CN113814662B - 一种矿热炉铜底部环的制作方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种矿热炉铜底部环的制作方法

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）。

通常，上述铜底部环本体的材质为纯铜或铜合金。

由于铜底部环本体经过碾压，其内部变得更为密实，比起铸造铜底部环，提高了机械性能（锻铜抗拉强度Rm≥200MPa，铸铜Rm≥170MPa），减小热变形；提高了导热性能（锻铜热导率≥380W/mk；铸铜热导率≥320W/mk），金相组织致密均匀，消除了铸造过程中存在的各种缺陷，消除了埋管铸造过程不完全融合而产生的气隙热阻。

另外，弧形盖板的边沿与铜底部环本体的冷面焊接，产生的焊缝都集中在铜底部环本体的冷面上，相对于铜底部环本体的底面、侧面和外弧面，铜底部环本体冷面上的焊缝所处的环境温度较低，解决了原有锻造铜底部环焊缝暴露在高温环境中，在使用过程中焊缝偶尔会出现裂纹导致漏水的问题。

通常，所述盖板安装槽的槽口宽度大于环形凹槽的槽口宽度。在环形凹槽的槽口边沿加工好盖板安装槽后，盖板安装槽槽底与环形凹槽的槽壁之间通常形成两个环形台阶，两个环形台阶分别处于环形凹槽的两侧，用于支撑各弧形盖板。

作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中安装并焊接好弧形盖板后，弧形凹槽段的内壁、弧形盖板以及处于弧形凹槽段两端的挡块的共同包围，在铜底部环本体内部形成冷却通道，弧形盖板上的进水孔和出水孔均与冷却通道连通。

优选上述步骤（1）是采用碾压装置对铸造成型的环形铜坯进行碾压的；所述碾压装置包括芯辊、驱动辊、两个导向辊、轴向上碾压辊和轴向下碾压辊，芯辊竖直设置在环形铜坯的内孔中，驱动辊与两个导向辊均竖直设置在环形铜坯的外侧，两个导向辊分别处于驱动辊两侧，轴向上碾压辊处于环形铜坯的上侧，轴向下碾压辊处于环形铜坯的下侧；芯辊的辊面与环形铜坯的内圆周面接触配合，驱动辊的辊面、导向辊的辊面均与环形铜坯的外圆周面接触配合，轴向上碾压辊的辊面与环形铜坯的上表面接触配合，轴向下碾压辊的辊面与环形铜坯的下表面接触配合；进行碾压时，芯辊、驱动辊、轴向上碾压辊、轴向下碾压辊转动，使环形铜坯绕其自身轴线转动，同时芯辊和驱动辊共同在径向上对环形铜坯进行挤压，轴向上碾压辊、轴向下碾压辊共同在轴向上对环形铜坯进行挤压。进行碾压时，在芯辊、驱动辊、两个导向辊、轴向上碾压辊、轴向下碾压辊的共同作用下，环形铜坯能够绕其自身轴线转动。

随着碾压的进行，可逐渐调小芯辊和驱动辊之间的间隙，可逐渐调小轴向上碾压辊和轴向下碾压辊之间的间隙，直至环形铜坯尺寸达到设计要求。

上述芯辊、驱动辊、轴向上碾压辊、轴向下碾压辊的转动，可分别由一动力装置（如电机）提供动力；也可采用同一电机，通过传动机构（如齿轮组）分别带动芯辊、驱动辊、轴向上碾压辊、轴向下碾压辊转动。两个导向辊起导向、限位作用，环形铜坯转动时在环形铜坯的带动下随着转动。上述芯辊和轴向上碾压辊也可不与动力装置连接。

一种优选方案中，所述步骤（1）中碾压环形铜坯的过程中，在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽。采用碾压方式在铜底部环本体的冷面上加工出环形凹槽，操作较为简单，且能够充分利用铜材，能够大大降低铜底部环的制作成本，更容易推广应用。

更优选上述步骤（1）中是采用进给辊在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽的：进给辊竖直设置在环形铜坯的上方，在环形铜坯绕其自身轴线转动的过程中，进给辊逐渐向下进给并且绕其自身轴线转动，进给辊的下端与环形铜坯的冷面接触配合并对环形铜坯的冷面产生向下的挤压力，从而在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽。一种具体方案中，进给辊可转动安装在一升降座上，升降座在一升降机构驱动下能够下降或上升，升降座上设有能够驱动进给辊转动的进给辊旋转驱动机构。

另一种优选方案中，所述步骤（1）中碾压好环形铜坯后，通过铣加工方式或车加工方式在环形铜坯的冷面上去除材料，形成环形凹槽。

作为本发明的优选方案，所述弧形盖板的材质为不锈钢或铜。

上述弧形盖板上的进水孔和出水孔可采用钻加工方式或铣加工方式形成。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中预制有至少两个挡块和相应数量的弧形盖板；步骤（2）中在环形凹槽中安装至少两个挡块，各挡块将环形凹槽分隔成至少两个弧形凹槽段。通过以上结构，使矿热炉铜底部环具有多个相互独立的冷却通道，各冷却通道互不连通。

作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中，将挡块的底部与所述环形凹槽的槽底焊接。

作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中，通过环形焊缝将弧形盖板的边沿与盖板安装槽的槽壁连接。在生成环形焊缝之前，需要将弧形盖板的边沿、盖板安装槽的槽壁这些接缝周围去除氧化皮、油污等杂质。上述焊接一般采用弧焊或搅拌摩擦焊。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中，预制的挡块顶部设有吊耳，吊耳的顶部设有吊孔；步骤（2）中安装好弧形盖板后，吊孔处于各所述弧形盖板的顶面上方。吊耳的底部可通过焊接与挡块连接，也可与挡块一体连接。在铜底部环本体的冷面上设置吊耳，通过吊孔可以较为方便的将铜底部环本体起吊起来。

作为本发明进一步的优选方案，所述挡块、吊耳的材质均为不锈钢。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中，通过机加工或者增材制造的方式制得至少一个水道内隔板，备用；步骤（2）中，在将挡块安装在环形凹槽中，并将水道内隔板的下边沿与所述环形凹槽的槽底焊接之后，再安装弧形盖板。上述挡块、水道内隔板的安装次序没有先后之分。这种情况下，弧形凹槽段的内壁、对应的弧形盖板、处于弧形凹槽段两端的挡块以及该弧形凹槽段中的水道内隔板共同围成所述冷却通道。利用水道内隔板将弧形凹槽段按照需要分隔成所需的通水路线，再通过环形凹槽的内壁、弧形盖板以及两个挡块的侧壁共同围成冷却通道，能够使冷却更加密集和均匀。

作为本发明进一步的优选方案，所述水道内隔板的材质为不锈钢。上述水道内隔板可采用不锈钢板切割成所需尺寸后形成，根据需要对不锈钢板进行弯曲成型（当水道内隔板为平板时则无需弯曲成型）。

作为本发明进一步的优选方案，所述步骤（1）中，还在弧形盖板的下表面上加工出至少一个隔板定位槽，隔板定位槽的开口朝下，隔板定位槽的形状轮廓与对应的水道内隔板的上边沿形状轮廓相同，隔板定位槽的开口宽度与对应的水道内隔板的上边沿厚度相匹配；步骤（2）中安装弧形盖板时，水道内隔板的上边沿嵌入对应的隔板定位槽中。通过这种设置，能够消除水道内隔板的上边沿与弧形盖板底部之间的缝隙，避免水道内隔板两侧发生串水。隔板定位槽可通过铣加工方式形成。

作为本发明更进一步的优选方案，所述步骤（1）中，还在弧形盖板的上表面上加工出多个间隔排列的塞焊槽，各个塞焊槽均与隔板定位槽相通；步骤（2）中，在各个塞焊槽中均设有焊缝，所述水道内隔板的上边沿通过焊缝与弧形盖板连接。由于水道内隔板的上边沿处于隔板定位槽中，各个塞焊槽与隔板定位槽相通，通过在塞焊槽生成焊缝使水道内隔板的上边沿与弧形盖板连接。上述塞焊槽中的焊缝是通过塞焊的方式形成的。

作为本发明的优选方案，所述步骤（1）中，在弧形盖板的上表面上焊接进水管，进水管的底部接口与弧形盖板的进水孔连通，在弧形盖板的上表面上焊接出水管，出水管的底部接口与弧形盖板的出水孔连通，备用。将预加工好的进水管、出水管与弧形盖板装配焊接成一体，等待装配到盖板安装槽中，这样，在步骤（2）中将弧形盖板、进水管和出水管一起安装到铜底部环本体上。通常，上述进水管与出水管的材质均为不锈钢。上述焊接的方式可以采用双面焊接后校平。

作为本发明的另一种优选方案，所述矿热炉铜底部环的制作方法还包括步骤（3），在弧形盖板的进水孔上焊接进水管，进水管的底部接口与弧形盖板的进水孔连通；在弧形盖板的出水孔上焊接出水管，出水管的底部接口与弧形盖板的出水孔连通。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

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。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖面图；

图3是图2中α的放大图；

图4是本发明实施例1中弧形盖板的结构示意图；

图5是图4中β的放大图；

图6是图5中B-B的剖面图；

图7是图5中C-C的剖面图；

图8是图4中弧形盖板安装上进出水管的结构示意图；

图9是图8中D-D的剖面图；

图10是本发明实施例1中环形凹槽安装上水道内隔板的结构示意图；

图11是图10中δ的放大图；

图12是图11中G-G的剖面图；

图13是图11中H-H的剖面图；

图14是图8中各弧形盖板安装在相应弧形凹槽段的槽口上的结构示意图；

图15是图14中I-I的剖面图；

图16是图14中J-J的剖面图；

图17是本发明实施例1中碾压装置的结构示意图；

图18是本发明实施例1中进给辊在环形铜坯的冷面上碾压的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行具体描述。

实施例1

如1-18图所示，本实施例中的矿热炉铜底部环的制作方法，包括下述步骤：

（1）采用铜合金材料，经整体铸造形成环形铜坯101，然后对环形铜坯101进行碾压并且在环形铜坯101上形成槽口朝上的环形凹槽11，再通过铣加工方式在环形凹槽11的槽口边沿去除材料，形成盖板安装槽12，得到铜底部环本体1，备用；

通过机加工的方式制得四个弧形盖板2，弧形盖板2上加工有进水孔26和出水孔27，备用；

通过机加工的方式制得四个挡块3，备用；

（2）通过焊接将挡块3安装在环形凹槽11中，并且挡块3将环形凹槽11分隔成四个弧形凹槽段13，弧形凹槽段13与弧形盖板2数量相同且一一对应；然后将弧形盖板2安装在盖板安装槽12中并且将对应的弧形凹槽段13的槽口封盖，并将弧形盖板2的边沿与铜底部环本体1的冷面焊接，得到矿热炉铜底部环。

通常，铜底部环本体1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）。

通常，上述铜底部环本体1的材质为铜合金。

通常，盖板安装槽12的槽口宽度大于环形凹槽11的槽口宽度。在环形凹槽11的槽口边沿加工好盖板安装槽12后，盖板安装槽12槽底与环形凹槽11的槽壁之间通常形成两个环形台阶，两个环形台阶分别处于环形凹槽11的两侧，用于支撑各弧形盖板2。

上述步骤（1）是采用碾压装置6对铸造成型的环形铜坯101进行碾压的；碾压装置6包括芯辊61、驱动辊62、两个导向辊63、轴向上碾压辊64和轴向下碾压辊65，芯辊61竖直设置在环形铜坯101的内孔中，驱动辊62与两个导向辊63均竖直设置在环形铜坯101的外侧，两个导向辊63分别处于驱动辊62两侧，轴向上碾压辊64处于环形铜坯101的上侧，轴向下碾压辊65处于环形铜坯101的下侧；芯辊61的辊面与环形铜坯101的内圆周面接触配合，驱动辊62的辊面、导向辊63的辊面均与环形铜坯101的外圆周面接触配合，轴向上碾压辊64的辊面与环形铜坯101的上表面接触配合，轴向下碾压辊65的辊面与环形铜坯101的下表面接触配合；进行碾压时，芯辊61、驱动辊62、轴向上碾压辊64、轴向下碾压辊65转动，使环形铜坯101绕其自身轴线转动，同时芯辊61和驱动辊62共同在径向上对环形铜坯101进行挤压，轴向上碾压辊64、轴向下碾压辊65共同在轴向上对环形铜坯101进行挤压。进行碾压时，在芯辊61、驱动辊62、两个导向辊63、轴向上碾压辊64、轴向下碾压辊65的共同作用下，环形铜坯101能够绕其自身轴线转动。

随着碾压的进行，可逐渐调小芯辊61和驱动辊62之间的间隙，可逐渐调小轴向上碾压辊64和轴向下碾压辊65之间的间隙，直至环形铜坯101尺寸达到设计要求。

上述芯辊61、驱动辊62、轴向上碾压辊64、轴向下碾压辊65的转动，可分别由一动力装置（如电机）提供动力；也可采用同一电机，通过传动机构（如齿轮组）分别带动芯辊61、驱动辊62、轴向上碾压辊64、轴向下碾压辊65转动。两个导向辊63起导向、限位作用，环形铜坯101转动时在环形铜坯101的带动下随着转动。上述芯辊61和轴向上碾压辊64也可不与动力装置连接。

步骤（2）中安装并焊接好弧形盖板2后，弧形凹槽段13的内壁、弧形盖板2以及处于弧形凹槽段13两端的挡块3的共同包围，在铜底部环本体1内部形成冷却通道14，弧形盖板2上的进水孔26和出水孔27均与冷却通道14连通。弧形盖板2上的进水孔26和出水孔27可采用钻加工方式形成。

步骤（1）中碾压环形铜坯101的过程中，采用进给辊7在环形铜坯101的冷面上碾压出环形凹槽11的：进给辊7竖直设置在环形铜坯101的上方，在环形铜坯101绕其自身轴线转动的过程中，进给辊7逐渐向下进给并且绕其自身轴线转动，进给辊7的下端与环形铜坯101的冷面接触配合并对环形铜坯101的冷面产生向下的挤压力，从而在环形铜坯101的冷面上碾压出环形凹槽11。进给辊7可转动安装在一升降座上，升降座在一升降机构驱动下能够下降或上升，升降座上设有能够驱动进给辊7转动的进给辊7旋转驱动机构。采用碾压方式在铜底部环本体1的冷面上加工出环形凹槽11，操作较为简单，且能够充分利用铜材，能够大大降低铜底部环的制作成本，更容易推广应用。

步骤（1）中预制有四个挡块3和相应数量的弧形盖板2；步骤（2）中在环形凹槽11中安装四个挡块3，各挡块3将环形凹槽11分隔成至少两个弧形凹槽段13。通过以上结构，使矿热炉铜底部环具有多个相互独立的冷却通道14，各冷却通道14互不连通。弧形盖板2的材质为不锈钢。

步骤（2）中，将挡块3的底部与环形凹槽11的槽底焊接。

步骤（2）中，通过环形焊缝21将弧形盖板2的边沿与盖板安装槽12的槽壁连接。在生成环形焊缝21之前，需要将弧形盖板2的边沿、盖板安装槽12的槽壁这些接缝周围去除氧化皮、油污等杂质。上述焊接一般采用弧焊或搅拌摩擦焊。

步骤（1）中，预制的挡块3顶部设有吊耳4，吊耳4的顶部设有吊孔41；步骤（2）中安装好弧形盖板2后，吊孔41处于各弧形盖板2的顶面上方。吊耳4的底部可通过焊接与挡块3连接，也可与挡块3一体连接。在铜底部环本体1的冷面上设置吊耳4，通过吊孔41可以较为方便的将铜底部环本体1起吊起来。

挡块3、吊耳4的材质均为不锈钢。

步骤（1）中，通过机加工的方式制得八个水道内隔板5（每个弧形凹槽段13中设置两个水道内隔板5），备用；步骤（2）中，在将挡块3安装在环形凹槽11中，并将水道内隔板5的下边沿与环形凹槽11的槽底焊接之后，再安装弧形盖板2。上述挡块3、水道内隔板5的安装次序没有先后之分。这种情况下，弧形凹槽段13的内壁、对应的弧形盖板2、处于弧形凹槽段13两端的挡块3以及该弧形凹槽段13中的水道内隔板5共同围成冷却通道14。利用水道内隔板5将弧形凹槽段13按照需要分隔成所需的通水路线，再通过环形凹槽11的内壁、弧形盖板2以及两个挡块3的侧壁共同围成冷却通道14，能够使冷却更加密集和均匀。

水道内隔板5的材质为不锈钢。上述水道内隔板5可采用不锈钢板切割成所需尺寸后形成，根据需要对不锈钢板进行弯曲成型（当水道内隔板5为平板时则无需弯曲成型）。

步骤（1）中，还在弧形盖板2的下表面上加工出两个隔板定位槽22，隔板定位槽22的开口朝下，隔板定位槽22的形状轮廓与对应的水道内隔板5的上边沿形状轮廓相同，隔板定位槽22的开口宽度与对应的水道内隔板5的上边沿厚度相匹配；步骤（2）中安装弧形盖板2时，水道内隔板5的上边沿嵌入对应的隔板定位槽22中。通过这种设置，能够消除水道内隔板5的上边沿与弧形盖板2底部之间的缝隙，避免水道内隔板5两侧发生串水。隔板定位槽22可通过铣加工方式形成。

步骤（1）中，还在弧形盖板2的上表面上加工出多个间隔排列的塞焊槽23，各个塞焊槽23均与隔板定位槽22相通；步骤（2）中，在各个塞焊槽23中均设有焊缝231，水道内隔板5的上边沿通过焊缝231与弧形盖板2连接。由于水道内隔板5的上边沿处于隔板定位槽22中，各个塞焊槽23与隔板定位槽22相通，通过在塞焊槽23生成焊缝231使水道内隔板5的上边沿与弧形盖板2连接。上述塞焊槽23中的焊缝231是通过塞焊的方式形成的。

步骤（1）中，在弧形盖板2的上表面上焊接进水管24，进水管24的底部接口与弧形盖板2的进水孔26连通，在弧形盖板2的上表面上焊接出水管25，出水管25的底部接口与弧形盖板2的出水孔27连通，备用。将预加工好的进水管24、出水管25与弧形盖板2装配焊接成一体，等待装配到盖板安装槽12中，这样，在步骤（2）中将弧形盖板2、进水管24和出水管25一起安装到铜底部环本体1上。通常，上述进水管24与出水管25的材质均为不锈钢。上述焊接的方式可以采用双面焊接后校平。

由于铜底部环本体1经过碾压，其内部变得更为密实，比起铸造铜底部环，提高了机械性能（锻铜抗拉强度Rm≥200MPa，铸铜Rm≥170MPa），减小热变形；提高了导热性能（锻铜热导率≥380W/mk；铸铜热导率≥320W/mk），金相组织致密均匀，消除了铸造过程中存在的各种缺陷，消除了埋管铸造过程不完全融合而产生的气隙热阻。

另外，弧形盖板2的边沿与铜底部环本体1的冷面焊接，产生的焊缝都集中在铜底部环本体1的冷面上，相对于铜底部环本体1的底面、侧面和外弧面，铜底部环本体1冷面上的焊缝所处的环境温度较低，解决了原有锻造铜底部环焊缝暴露在高温环境中，在使用过程中焊缝偶尔会出现裂纹导致漏水的问题。

实施例2

本实施例中的矿热炉铜底部环的制作方法与实施例1的区别在于：

步骤（1）中碾压好环形铜坯101后，通过铣加工方式在环形铜坯101的冷面上去除材料，形成环形凹槽11。

实施例3

本实施例中的矿热炉铜底部环的制作方法与实施例1的区别在于：

这种矿热炉铜底部环的制作方法还包括步骤（3），在弧形盖板2的进水孔26上焊接进水管24，进水管24的底部接口与弧形盖板2的进水孔26连通；在弧形盖板2的出水孔27上焊接出水管25，出水管25的底部接口与弧形盖板2的出水孔27连通。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一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；

所述步骤（1）中碾压环形铜坯的过程中，在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽；

所述步骤（1）中是采用进给辊在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽的：进给辊竖直设置在环形铜坯的上方，在环形铜坯绕其自身轴线转动的过程中，进给辊逐渐向下进给并且绕其自身轴线转动，进给辊的下端与环形铜坯的冷面接触配合并对环形铜坯的冷面产生向下的挤压力，从而在环形铜坯的冷面上碾压出环形凹槽。

2.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中安装并焊接好弧形盖板后，弧形凹槽段的内壁、弧形盖板以及处于弧形凹槽段两端的挡块的共同包围，在铜底部环本体内部形成冷却通道，弧形盖板上的进水孔和出水孔均与冷却通道连通。

3.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）是采用碾压装置对铸造成型的环形铜坯进行碾压的；所述碾压装置包括芯辊、驱动辊、两个导向辊、轴向上碾压辊和轴向下碾压辊，芯辊竖直设置在环形铜坯的内孔中，驱动辊与两个导向辊均竖直设置在环形铜坯的外侧，两个导向辊分别处于驱动辊两侧，轴向上碾压辊处于环形铜坯的上侧，轴向下碾压辊处于环形铜坯的下侧；芯辊的辊面与环形铜坯的内圆周面接触配合，驱动辊的辊面、导向辊的辊面均与环形铜坯的外圆周面接触配合，轴向上碾压辊的辊面与环形铜坯的上表面接触配合，轴向下碾压辊的辊面与环形铜坯的下表面接触配合；进行碾压时，芯辊、驱动辊、轴向上碾压辊、轴向下碾压辊转动，使环形铜坯绕其自身轴线转动，同时芯辊和驱动辊共同在径向上对环形铜坯进行挤压，轴向上碾压辊、轴向下碾压辊共同在轴向上对环形铜坯进行挤压。

4.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中碾压好环形铜坯后，通过铣加工方式或车加工方式在环形铜坯的冷面上去除材料，形成环形凹槽。

5.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：

所述步骤（1）中预制有至少两个挡块和相应数量的弧形盖板；步骤（2）中在环形凹槽中安装至少两个挡块，各挡块将环形凹槽分隔成至少两个弧形凹槽段；

所述步骤（2）中，将挡块的底部与所述环形凹槽的槽底焊接；

所述步骤（2）中，通过环形焊缝将弧形盖板的边沿与盖板安装槽的槽壁连接。

6.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中，预制的挡块顶部设有吊耳，吊耳的顶部设有吊孔；步骤（2）中安装好弧形盖板后，吊孔处于各所述弧形盖板的顶面上方；所述挡块、吊耳的材质均为不锈钢。

7.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：

所述步骤（1）中，通过机加工或者增材制造的方式制得至少一个水道内隔板，备用；步骤（2）中，在将挡块安装在环形凹槽中，并将水道内隔板的下边沿与所述环形凹槽的槽底焊接之后，再安装弧形盖板；

所述步骤（1）中，还在弧形盖板的下表面上加工出至少一个隔板定位槽，隔板定位槽的开口朝下，隔板定位槽的形状轮廓与对应的水道内隔板的上边沿形状轮廓相同，隔板定位槽的开口宽度与对应的水道内隔板的上边沿厚度相匹配；步骤（2）中安装弧形盖板时，水道内隔板的上边沿嵌入对应的隔板定位槽中；

所述步骤（1）中，还在弧形盖板的上表面上加工出多个间隔排列的塞焊槽，各个塞焊槽均与隔板定位槽相通；步骤（2）中，在各个塞焊槽中均设有焊缝，所述水道内隔板的上边沿通过焊缝与弧形盖板连接；

所述水道内隔板的材质为不锈钢。

8.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：

所述步骤（1）中，在弧形盖板的上表面上焊接进水管，进水管的底部接口与弧形盖板的进水孔连通，在弧形盖板的上表面上焊接出水管，出水管的底部接口与弧形盖板的出水孔连通，备用；

所述弧形盖板的材质为不锈钢或铜。

9.根据权利要求1所述的矿热炉铜底部环的制作方法，其特征在于：还包括步骤（3），在弧形盖板的进水孔上焊接进水管，进水管的底部接口与弧形盖板的进水孔连通；在弧形盖板的出水孔上焊接出水管，出水管的底部接口与弧形盖板的出水孔连通。

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