電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及電磁軟接觸連鑄技術(shù)，尤其涉及電磁軟接觸連鑄用切縫式結(jié)晶器。一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，包括結(jié)晶器銅管，在結(jié)晶器銅管上開(kāi)有切縫，銅管切縫內(nèi)包含陶瓷片和結(jié)合體，陶瓷片和銅管間充填結(jié)合體，陶瓷片和結(jié)合體將銅管切縫密封，陶瓷片包括陶瓷體和陶瓷體表面覆蓋的金屬層。所述結(jié)合體為釬料或中間合金。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)具有高剛度、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命、高透磁率等優(yōu)點(diǎn)，適用于采用通體切縫、上端通體切縫或中間切縫形式的全水冷電磁軟接觸結(jié)晶器。（*該技術(shù)在2014年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電磁軟接觸連鑄技術(shù)，尤其涉及電磁軟接觸連鑄用切縫式結(jié)晶器。
技術(shù)介紹
由于電磁軟接觸連鑄技術(shù)能生產(chǎn)出無(wú)振痕、無(wú)裂紋等缺陷的優(yōu)質(zhì)連鑄坯，同時(shí)能夠大幅度提高連鑄拉速，因此此技術(shù)受到人們的極大關(guān)注。電磁軟接觸連鑄的結(jié)晶器的技術(shù)按軟接觸結(jié)晶器的材質(zhì)及結(jié)構(gòu)的不同可分為切縫式軟接觸結(jié)晶器和無(wú)縫式軟接觸結(jié)晶器兩種。切縫式電磁軟接觸結(jié)晶器按冷卻方式的不同可分為分瓣體單獨(dú)水冷的冷坩堝式軟接觸結(jié)晶器和全水冷切縫式軟接觸結(jié)晶器。分瓣體單獨(dú)水冷的冷坩堝式軟接觸結(jié)晶器是由許多單獨(dú)水冷分瓣體組成，導(dǎo)致結(jié)晶器的冷卻水系統(tǒng)復(fù)雜，冷卻強(qiáng)度不均勻，設(shè)計(jì)困難，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)冶金生產(chǎn)的工業(yè)應(yīng)用。由于全水冷切縫式軟接觸結(jié)晶器的具有冷卻水路簡(jiǎn)單、冷卻均勻的特點(diǎn)，適合實(shí)現(xiàn)電磁軟接觸連鑄的工業(yè)應(yīng)用，因此全水冷切縫式軟接觸結(jié)晶器被大量研究和開(kāi)發(fā)。但是，全水冷切縫式軟接觸結(jié)晶器對(duì)切縫的密封，不僅要保證結(jié)晶器內(nèi)部的鋼水不泄漏到結(jié)晶器外部，還要保證結(jié)晶器外部的高壓冷卻水泄漏到結(jié)晶器內(nèi)部。目前，常采用將高電阻率的銅基合金粉末添入到結(jié)晶器的切縫縫隙內(nèi)經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)加工成為一體。它使冷卻水系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單化，與純銅(銅合金)結(jié)晶器相比，其磁場(chǎng)穿透效率大大提高。然而，這種結(jié)晶器仍然電磁效率很低，由于添入的縫隙內(nèi)的銅基合金粉末，燒結(jié)成形后的電阻率較結(jié)晶器的本體銅(銅合金)的電阻率，只高1到2個(gè)數(shù)量級(jí)，因此在結(jié)晶器內(nèi)感應(yīng)電流仍能形成閉合回路，對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽作用仍然很大，不適合應(yīng)用于高頻磁場(chǎng)的軟接觸技術(shù)。另外，由于熱等靜壓要在高溫(至少1000℃)高壓下進(jìn)行，因此超過(guò)結(jié)晶器本體銅(銅合金)的再結(jié)晶溫度，結(jié)晶器本體的強(qiáng)度和硬度大大下降，結(jié)晶器的變形嚴(yán)重，還需重新加工。因此這種方法必須克服其在材質(zhì)的選擇、制備工藝的困難，其加工成本也是相當(dāng)高的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，它有效的解決了全水冷切縫式軟接觸結(jié)晶器切縫的密封問(wèn)題，避免結(jié)晶器內(nèi)部鋼水的泄出和外部的高壓冷卻水的滲入，滿(mǎn)足了結(jié)晶器強(qiáng)度和剛度的要求，同時(shí)滿(mǎn)足高頻電磁場(chǎng)對(duì)結(jié)晶器銅管的絕緣和導(dǎo)磁性能的要求，具有高剛度、高強(qiáng)度、高透磁率等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，包括結(jié)晶器銅管，在結(jié)晶器銅管上開(kāi)有切縫，銅管切縫內(nèi)包含陶瓷片和結(jié)合體，陶瓷片和銅管間充填結(jié)合體，陶瓷片和結(jié)合體將銅管切縫密封，陶瓷片包括陶瓷體和陶瓷體表面覆蓋的金屬層。所述結(jié)合體為釬料或中間合金。本技術(shù)是對(duì)銅管切縫采用陶瓷片焊接充填，選用薄片狀陶瓷片，因?yàn)樘沾刹牧暇哂休^好的電絕緣和不導(dǎo)磁的性質(zhì)。對(duì)陶瓷片的待焊表面進(jìn)行金屬化預(yù)處理，使得陶瓷體表面覆蓋有金屬層，然后在陶瓷片和銅管待焊面之間夾入適量的釬料或中間合金，在真空中加熱，加熱溫度控制在銅管的再結(jié)晶溫度以下，通過(guò)焊接方法實(shí)現(xiàn)陶瓷片與結(jié)晶器銅管本體的緊密封接。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，滿(mǎn)足了結(jié)晶器強(qiáng)度和剛度的要求，同時(shí)滿(mǎn)足高頻電磁場(chǎng)對(duì)結(jié)晶器銅管的絕緣和導(dǎo)磁性能的要求，適合10000Hz以上超音頻電磁軟接觸技術(shù)的實(shí)施，具有高剛度、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命、高透磁率等優(yōu)點(diǎn)。本技術(shù)適用于采用通體切縫、上端通體切縫或中間切縫形式的全水冷電磁軟接觸結(jié)晶器。(四) 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1為切縫式全水冷電磁軟接觸結(jié)晶器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為切縫式結(jié)晶器筒體示意圖；圖3為圖2中A-A向剖視示意圖；圖4為圖3中B-B向剖視示意圖；圖5為圖2中I部局部放大示意圖；圖6為圖3中K部局部放大示意圖；圖7為圖3中K部局部放大示意圖(陶瓷片包括陶瓷體和金屬層)。圖中1結(jié)晶器銅管，2切縫，3電磁線圈，4結(jié)晶器內(nèi)水套，5結(jié)晶器外水套，6結(jié)晶器上法蘭，7結(jié)晶器下法蘭，8連接件，9金屬化陶瓷片，10釬料或中間合金，11陶瓷體，12金屬層。具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1，一種切縫式全水冷電磁軟接觸結(jié)晶器由結(jié)晶器銅管1，電磁線圈3，結(jié)晶器內(nèi)水套4、結(jié)晶器外水套5、結(jié)晶器上法蘭6、結(jié)晶器下法蘭7、連接件8組成，結(jié)晶器銅管1上開(kāi)有切縫2。切縫2內(nèi)有充填物密封。參見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，無(wú)論結(jié)晶器銅管1是方坯還是圓坯，無(wú)論是采用通體切縫、上端通體切縫或中間切縫2形式對(duì)結(jié)晶器銅管1實(shí)施切縫，縫2寬在0.2mm～10mm之間，切縫2的端部加工為圓角(直徑等于縫寬)。選用耐溫遠(yuǎn)高于結(jié)晶器母材的再結(jié)晶溫度的薄片狀陶瓷片9，陶瓷片9具有優(yōu)良的電絕緣和不導(dǎo)磁的性質(zhì)。先對(duì)陶瓷片9的待焊表面進(jìn)行金屬化預(yù)處理，得到陶瓷體11表面覆蓋有金屬層12的陶瓷片9，金屬預(yù)處理可采用以下三種方法(1)采用燒結(jié)金屬粉末法，可選用Mo-Mn等金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)，可獲得金屬層12與陶瓷基片11(陶瓷體)很大的結(jié)合力。(2)采用活性金屬釬料法，可選用Ti粉或Ti箔12加熱與陶瓷11發(fā)生反應(yīng)，此方法簡(jiǎn)單、可靠。(3)采用物理氣相沉積法，可選用Ni-Cr或Mo真空蒸發(fā)、濺射沉積等方法實(shí)現(xiàn)與陶瓷11的結(jié)合。然后在陶瓷片9和銅管1待焊面之間夾入適量的釬料或中間合金10，焊接方法有二種(1)采用釬焊工藝，通過(guò)設(shè)計(jì)釬料10成分來(lái)調(diào)整其熔化溫度，使熔化溫度低于銅管1的再結(jié)晶溫度，而且使焊接部位滿(mǎn)足結(jié)晶器銅管1工作的耐溫要求。(2)采用擴(kuò)散焊工藝，要根據(jù)銅管1材料的特性調(diào)整中間合金10成分，使中間合金10與銅管1在低于銅管1的再結(jié)晶溫度以下相互擴(kuò)散，并且通過(guò)相互擴(kuò)散作用使其焊縫的熔化溫度提高，從而實(shí)現(xiàn)在低溫焊接而在高溫使用。通過(guò)焊接完成陶瓷片9與銅管1本體的連結(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶器銅管切縫2的密封。權(quán)利要求1.一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，包括結(jié)晶器銅管，在結(jié)晶器銅管上開(kāi)有切縫，其特征是銅管切縫內(nèi)包含陶瓷片和結(jié)合體，陶瓷片和銅管間充填結(jié)合體，陶瓷片和結(jié)合體將銅管切縫密封，陶瓷片包括陶瓷體和陶瓷體表面覆蓋的金屬層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，其特征是結(jié)合體為釬料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，其特征是結(jié)合體為中間合金。專(zhuān)利摘要本技術(shù)涉及電磁軟接觸連鑄技術(shù)，尤其涉及電磁軟接觸連鑄用切縫式結(jié)晶器。一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，包括結(jié)晶器銅管，在結(jié)晶器銅管上開(kāi)有切縫，銅管切縫內(nèi)包含陶瓷片和結(jié)合體，陶瓷片和銅管間充填結(jié)合體，陶瓷片和結(jié)合體將銅管切縫密封，陶瓷片包括陶瓷體和陶瓷體表面覆蓋的金屬層。所述結(jié)合體為釬料或中間合金。本技術(shù)具有高剛度、高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命、高透磁率等優(yōu)點(diǎn)，適用于采用通體切縫、上端通體切縫或中間切縫形式的全水冷電磁軟接觸結(jié)晶器。文檔編號(hào)B22D11/049GK2724884SQ20042008245公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月1日專(zhuān)利技術(shù)者陳向勇, 張永杰 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電磁軟接觸連鑄用切縫式陶瓷焊接密封結(jié)晶器，包括結(jié)晶器銅管，在結(jié)晶器銅管上開(kāi)有切縫，其特征是銅管切縫內(nèi)包含陶瓷片和結(jié)合體，陶瓷片和銅管間充填結(jié)合體，陶瓷片和結(jié)合體將銅管切縫密封，陶瓷片包括陶瓷體和陶瓷體表面覆蓋的金屬層。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳向勇，張永杰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：31[中國(guó)|上海]