[发明专利]用电渣重熔—熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法

说明书

(一)技术领域：

本发明属于重型装备制造业领域，尤其是一种用电渣重熔-熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法。 

(二)背景技术：

中间轴是船舶推进轴系中重要的零部件，在船舶的设计、制造等方面占有重要地位，中间轴的生产已成为我国提高造船生产能力、制约船舶工业发展的关键问题之一。法兰盘位于中间轴的两端，承受巨大的动力输出。传统的中间轴法兰盘毛坯生产采用全纤维挤压锻造，但锻造的中间轴法兰盘，生产功耗大、材料利用率低，成本昂贵，对环境造成污染。而用电渣重熔-熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘，由于尺寸精确、加工余量小，节约了原材料，同时由于生产设备制造、使用成本低，从而降低了生产成本，符合国家节能减排、绿色环保、可持续发展的政策。 

(三)发明内容：

本发明的发明目的在于发明一种用电渣重熔一熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法，它技术含量高，可以克服现有技术中的不足，且易操作，便于自动控制，材料利用率高。 

本发明的技术方案为：一种用电渣重熔-熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法，其特征在于它包括电渣重熔工艺和电渣熔焊工艺，它由以下步骤构成： 

(1)调整并安装好卧式异型铜制水冷结晶器，其熔体为圆形； 

(2)把两根自耗电极的两端插入结晶器； 

(3)将预先干燥熔化处理好的三元渣系加入结晶器； 

(4)送电，电流通过自耗电极接通三元渣系，渣池通过电流完成电能和热能的转化，控制结晶器出水温度不大于60℃； 

(5)自耗电极在三元渣系中熔化形成钢水熔滴，熔滴在重力、磁场力和三元渣系的沸腾的旋转力的影响下穿过渣池，在此过程中添加稀土；； 

(6)净化后的钢水在渣池底部形成熔池，在循环水的强制冷却下凝固，完成钢水的结晶，形成电渣重熔法兰盘； 

(7)同时在形成的电渣重熔法兰盘上熔焊轴颈和试样轴颈。 

上述所说的自耗电极底端离结晶器底8～12cm。 

上述所说的送电的功率范围在6.4～8.9KVA/cm²。 

上述所说的三元渣系的成分为CaF₂、AI₂O₃和CaO，其中各成分的含量为：CaF₂为60～70％、AI₂O₃为15～20％和CaO为15～20％；三元渣系在结晶器内高度控制在5～9cm的熔渣层。 

上述所说的步骤(5)中添加稀土比重占铸件总重的0.5～2％； 

上述所说的渣池的温度控制在1750℃～1800℃。 

本发明的优越性在于：①电渣重熔的中间轴法兰盘结晶方向和受力方向一致，提高了受力强度；②生产的法兰盘重熔件化学成分均匀，金属纯净、组织致密、尺寸精确、表面光泽；③金属纯净度高于电弧炉+炉外精炼，材料的理化指标等同于锻件，符合船级社要求；④生产设备制造、使用成本低，功耗小，材料利用率高；⑤电渣重熔的中间轴法兰盘成本低；⑥电渣熔铸过程中加入适量稀土能够明显改善铸件力学性能，铸件的强度提高了15-20％。 

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种用电渣重熔-熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法的重熔示意图。 

图2图1的A-A剖面图。 

其中，1为自耗电极，2为结晶器，3为试样轴颈，4为三元渣系，5为金属溶液，6为电渣重熔法兰盘，7为底盘，8为移动小车，9为轴颈。 

(五)具体实施方式：

实施例1：一种用电渣重熔-熔焊工艺制造船用中间轴法兰盘的方法，其特征在于它包括电渣重熔工艺和电渣熔焊工艺(见图1-2)，它由以下步骤构成： 

(1)调整并安装好卧式异型铜制水冷结晶器2，其熔体为圆形； 

(2)把两根自耗电极1的两端插入结晶器2； 

(3)将预先干燥熔化处理好的三元渣系4加入结晶器； 

(4)送电，电流通过自耗电极接通三元渣系4，渣池通过电流完成电能和热能的转化，控制结晶器出水温度不大于60℃； 

(5)自耗电极1在三元渣系4中熔化形成钢水熔滴，熔滴在重力、磁场力和三元渣系4的沸腾的旋转力的影响下穿过渣池，在此过程中添加稀土； 

(6)净化后的钢水在渣池底部形成熔池，在循环水的强制冷却下凝固，完成钢水的结晶，形成电渣重熔法兰盘6； 

(7)同时在形成的电渣重熔法兰盘6上熔焊轴颈9和试样轴颈3。