器支撑板内应力也是不均匀的，结晶器支撑板上设置的补强区用于改善结晶器支撑板的内应力分布；所述引锭头孔、水孔、结晶器螺纹孔位于补强区内。
进一步的，所述外水套外壁固定设置有水管与冷却腔相连通，水管内通有循环冷却水。
进一步的，所述法兰板上板面设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，用于结晶器连接密封法兰与浇铸真空炉底部的连接法兰之间的密封；所述结晶器支撑板的引锭头孔周边设置有结晶器密封槽，结晶器密封槽内设置有密封圈，用于结晶器与结晶器支撑板之间的密封；所述结晶器支撑板的水孔周边设置有水管密封槽，水管密封槽内设置有密封圈，结晶器与结晶器支撑板之间水路连接的密封。
优选的，所述锥面密封槽内设置有O型密封圈，O型密封圈上下两侧设置有挡环，挡环上设置有缺口，缺口用于补偿挡环的变形。
优选的，所述锥形密封面上设置有多个锥面密封槽；其中一个锥面密封槽内设置有金属O型密封圈，其余的锥面密封槽内设置有O型密封圈；通过设置多个密封圈，进一步改善结晶器支撑板与结晶器连接法兰之间的密封。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，结晶器连接法兰与结晶器支撑板为分离结构；连接法兰设置有环状冷却腔和锥形环，环状冷却腔通有循环冷却水，锥形环内孔为圆锥面；结晶器支撑板为圆形板状，圆板周边外圆面为锥形密封面，锥形密封面上设置有锥面密封槽，锥面密封槽内设置有金属O型密封圈；结晶器支撑板设置在结晶器连接法兰的锥形环内，金属O型密封圈与锥形环的圆锥面接触设置，金属O型密封圈设置有预压，结晶器支撑板的锥形密封面与锥形环的锥面之间设置有间隙；结晶器连接密封法兰工作时，连接法兰的环状冷却腔使锥形环尺寸保持稳定，结晶器支撑板受热膨胀；结晶器支撑板与锥形环之间的间隙补偿结晶器支撑板的膨胀，防止结晶器支撑板产生不规则变形，因此彻底解决了以往的结晶器连接法兰底部平板因受热变形，而导致的与之连接的结晶器密封失效问题；同时结晶器支撑板的膨胀使金属O型密封圈的预压增大，使金属O型密封圈的密封效果更好；该发明的结晶器连接密封法兰彻底解决了以往铜合金真空水冷连续铸造设备工作时，结晶器与连接法兰底部平板密封失效问题，保证了拉铸出的铜锭合金成分均匀，极大改善了铜合金产品的质量。
附图说明
图1为结晶器连接密封法兰剖视图；
图2为局部A放大示意图；
图3为结晶器连接密封法兰外观示意图A；
图4为结晶器连接密封法兰外观示意图B；
图5为连接法兰剖面示意图；
图6为局部B放大示意图；
图7为结晶器支撑板剖面示意图；
图8为局部C放大示意图；
图9为结晶器支撑板外观示意图A；
图10为结晶器支撑板外观示意图B。
图中：1、连接法兰；101、法兰板；102、外水套；103、内水套；104、水套底板；105、冷却腔；106、锥形环；2、结晶器支撑板；201、锥形密封面；202、锥面密封槽；203、装配导引环；204、补强区；205、水管；206、水管密封槽；207、引锭头孔；208、结晶器密封槽；3、金属O型密封圈；4、压块；5、浇铸真空炉；6、结晶器。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，包括连接法兰1、结晶器支撑板2、金属O型密封圈3；所述连接法兰1包括法兰板101，法兰板101为圆环板状，上部设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈；底部设置有环形凸台，凸台两侧固定设置有短圆管状的外水套102、内水套103，外水套102外壁固定设置有水管与冷却腔105相连通，水管内通有循环冷却水；外水套102、内水套103底部固定设置有圆环板状的水套底板104；所述法兰板101、外水套102、内水套103、水套底板104围成环状冷却腔105；所述内水套103圆孔内壁固定设置有锥形环106，锥形环106内孔下部为圆锥面，内孔上部为直身圆孔；所述结晶器支撑板2为圆形板状，圆板周边外圆面为锥形密封面201，上板面周边设置有装配导引环203，装配导引环203上均布设置有若干卸载槽；锥形密封面201上设置有锥面密封槽202，锥面密封槽202内设置有金属O型密封圈3；结晶器支撑板2中间设置有矩形引锭头孔207，引锭头孔207周边设置有结晶器密封槽208，结晶器密封槽208内设置有密封圈；引锭头孔207两侧设置有若干水孔和结晶器螺纹孔，水孔周边设置有水管密封槽206，水管密封槽206内设置有密封圈；结晶器支撑板2上板面还设置有补强区，补强区厚度较其他区域厚5至8毫米；所述引锭头孔207、水孔、结晶器螺纹孔位于补强区内；水孔固定连接有水管205，结晶器螺纹孔为盲孔；结晶器支撑板2下板面固定设置有支撑架210；结晶器支撑板2设置在锥形环106内侧，装配导引环203设置在锥形环106的直身圆孔内，结晶器支撑板2的锥形密封面201与锥形环106的圆锥面之间设置有间隙，金属O型密封圈3与锥形环106的圆锥面接触设置，金属O型密封圈3设置有预压。
优选的，所述结晶器支撑板2的锥面密封槽202内设置有O型密封圈，O型密封圈上下两侧设置有挡环，挡环上设置有缺口。
优选的，所述结晶器支撑板2的锥形密封面201上设置有2个锥面密封槽202；上部锥面密封槽202内设置有金属O型密封圈3，下部锥面密封槽202内设置有O型密封圈。
铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰工作时，设置在浇铸真空炉5下部的连接法兰端面，通过三十二个压块4与浇铸真空炉5下部的连接法兰固定连接；结晶器6设置在结晶器支撑板2的上端面，通过螺栓与结晶器支撑板2固定连接；结晶器支撑板2的水管205、外水套102外壁的水管均通有循环冷却水；铜合金溶液流入结晶器内冷却结晶，大部分热量通过结晶器的冷却循环水带走，部分热量传导到结晶器支撑板2上，使结晶器支撑板2产生热膨胀；浇铸真空炉5通过底部连接法兰传导到连接法兰1的热量通过冷却腔105内的冷却循环水带走，连接法兰1的锥形环106尺寸保持稳定；结晶器支撑板2与锥形环106之间的间隙补偿结晶器支撑板2的膨胀，防止结晶器支撑板2产生不规则变形，因此保证了结晶器支撑板2与结晶器6之间的密封；同时结晶器支撑板的膨胀使金属O型密封圈的预压增大，增加了金属O型密封圈的密封效果，保证了结晶器支撑板2与连接法兰1的锥形环106之间的密封。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (5)
1.一种铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，其特征是：包括连接法兰（1）、结晶器支撑板（2）、金属O型密封圈（3）；所述连接法兰（1）包括法兰板（101），法兰板（101）为圆环板状，底部设置有环形凸台，凸台两侧固定设置有短圆管状的外水套（102）、内水套（103），外水套（102）、内水套（103）底部固定设置有圆环板状的水套底板（104）；所述法兰板（101）、外水套（102）、内水套（103）、水套底板（104）围成环状冷却腔（105）；所述内水套（103）圆孔内壁固定设置有锥形环（106），锥形环（106）内孔为圆锥面；所述结晶器支撑板（2）为圆形板状，圆板周边外圆面为锥形密封面（201）；锥形密封面（201）上设置有锥面密封槽（202）；所述锥面密封槽（202）内设置有金属O型密封圈（3）；结晶器支撑板（2）设置在锥形环（106）内侧，结晶器支撑板（2）的锥形密封面（201）与锥形环（106）的圆锥面之间设置有间隙，金属O型密封圈（3）与锥形环（106）的圆锥面接触设置，金属O型密封圈（3）设置有预压；
所述锥形环（106）内孔端部设置有直身圆孔，结晶器支撑板（2）板面周边设置有装配导引环（203）；装配导引环（203）设置在锥形环（106）的直身圆孔内；所述装配导引环（203）上均布设置有若干卸载槽；
所述结晶器支撑板（2）中间设置有矩形引锭头孔（207），引锭头孔（207）两侧设置有若干水孔和结晶器螺纹孔；水孔固定连接有水管（205），结晶器螺纹孔为盲孔；结晶器支撑板（2）下板面固定设置有支撑架（210）；
所述法兰板（101）上板面设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈；所述结晶器支撑板（2）的引锭头孔（207）周边设置有结晶器密封槽（208），结晶器密封槽（208）内设置有密封圈；所述结晶器支撑板（2）的水孔周边设置有水管密封槽（206），水管密封槽（206）内设置有密封圈。
2.根据权利要求1所述铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，其特征是：结晶器支撑板（2）上板面设置有补强区；所述引锭头孔（207）、水孔、结晶器螺纹孔位于补强区内。
3.根据权利要求1所述铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，其特征是：所述外水套（102）外壁固定设置有水管与冷却腔（105）相连通，水管内通有循环冷却水。
4.根据权利要求1所述铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，其特征是：所述锥面密封槽（202）内设置有O型密封圈，O型密封圈上下两侧设置有挡环，挡环上设置有缺口。
5.根据权利要求1所述铜合金真空水冷连续铸造结晶器连接密封法兰，其特征是：所述锥形密封面（201）上设置有多个锥面密封槽（202）；其中一个锥面密封槽（202）内设置有金属O型密封圈（3），其余锥面密封槽（202）内设置有O型密封圈。
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