[發明專利]方頭鉆桿的制造方法及在制造過程中使用的電渣爐結晶器

無效

• 申請號: 200910015901.7
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101555552A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 于景潤
• 申請（專利權）人: 濰坊亞東冶金設備有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22B9/193;E21B17/00
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所
• 代理人: 張曰俊

技術領域

本發明涉及一種方頭鉆桿的制造方法，本發明還涉及在制造鉆桿的過程中使用的電渣爐結晶器。

背景技術

電渣重熔是一種二次精煉技術，集鋼水二次精煉與定向凝固相結合的綜合冶金鑄造過程。其原理是電流通過液態渣池渣阻熱，將金屬電極熔化，熔化的金屬匯集成熔滴，滴落時穿過渣層進入金屬熔池，然后于水冷結晶器中結晶凝固成鋼錠。在電極端頭液滴形成階段，以及液滴穿過渣池滴落階段，鋼-渣充分接觸，鋼中非金屬夾雜物為爐渣所吸收。鋼中有害元素(硫、鉛、銻、鉍、錫)通過鋼-渣反應和高溫氣化比較有效地去除。液態金屬在渣池覆蓋下，基本上避免了再氧化。因為是在銅制水冷結晶器內熔化、精煉、凝固的，這就杜絕了耐火材料對鋼的污染。鋼錠凝固前，在它的上端有金屬熔池和渣池，起保溫和補縮作用，保證鋼錠的致密性。上升的渣池在結晶器內壁上形成一層薄渣殼，不僅使鋼錠表面光潔，還起絕緣和隔熱作用，使更多的熱量向下部傳導，有利于鋼錠自下而上的定向結晶。由于以上原因，電渣重熔生產的鋼錠的質量和性能得到改進，合金鋼的低溫、室溫和高溫下的塑性和沖擊韌性增強，鋼材使用壽命延長。

鉆桿用于鉆鑿油井、氣井或勘探井等，鉆桿的結構如圖1所示，兩端為圓柱部分a1，中間為方頭部分a2，圓柱部分的直徑大約200～300mm，鉆桿的整體長度為6～8m，由于鉆桿在使用過程中需要承受很大的扭矩，因此鉆桿采用整體式結構。傳統的制造方法為整體鍛造，由于鉆桿很長，需一件方型坯料整體鍛造，鍛造工作量大，質量也難以保證。

作為本申請的發明人，長期致力于電渣爐結晶器的設計和制造，擁有豐富的實踐經驗，經過發明人的潛心研究，創造性地利用電渣重熔的方法制造出了鉆桿，不僅降低了制造成本，而且質量也明顯優于鍛造產品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種方頭鉆桿的制造方法，以降低鉆桿的制造成本并提高鉆桿的制造質量。

本發明所要解決的另一個技術問題是：提供一種用于制造方頭鉆桿的電渣爐結晶器，通過該結晶器可以采用電渣重熔的方法制造方頭鉆桿。

為解決上述第一個技術問題，本發明的技術方案是：方頭鉆桿的制造方法，所述的鉆桿包括位于兩端的圓柱部分和位于中間的方頭部分，該方法包括以下步驟

1)分別加工出用于形成所述鉆桿的圓柱部分的兩個柱體；

2)安裝電渣爐結晶器，所述電渣爐結晶器包括結晶器本體，所述結晶器本體由內筒體和外筒體焊接而成，所述內筒體和外筒體之間具有冷卻水腔；所述內筒體圍成的冶煉空間與所述鉆桿的方頭部分相適配；所述結晶器本體上設有一對穿透所述內筒體和外筒體的預留孔，所述的一對預留孔同軸并且水平設置，所述預留孔與所述鉆桿的圓柱部分相適配；所述結晶器本體沿通過預留孔中心線的豎向對稱面剖分成兩個單體，所述兩個單體各自具有獨立的冷卻水腔。將所述的兩個單體固定連接在一起；

3)將所述的兩個柱體分別從兩側插入所述電渣爐結晶器的預留孔并伸入所述的冶煉空間中；

4)采用電渣重熔的方法冶煉出所述鉆桿的方頭部分，并使所述的方頭部分與兩個柱體充分融合在一起；

5)冷卻到室溫后，將所述的兩個單體打開，取出鉆桿。

為解決上述第二個技術問題，本發明的技術方案是：

用于制造方頭鉆桿的電渣爐結晶器，包括結晶器本體，所述結晶器本體由內筒體和外筒體焊接而成，所述內筒體和外筒體之間具有冷卻水腔；所述內筒體圍成的冶煉空間與所述鉆桿的方頭部分相適配；所述結晶器本體上設有一對穿透所述內筒體和外筒體的預留孔，所述的一對預留孔同軸并且水平設置，所述預留孔與所述鉆桿的圓柱部分相適配；所述結晶器本體沿通過預留孔中心線的豎向對稱面剖分成兩個單體，所述的兩個單體可拆分固定連接，所述兩個單體各自具有獨立的冷卻水腔。

由于采用了上述技術方案，方頭鉆桿可以分體加工，即先加工出用于形成所述鉆桿的圓柱部分的兩個柱體，然后再在電渣爐結晶器中，通過電渣重熔的方法制造出鉆桿的方頭部分，并使方頭部分與兩個柱體充分融合在一起。如此，不僅降低了鉆桿的制造成本，而且還提高了鉆桿的制造質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是方頭鉆桿的結構示意圖；

圖2是本發明所揭示的電渣爐結晶器實施例的結構示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是本發明所揭示的方頭鉆桿的制造方法的工作原理示意圖；