專利名稱：：整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及冶金行業(yè)中的連鑄設(shè)備領(lǐng)域，是涉及到連鑄設(shè)備中結(jié)晶器裝置的一種整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法。技術(shù)背景結(jié)晶器水套是結(jié)晶器總成中的一個(gè)部件，它套裝于結(jié)晶器銅管的外面且與銅管的外廓形狀保持一定的均勻間隙，形成一個(gè)固定的水縫，保證高壓循環(huán)冷卻水均勻地通過，使結(jié)晶器銅管均勻地吸收銅管中鋼水的熱量，以便使鋼水在冷凝過程中形成等厚度的坯殼。鑒于結(jié)晶器的水套管與銅管均非直管段，它們都是具有一定弧度的彎管，所以加工難度很大。國內(nèi)外關(guān)于結(jié)晶器水套的加工方法雖然多種多樣，但基本上都是采用數(shù)控機(jī)床在圓柱體不銹鋼管坯上加工具備不同圓截面母線的方法來實(shí)現(xiàn)。這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見的，首先是加工周期長(zhǎng)，一般情況下需400-500個(gè)小時(shí)，其次，成本高、費(fèi)用昂貴，再次是體積和重量都很龐大，最后，加工精度也不高，產(chǎn)品成型后，易變形。因結(jié)晶器水套管與銅管均非直管段，其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(不銹鋼大口徑全長(zhǎng)度大曲率半徑)以及要求高的加工精度，用已有彎管技術(shù)(如CN1043276A及CN2069314U)根本制作不了高精度的結(jié)晶器水套。本設(shè)計(jì)人于2004年10月15H(申請(qǐng)H)提交的公開號(hào)CN1603022A(公開日2005年4月6日)發(fā)明專利申請(qǐng)文件，提出了一種整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的加工方法，其申請(qǐng)內(nèi)容是"將欲加工的不銹鋼管段先套在中頻加熱管的線圈中，然后將其端頭裝夾在油壓機(jī)的夾緊裝置里，另一端則裝在剛性定徑桿的夾頭中，待加工的管段部分則支撐在支撐裝置上。裝夾完畢經(jīng)中頻感應(yīng)加熱裝置通電，中頻加熱管線圈隨之將加工管套的前部首先加熱，當(dāng)其溫度達(dá)到85095(TC時(shí)，通過油壓機(jī)活塞桿的推動(dòng)，使加熱了的管段在剛性定徑桿的約束下圍繞剛性定徑桿的固定軸心轉(zhuǎn)動(dòng)成型，從而使不銹鋼管段邊回轉(zhuǎn)邊彎曲并冷卻成型。"雖然提出了本彎管技術(shù)可用于整體弧型不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的制作技術(shù)，但針對(duì)結(jié)晶器水套的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，沒有提出要求高的加工精度參數(shù)、特殊材料的選擇、管的受熱彎曲推進(jìn)速度、全長(zhǎng)曲率一致的精確指標(biāo)條件的嚴(yán)格要求，使本
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)技術(shù)人員很難實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)也不能快速的制作出高精度的結(jié)晶器水套。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)整體弧型不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制作時(shí)的高精度要求，克服現(xiàn)有制作技術(shù)缺陷，設(shè)計(jì)了一種專用于制作整體弧型不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的溫、控同步快速工藝方法，是將符合設(shè)計(jì)尺寸要求的不銹鋼管段，'在油壓機(jī)及油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)、中頻感應(yīng)加熱裝置、溫度感應(yīng)器裝置、自動(dòng)噴淋冷卻裝置以及相應(yīng)的簡(jiǎn)易工裝上進(jìn)行整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的-首先進(jìn)行材料選擇和材料預(yù)制選用奧氏體不銹鋼管，預(yù)制成壁厚614mm，巾110600mm，長(zhǎng)度為M500mm的管段；再將實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的設(shè)備進(jìn)行配套組合實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的設(shè)備由油壓機(jī)及油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)，中頻感應(yīng)加熱裝置、自動(dòng)噴淋冷卻裝置、溫度感應(yīng)器裝置和簡(jiǎn)易工裝構(gòu)成油壓機(jī)采用臥式，在油壓機(jī)活塞桿探出端固定鑲嵌有夾緊鋼管端頭裝置，其中心點(diǎn)與支撐裝置內(nèi)端中心位置相對(duì)應(yīng)呈水平狀；中頻感應(yīng)加熱裝置的加熱線圈鑲嵌在支撐裝置外端位置；自動(dòng)噴淋冷卻裝置是安裝在中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈之后50100mm位置；溫度感應(yīng)器探頭安裝在加熱線圈后部、被加熱后的不銹鋼管上表面位置，溫度感應(yīng)器傳輸信號(hào)線與油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)相連接；剛性定徑桿一端有圓型軸孔，與有直立軸的固定軸可調(diào)(栓柱、絲桿)活動(dòng)式連接，剛性定徑桿另端設(shè)有管端夾頭，其管端夾頭與加熱線圈外端位置中心相對(duì)應(yīng)；固定軸在支撐裝置外端一側(cè)，固定軸與支撐裝置外端加熱線圈外部中心位置的距離即是定徑桿的長(zhǎng)度，定徑桿的長(zhǎng)短尺寸是根據(jù)制作產(chǎn)品所需弧度進(jìn)行調(diào)整后確定，固定軸也隨定徑桿的長(zhǎng)短尺寸變化，沿固定A向呈直線伸或縮后再固定位置；在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的設(shè)備上安裝預(yù)制的奧氏體不銹鋼管段。將預(yù)制好的奧氏體不銹鋼管段穿過中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈，一端裝在油壓機(jī)夾緊鋼管端頭裝置內(nèi)，另一端裝在剛性定徑桿管端夾頭中；實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的工藝方法歩驟(1)中頻感應(yīng)加熱裝置通電后加熱線圈逐漸加熱至95(K105(TC、并控制住溫度，溫度感應(yīng)器探頭在被加熱軟化的不銹鋼管上檢測(cè)的溫度達(dá)到設(shè)定的9501050'C瞬間、經(jīng)信號(hào)輸出線將信號(hào)傳輸至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)；(2)油壓機(jī)在壓力電于控制系統(tǒng)的(溫度控制器)指令下開啟并使活塞桿探出端探出，推動(dòng)已被加熱軟化的不銹鋼管段部分逐漸脫離加熱線圈向前探出行走，在中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈之后50100mm處設(shè)置有自動(dòng)噴淋冷卻裝置，使之快速冷卻成型；后續(xù)沒有加熱的不銹鋼管段部分也同步進(jìn)入加熱圈內(nèi)；(3)已被加熱至950105(TC溫度不銹鋼管段在油j玉機(jī)活塞桿推動(dòng)下向前行走的速度為10mm/秒18mm/秒；(4)不銹鋼管在被推動(dòng)的行走中、如因停電或加熱線圈加熱低于設(shè)計(jì)的950105(TC溫度時(shí)，溫度感應(yīng)器的探頭會(huì)經(jīng)信號(hào)輸出線將信號(hào)輸送至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)、將油壓機(jī)關(guān)閉而停止活塞桿的推動(dòng)、使不銹鋼管不再向前行走；加熱線圈內(nèi)設(shè)計(jì)的最高溫度為950~1050°C，進(jìn)入加熱圈的不銹鋼管段部分達(dá)到950105(TC時(shí)就會(huì)在溫度感應(yīng)器的作用下被油壓機(jī)活塞桿推出，不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入加熱線圈內(nèi)的不銹鋼管段部分溫度超過950105(TC現(xiàn)象；(5)不銹鋼管段部分被加熱圏加熱后被推出部分已受熱軟化達(dá)到屈服點(diǎn)，向前行走已被加熱軟化的不銹鋼管段在剛性定型桿約束下，圍繞剛性定型桿的固定軸心能定徑轉(zhuǎn)動(dòng)，使已受熱軟化的不銹鋼管段在自動(dòng)噴淋冷卻裝置的冷卻下成型。以上工藝步驟是半自動(dòng)制作方法。本發(fā)明的結(jié)晶器水套采用材料為1Crl8Ni9和1Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼，其以Cr、Ni為主要合金元素，這類鋼有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的塑性，加工硬化性強(qiáng)，一般在固熔處理后，再將其加熱85088(TC而后慢冷，使碳不再可能回路形成碳化物，所以消除了晶界貧路的可能，避免了晶間腐蝕的產(chǎn)生，達(dá)到穩(wěn)定化效果。從金相學(xué)看，奧氏體不銹鋼的核晶偏析傾向較大；且該鋼的導(dǎo)燃性差，膨脹系數(shù)大，鋼中含有大量的Cr元素，可使某些鋼種在熔點(diǎn)以下加燃和冷卻時(shí)均無相變發(fā)生。本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目溫度"c鋼管行走速率備注1加熱線圈700~1200最局溫度2被加熱不銹鋼管段部分85010501018mm/秒邊加熱至軟化后邊被推出的速率3鋼管形成弧形降至常溫經(jīng)噴淋冷卻后本發(fā)明與已有彎管技術(shù)的對(duì)比序號(hào)項(xiàng)目已有技術(shù)本發(fā)明備注<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明是將現(xiàn)有技術(shù)的手工操作改進(jìn)為半自動(dòng)化生產(chǎn)，與已有技術(shù)相比，能提高生產(chǎn)效率20%以上；本發(fā)明不銹鋼管的弧形鋼管壁凹凸現(xiàn)象和橢圓情況基本沒有，因本發(fā)明的半自動(dòng)操作，溫度與推進(jìn)是相匹配的，所以鋼管的弧形度非常均勻；而已有技術(shù)由于溫度與推進(jìn)速度互不牽制、溫度或高或低照樣推進(jìn)的現(xiàn)象導(dǎo)致管壁會(huì)出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象；本發(fā)明能明顯降低廢品率，而已有技術(shù)的廢品率會(huì)明顯的比本發(fā)明高；本發(fā)明的整體質(zhì)量與己有技術(shù)相比穩(wěn)定和優(yōu)良。本工藝適用于整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的制作，也適用于各種整體弧形、半弧形金屬管的加工制作，也適用于金屬彎頭的加工制作。圖l是本發(fā)明的立體示意簡(jiǎn)圖具體實(shí)施方式根據(jù)圖1所示的整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法立體示意簡(jiǎn)圖實(shí)施例子如下實(shí)施例一首先選用奧氏體不銹鋼管，預(yù)制成壁厚6~8mm，①110200mm，長(zhǎng)度M500mm的管段；再將實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的設(shè)備進(jìn)行配套組合油壓機(jī)1采用臥式，在油壓機(jī)1活塞桿2探出端固定鑲嵌有夾緊鋼管端頭裝置，端頭裝置與支撐裝置3內(nèi)端4中心位置相對(duì)應(yīng)呈水平狀；中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈5鑲嵌在支撐裝置3外端6外位置；自動(dòng)噴淋冷卻裝置7是安裝在中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈5之后50100mm位置；溫度感應(yīng)器探頭8安裝在加熱線圈后部受熱不銹鋼管外表面上，溫度感應(yīng)器傳輸信號(hào)線9與油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)10相連接；剛性定徑桿11一端有圓型軸孔12,與有直立軸的固定軸13可調(diào)(栓柱、絲桿)活動(dòng)式連接，剛性定徑桿11另一端設(shè)有管端夾頭14，其管端夾頭14與加熱線圈5外位置中心相對(duì)應(yīng)；固定軸13在支撐裝置外端一側(cè)，固定軸13與加熱線圈5外端中心位置的距離即是剛性定徑桿11的長(zhǎng)度，剛性定徑桿11的長(zhǎng)度是根據(jù)制作產(chǎn)品所需弧度沿A向進(jìn)行伸縮調(diào)整；在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的設(shè)備上安裝預(yù)制的奧氏體不銹鋼管段。將預(yù)制好的奧氏體不銹鋼管段穿過中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈5，一端裝在油壓機(jī)活塞桿2探出端夾緊鋼管端頭裝置內(nèi)，另一端裝在剛性定徑桿管端夾頭14中；實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的工藝方法步驟(1)中頻感應(yīng)加熱裝置通電后加熱線圈5逐漸加熱至95(TC并控制住溫度，溫度感應(yīng)器探頭8在檢測(cè)的溫度達(dá)到設(shè)定的95(TC瞬間、經(jīng)信號(hào)輸出線9將信號(hào)傳輸至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)10;(2)油壓機(jī)1在壓力電子控制系統(tǒng)10的指令下開啟并使活塞桿2探出端探出、推動(dòng)己被加熱軟化的不銹鋼管段部分逐漸脫離加熱線圈5向前探出行走；在中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈5之后50~100mm處設(shè)置有自動(dòng)噴淋裝置7使之快速冷卻成型；后續(xù)沒有加熱的不銹鋼管段部分也同步進(jìn)入加熱線圈5內(nèi)；(3)已被加熱至95(TC不銹鋼管段在油壓機(jī)活塞桿2推動(dòng)下向前行走的速度為1518mm/秒；。C時(shí)，溫度感應(yīng)器探頭8會(huì)經(jīng)信號(hào)輸出線9將信號(hào)輸送至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)10、將油壓機(jī)1關(guān)閉而停止活塞桿2的推動(dòng)使不銹鋼管不再向前行走；加熱線圈5內(nèi)設(shè)計(jì)的最高溫度為950°C，進(jìn)入加熱線圈5的不銹鋼管段部分會(huì)在溫度感應(yīng)器的作用下被油壓機(jī)活塞桿2推出，不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入加熱線圈5內(nèi)的不銹鋼管段部分溫度超過95(TC現(xiàn)象；(5)不銹鋼管段部分被加熱線圈5加熱后被推出部分已受熱軟化達(dá)到屈服點(diǎn)，向前行走已被加熱軟化的不銹鋼管段在剛性定型桿11約束下，圍繞剛性定型桿11的固定軸13心能定徑轉(zhuǎn)動(dòng)，使已受熱軟化的不銹鋼管段在自動(dòng)噴淋冷卻裝置7的冷卻下成型。實(shí)施例二實(shí)施例二的工藝設(shè)備與工藝方法步驟基本與例一相同，只是有以下三點(diǎn)不同，一是不銹鋼管的壁厚為12~14mm、長(zhǎng)度M500mm、巾200600mm;二是加熱線圈內(nèi)設(shè)置的溫度為1050°C,三是進(jìn)入加熱線圈5加熱的鋼管被油壓機(jī)活塞桿2推動(dòng)的速率為1015mm/秒。權(quán)利要求1、一種整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法，包括有預(yù)制的奧氏體不銹鋼管段和共知臥式油壓機(jī)、中頻感應(yīng)加熱裝置、溫度感應(yīng)器裝置、自動(dòng)噴淋冷卻裝置，簡(jiǎn)易工裝有支撐裝置、剛性定徑桿及固定軸，其特征在于該半自動(dòng)制作方法由以下步驟組成(1)將預(yù)制好的奧氏體不銹鋼管段穿過中頻感應(yīng)裝置的加熱線圈，一端裝在油壓機(jī)夾緊鋼管端頭裝置內(nèi)，另一端裝在剛性定徑桿管端夾頭中；(2)中頻感應(yīng)加熱裝置的加熱線圈通電后逐漸加熱至950～1050℃并控制住溫度，溫度感應(yīng)器的檢測(cè)溫度探頭在檢測(cè)溫度達(dá)到設(shè)定的950～1050℃瞬間、經(jīng)溫度感應(yīng)器的信號(hào)輸出線將信號(hào)傳輸至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)；(3)油壓機(jī)在壓力電子控制系統(tǒng)的指令下開啟并使油壓機(jī)活塞桿探出端探出、推動(dòng)已被加熱軟化的不銹鋼管段部分逐漸脫離加熱線圈向前探出行走，已被加熱至950～1050℃不銹鋼管段在油壓機(jī)活塞桿推動(dòng)下向前行走的速度為10～18mm/秒；(4)在中頻感應(yīng)加熱裝置加熱線圈之后50～100mm處設(shè)置有自動(dòng)噴淋裝置、對(duì)脫離加熱線圈的不銹鋼管進(jìn)行自動(dòng)噴淋使之快速冷卻；(5)被油壓機(jī)活塞桿探出端推出至加熱線圈內(nèi)的不銹鋼管段部分已受熱軟化達(dá)到屈服點(diǎn)，向前行走已被加熱軟化的不銹鋼管段在剛性定型桿約束下，圍繞剛性定型桿的固定軸心能定徑轉(zhuǎn)動(dòng)，使已受熱軟化的不銹鋼管段在自動(dòng)噴淋冷卻裝置的冷卻下成型。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法，其特征在于不銹鋼管在被推動(dòng)的行走中、如因停電或加熱線圈加熱低于設(shè)計(jì)的950105(TC時(shí)，溫度感應(yīng)器探頭會(huì)經(jīng)信號(hào)輸出線將信號(hào)輸送至油壓機(jī)壓力電子控制系統(tǒng)將油壓機(jī)關(guān)閉、而停止活塞桿的推動(dòng)使不銹鋼管不再向前行走。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法，其特征在于剛性定徑桿的長(zhǎng)短尺寸是根據(jù)制作產(chǎn)品所需弧度進(jìn)行調(diào)整后確定，固定軸也隨定徑桿的長(zhǎng)短尺寸變化，沿固定A向呈直線伸或縮后再固定位置。全文摘要一種整體弧形不銹鋼圓坯結(jié)晶器水套的半自動(dòng)制作方法，包括有預(yù)制的奧氏體不銹鋼管段和共知臥式油壓機(jī)、中頻感應(yīng)加熱裝置、溫度感應(yīng)器裝置、自動(dòng)噴淋冷卻裝置，簡(jiǎn)易工裝有支撐裝置、剛性定徑桿及固定軸。其特征在于溫度感應(yīng)器裝置能檢測(cè)到的中頻感應(yīng)加熱線圈后部鋼管表面上溫度，并利用溫度指令油壓機(jī)活塞桿推動(dòng)已受熱軟化達(dá)到屈服點(diǎn)的不銹鋼管段部分向前行走，已被加熱軟化的不銹鋼管段在剛性定型桿約束下，圍繞剛性定型桿的固定軸心能定徑轉(zhuǎn)動(dòng)，使已受熱軟化的不銹鋼管段在自動(dòng)噴淋冷卻裝置的冷卻下成型，而形成半自動(dòng)制作的工序，具有提高工效、質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)B21D7/02GK101219449SQ20081001018公開日2008年7月16日申請(qǐng)日期2008年1月22日優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日發(fā)明者郭建文,黃廣勇申請(qǐng)人:大連冶金結(jié)晶器有限公司