CN203938714U - 电子束熔炼炉的结晶器 - Google Patents

Abstract

一种电子束熔炼炉的结晶器，包括底盘、底架水路、设有固定架的结晶器主体和至少两条外接进出水管，所述结晶器主体可拆卸的安装在固定架上，主体与固定架可拆卸的安装在底盘上，所述至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底架水路和结晶器主体，至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底盘和底架水路。本实用新型通过改变结晶器的结构，把结晶器设计成可拆卸的组合结构，特别是主体各构件也设计成可拆卸的组合结构，去掉铜钢异种金属焊接的焊缝，改用法兰、管接头或螺栓连接的形式，避免焊缝漏水的情况，减少了停炉检修造成的生产损失，而且采用这种连接方式可以将进出水管单独拆卸，方便了维修，而且每件损坏都能单独更换。

Description

电子束熔炼炉的结晶器

技术领域

本实用新型涉及一种电子束熔炼炉的结晶器。 

背景技术

电子束熔炼是一种特殊的真空冶金方法，这种方法是在高真空条件下，利用高能电子束熔炼高温难熔金属，如钨、钼、钽、铌、钛等贵重金属或合金材料，来达到熔炼或提纯上述材料的目的，电子束熔炼的主要设备为电子束熔炼炉。 

结晶器是电子束熔炼炉的重要设备，其作用是使熔融金属逐渐冷却，凝固成型所需形状的铸锭。由于结晶器上端的熔融金属处于高温电子束的直接照射下，因此其工作温度很高，工作条件较为苛刻。 

现有结晶器的结构主要由结晶器主体（采用铜部件与钢部件焊接在一起，包括焊接的钢管）、底盘（材料为钢）、底架水路（材料为钢）等组成。 

结晶器主体的形状类似一个矩形通槽，用于连铸铸锭，结晶器主体由多个主体组件组成，每个主体组件均由铜件和焊接在铜件外侧的钢加强筋组成，钢管焊接在铜件上；两个相邻的主体组件之间通过铜件与铜件之间定位，并且两个相邻的主体组件的钢加强筋通过紧固机构连接。 

底盘安装在结晶器主体底部，防止熔融金属液体流入拉锭室；底盘由至少两个集成复杂水路的钢板组成，钢板中间加工有与主体连接的螺栓孔和与拉锭机构进出结晶器的矩形通孔。 

底架水路用于连接外部水路、结晶器主体水路、底盘水路等，并起安装结晶器时的固定作用，底架水路包括一进一出的总进出水口，底架水路由方形钢管焊接而成，方形钢管侧面开孔焊接法兰，并通过法兰与焊接在主体上的进出水钢管连接，同时也通过法兰与焊接在底盘上的进出水钢管连接。 

上述结晶器结构的水路走向是由底架水路的总进水口进入，经过方形钢管，然后由方形钢管上的法兰接口分配给每一根主体钢管，接着由主体进水口钢管进入到主体内部，通过主体出水口钢管进入方形钢管上的法兰接口汇合流回总出水口；而方形钢管上的另两个法兰接口连接到底盘的进水口，再经过底盘的复杂水路，通过底盘的钢管出水口进入方形钢管上的法兰接口汇合流回总出水口。 

现有结晶器主体各组件是通过铜件与焊接在铜件外侧的钢板（钢加强筋）焊接而连接在一起，结晶器主体各组件上的铜件和进出水钢管也采用焊接的方式连接在一起，而进出水钢管的另一端焊接法兰与底架方形钢管水路连接，因此，结晶器主体铜件、钢板、进出水钢管通过相互焊接形成一个不可拆卸的组件体。 

上述这种结晶器结构存在的缺点是： 

1.在电子束熔炼炉内的恶劣工作环境下，在电子束高温的作用下，各处的温度较高，而且温度不均匀，会产生热变形，主体的各主体组件之间的铜件与钢板的焊缝会出现裂缝，另外铜件和进出水钢管之间的焊缝也会出现裂缝，导致工作状况下焊缝处漏水，造成停炉检修引起生产损失；并且维修补焊时由于需要将整个主体部件加热，又会导致已有的大量焊缝中出现新的裂缝而漏水，基本无法修复。另外，铜件和进出水钢管之间的异种金属焊接难度也大。

2.由于所有组件都是焊接在一起，如果出现某个组件有损坏，比如主体中的铜件、进出水钢管等，基本上无法维修或更换。       

发明内容    

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在铜部件和钢部件之间的异种金属焊接、焊缝受热后容易拉裂漏水、组件损坏基本上无法维修或更换等缺点，提供一种电子束熔炼炉的结晶器，这种电子束熔炼炉的结晶器的组件损坏能单独更换，并且尽可能的减少了焊缝，因此有效解决了焊缝漏水的问题。采用的技术方案如下：

一种电子束熔炼炉的结晶器，包括底盘、底架水路、设有固定架的结晶器主体、和至少两条外接进出水管，其特征在于：所述结晶器主体可拆卸的安装在固定架上，主体与固定架分别可拆卸的安装在底盘上，所述至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底架水路和结晶器主体，至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底盘和底架水路。 

较优的方案，所述结晶器主体采用整块主体铜件加工或至少两块主体铜件组装成矩形通槽，所述各主体铜件内均开有冷却水通道。所述各个主体铜件侧面加工有多个螺纹孔，通过螺钉连接钢固定架。各个钢固定架焊接有加强筋以提高铜件的强度，同时固定架下端面与底盘接触面加工多个用来连接底盘的螺栓通孔。所述结晶器的主体铜件可以根据实际工作状况，采用不同成分的铜合金，如银铜、铬锆铜、铝青铜等。 

较优的方案，所述底盘包括钢板，所述钢板加工有水道槽，所述水道槽开口焊接钢盖板形成双进双出的底盘水路。 

更优的方案，所述底盘水路的进出水口焊接有用于连接底架水路的外接进出水管，所述钢板加工有至少一个可以通过螺栓与结晶器主体底面的螺栓通孔连接的螺栓通孔、用于让拉锭机构进出结晶器的矩形通孔，所述钢板上还焊接有用来连接底架水路的连接座。 

较优的方案，所述底架水路由至少两根钢质水管组成，底架水路四个角焊接四个安装用的固定脚，底架水路焊接有两块以上的连接板，连接板上焊接有加强筋以提高连接板的强度，同时连接板上加工通过螺栓来紧固固定架的螺栓通孔，底架水路焊有两个分别用于连接外部总进水口和外部总出水口的法兰（水路分别为一进一出）。所述钢质水管可以是矩形或方形钢管，钢质水管根据实际需要设计，焊接不同内径的过流断面的法兰或者管接头，用于连接外接进出水管；钢质水管末端用小钢板焊接封住。焊接不同内径的过流断面的法兰或者管接头可以控制冷却介质的流量，使结晶器的整体冷却更加合理。 

较优的方案，所述外接进出水管的两端分别焊接有钢质法兰或管接头。两端都是钢质法兰，或两端都是管接头，或一端焊接有钢质法兰，另一端焊接有管接头。外接进出水管的一端用于连接主体铜件进出水口，另一端用于与底架水路连接。因此外接进出水管与主体铜件、底架水路之间都不用通过焊接连接，整根外接进出水管可以单独拆卸下来，方便维修和安装，也改进了铜钢异种金属焊接因焊缝拉裂而漏水的情况，大大方便了制造和使用。 

更优的方案，所述外接进出水管为金属波纹软管、钢管，或由金属波纹软管和钢管焊接而成。 

较优的方案，所述底架水路、底盘水路、各冷却水通道与各外接进出水管组成完整的冷却水循环系统。所述冷却水循环系统由底架水路的总进水口进入，经过钢质水管，然后由钢质水管上的法兰接口分配给每一根外接进水管，接着由外接进水管的法兰进入到主体铜件内部冷却水通道，通过主体铜件出水口处连接的外接出水管进入钢质水管上，最后汇合流回总出水口；而钢质水管上的另两个法兰接口连接外接进水管到底盘的进水口，再经过底盘的复杂水路，通过底盘的钢管出水口连接外接出水管的法兰进入钢质水管，最后汇合流回总出水口。 

较优的方案，所述冷却水通道横截面为圆形孔或复合孔，所述复合孔由至少两个圆形孔部分重叠而成。各圆形孔的直径可以相同也可以不同。 

本实用新型对照现有技术的有益效果是，由于通过改变结晶器的结构，把结晶器设计成可拆卸的组合结构，特别是主体各构件也设计成可拆卸的组合结构，去掉铜钢异种金属焊接的焊缝，改用法兰、管接头或螺栓连接的形式，避免焊缝漏水的情况，减少了停炉检修造成的生产损失，而且采用这种连接方式可以将进出水管单独拆卸，这样大大方便了维修，而且每件损坏都能单独更换；改进结晶器主体内部冷却水通道结构，采用复合孔型结构水道，同等通流面积条件下，复合孔型相对于圆孔型的换热面积增加，提高换热能力；而厚度可以减少，使主体铜件能够制造得更薄，大幅降低材料成本。 

附图说明   

图1是本实用新型实施例1的立体结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1的左视图；

图5是本实用新型实施例1-3的冷却水通道横截面对比表。

具体实施方式  

实施例1

如图1-4所示，本实施例中的电子束熔炼炉的结晶器，包括底盘2、底架水路3、设有固定架102的结晶器主体1和多条外接进出水管4，所述结晶器主体1、固定架102分别可拆卸的安装在底盘2上，多条外接进出水管4的两端分别可拆卸的连接底架水路3和结晶器主体1，多条外接进出水管4的两端分别可拆卸的连接底盘和底架水路。 

所述结晶器主体1采用多块主体铜件101组装成矩形通槽，所述主体铜件101的材料为银铜，所述各主体铜件101内均开有冷却水通道。所述各个主体铜件101侧面加工有多个螺纹孔，通过螺钉连接钢固定架102。各个钢固定架102焊接有加强筋以提高铜件的强度，同时固定架102下端面与底盘2接触面加工多个螺栓通孔，用来连接底盘2。 

所述底盘2包括钢板201，所述钢板201加工有水道槽，所述水道槽开口焊接钢盖板形成双进双出的底盘水路。 

所述底盘水路的各进出水口203均焊接有用于连接底架水路3的外接进出水管4，所述钢板201加工有多个可以通过螺栓与钢固定架102底面的螺栓通孔连接的螺栓通孔、用于让拉锭机构进出结晶器的矩形通孔，所述钢板201上还焊接有用来连接底架水路3的连接座202。 

所述底架水路3由多根钢质水管301组成，底架水路3四个角焊接四个安装用的固定脚302，底架水路3焊有两块连接板304，连接板304上焊接有加强筋305以提高连接板304的强度，同时连接板304上加工通过螺栓来紧固固定架的螺栓通孔，底架水路3焊有两个分别用于连接外部总进水口和外部总出水口的法兰303（水路分别为一进一出）。所述钢质水管301是矩形钢管，钢质水管301根据实际需要设计，焊接不同内径的过流断面的法兰或者管接头，用于连接外接进出水管4；钢质水管301末端用小钢板焊接封住。焊接不同内径的过流断面的法兰或者管接头可以控制冷却介质的流量，使结晶器的整体冷却更加合理。 

所述外接进出水管4的两端分别焊接有钢质法兰5。外接进出水管4的一端用于连接主体铜件101进出水口，另一端用于与底架水路3连接。因此外接进出水管4与主体铜件101、底架水路3之间都不用通过焊接连接，整根外接进出水管4可以单独拆卸下来，方便维修和安装，也改进了铜钢异种金属焊接因焊缝拉裂而漏水的情况，大大方便了制造和使用。 

所述外接进出水管4为金属波纹软管。 

所述底架水路3、底盘水路、各冷却水通道与各外接进出水管4组成完整的冷却水循环系统。所述冷却水循环系统由底架水路3的总进水口进入，经过钢质水管301，然后由钢质水管301上的法兰接口分配给每一根外接进水管，接着由外接进水管的法兰进入到主体铜件101内部冷却水通道，通过主体铜件101出水口处连接的外接出水管进入钢质水管301上，最后汇合流回总出水口；而钢质水管301上的另两个法兰接口连接外接进水管到底盘2的进水口，再经过底盘2的复杂水路，通过底盘2的钢管出水口连接外接出水管的法兰进入钢质水管301，最后汇合流回总出水口。 

所述冷却水通道横截面为圆形孔。 

实施例2 

本实施例中的电子束熔炼炉的结晶器与实施例1的区别在于：

所述钢质水管301是方形钢管。

所述外接进出水管4的两端分别焊接有管接头。 

所述外接进出水管4为钢管。 

所述冷却水通道横截面为复合孔，所述复合孔由两个圆形孔部分重叠而成。各圆形孔的直径相同。 

复合孔的冷却水道与圆形孔的冷却水道相比，具有两大优点：一是提升换热能力，复合孔的冷却通道与圆形孔的冷却通道相比，换热能力大致提高约14%，冷却效果更均匀；二是减薄铜板的厚度，有效地节约铜材的用量，降低制造成本。 

实施例3 

本实施例中的电子束熔炼炉的结晶器与实施例1的区别在于：

所述外接进出水管4由金属波纹软管和钢管焊接而成。

所述冷却水通道横截面为复合孔，所述复合孔由三个圆形孔部分重叠而成。各圆形孔的直径都相同。 

实施例4 

本实施例中的电子束熔炼炉的结晶器与实施例1的区别在于：

所述结晶器主体1采用整块主体铜件101加工成矩形通槽，所述主体铜件101的材料为铬锆铜。

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，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型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，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种电子束熔炼炉的结晶器，包括底盘、底架水路、设有固定架的结晶器主体和至少两条外接进出水管，其特征在于：所述结晶器主体可拆卸的安装在固定架上，主体与固定架分别可拆卸的安装在底盘上，所述至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底架水路和结晶器主体，至少一条外接进出水管的两端分别可拆卸的连接底盘和底架水路；所述外接进出水管的两端分别焊接有钢质法兰或管接头；所述外接进出水管为金属波纹软管、钢管，或由金属波纹软管和钢管焊接而成。

2.如权利要求1所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述结晶器主体采用整块主体铜件加工或者至少两块主体铜件组装成矩形通槽，所述各主体铜件内均开有冷却水通道。

3.如权利要求2所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述各个主体铜件侧面加工有多个螺纹孔，通过螺钉连接钢固定架。

4.如权利要求2所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：各个钢固定架焊接有加强筋以提高铜件的强度，同时固定架下端面与底盘接触面加工多个用来连接底盘的螺栓通孔。

5.如权利要求2所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述冷却水通道横截面为圆形孔或复合孔，所述复合孔由至少两个圆形孔部分重叠而成。

6.如权利要求2所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述底盘包括钢板，所述钢板加工有水道槽，所述水道槽开口焊接钢盖板形成双进双出的底盘水路。

7.如权利要求6所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述底盘水路的进出水口焊接有用于连接底架水路的外接进出水管，所述钢板加工有至少一个可以通过螺栓与结晶器主体底面的螺栓通孔连接的螺栓通孔、用于让拉锭机构进出结晶器的矩形通孔，所述钢板上还焊接有用来连接底架水路的连接座。

8.如权利要求1所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述底架水路由至少两根钢质水管组成，底架水路四个角焊接安装用的固定脚，底架水路焊接有两块以上的连接板，连接板上焊接有加强筋以提高连接板的强度，同时连接板上加工通过螺栓来紧固固定架的螺栓通孔，底架水路焊有两个分别用于连接外部总进水口和外部总出水口的法兰。

9.如权利要求2所述的电子束熔炼炉的结晶器，其特征在于：所述底架水路、底盘水路、各冷却水通道与各外接进出水管组成完整的冷却水循环系统。