專(zhuān)利名稱(chēng)：埋管式鑄造冷卻壁及其應(yīng)用的材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鐵高爐高熱負(fù)荷區(qū)爐壁的冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是埋管式鑄造冷卻壁及其應(yīng)用的材料。
自80年代以來(lái)，我國(guó)高爐高熱負(fù)荷區(qū)均采用鐵素體球墨鑄鐵冷卻壁，由于球墨鑄鐵的韌性和抗震性能好，實(shí)現(xiàn)了高爐爐身和爐缸壽命同步的目標(biāo)。但是鑄鐵冷卻壁存在著自身不可克服的缺陷鑄鐵本身的導(dǎo)熱系數(shù)低；另外冷卻水管是低碳鋼管，管表面為防止高碳鑄鐵中的石墨滲透，需進(jìn)行防滲碳處理，雖防滲碳層很薄，但形成的熱阻卻相當(dāng)大。因此，鑄鐵冷卻壁在工作時(shí)壁體溫度梯度較大，壁熱面溫度較高，易導(dǎo)致壁體局部過(guò)熱和裂紋的產(chǎn)生，這是鑄鐵冷卻壁壽命低的主要原因。
目前國(guó)外研制出的銅冷卻壁主要有在連鑄銅板坯上拉制出幾條水冷通道的冷卻壁，還有在銅板上機(jī)械加工幾條水冷通道的冷卻壁。這樣的冷卻壁有許多工藝孔要加工和焊接，而且壁面還得加工出溝槽，加工成本非常高。進(jìn)出水管需和本體焊接而成，帶來(lái)了泄露的故障點(diǎn)，在受高溫、高壓、腐蝕狀態(tài)下將會(huì)產(chǎn)生微小裂紋，一旦開(kāi)裂，冷卻水將會(huì)泄入爐內(nèi)，防礙高爐的正常生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、制作方便、滿(mǎn)足高爐長(zhǎng)壽，具有高導(dǎo)熱系數(shù)的埋管式鑄造冷卻壁及其應(yīng)用的材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣完成的。
埋管式鑄造冷卻壁(參見(jiàn)

圖1)，其特征在于在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1，在基體2的熱表面上鑄出較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條3，水冷管1的斷面結(jié)構(gòu)可選為圓形或者長(zhǎng)橢圓形。
埋管式鑄造冷卻壁應(yīng)用的材料，其特征在于基體2的材質(zhì)為純銅或高導(dǎo)電率銅合金，水冷管1的材質(zhì)為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
本發(fā)明的特點(diǎn)是基體含99．9％的鑄態(tài)純銅，常溫的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)測(cè)為328W／(m．k)，是球墨鑄鐵8～10倍；基體和水冷管是冶金結(jié)合消除了間隙熱阻；壁熱面上較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條；水冷管斷面結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)橢圓形，可以使冷卻壁變薄、冷卻表面積增大、冷卻強(qiáng)度增強(qiáng)；進(jìn)出水冷管圓滑彎曲，阻損極低，而且沒(méi)有焊接點(diǎn)。
圖1為銅基埋管式鑄造冷卻壁的結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明給出以下實(shí)施例。
在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1(見(jiàn)圖1)，在基體2的熱表面上鑄出較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條3，水冷管1的斷面結(jié)構(gòu)可選為圓形或者長(zhǎng)橢圓形?；w2的材質(zhì)為純銅或高導(dǎo)電率銅合金，水冷管1的材質(zhì)為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
高導(dǎo)電率銅合金一般為銅鉻、銅鋯類(lèi)合金，還有純銅，這些銅基材料鑄造冷卻壁和蒙耐爾(Monel)合金管(一般為鎳銅合金)及紫銅管，由于具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，在一定的冷卻強(qiáng)度下，其壁體具有較小的溫度梯度，工作熱面溫度理論值為130℃，冷卻壁表面在這樣的溫度下極易形成一層渣殼4，渣殼4具有極大的熱阻，這樣通過(guò)冷卻壁的熱流強(qiáng)度就會(huì)大大降低，爐內(nèi)的熱量損失也會(huì)大大減少。
冷卻壁上鑄出較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條3，即使渣殼4從脫落層脫落時(shí)，在凸條3之間還會(huì)存有較厚的耐火材料5，凸條3的直接受熱面積僅占銅冷卻壁受熱面積的15％，這樣銅冷卻壁又避免了爐內(nèi)高溫的直接烘烤，銅基埋管式鑄造冷卻壁可以達(dá)到長(zhǎng)壽的目的。
本發(fā)明銅基埋管式鑄造冷卻壁具有優(yōu)異的尺寸靈活性，可以設(shè)計(jì)成曲面或錐面，適用各種不同容積的高爐。
權(quán)利要求
1．埋管式鑄造冷卻壁，其特征在于在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1，在基體2的熱表面上鑄出較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條3，水冷管1的斷面結(jié)構(gòu)可選為圓形或者長(zhǎng)橢圓形。
2．埋管式鑄造冷卻壁應(yīng)用的材料，其特征在于基體2的材質(zhì)為純銅或高導(dǎo)電率銅合金，水冷管1的材質(zhì)為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種埋管式鑄造冷卻壁及其應(yīng)用的材料。特征是在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1,在基體2的熱表面上鑄出較長(zhǎng)且不連續(xù)的凸條3,水冷管1的斷面結(jié)構(gòu)可選為圓形或者長(zhǎng)橢圓形?；w的材質(zhì)為純銅或高導(dǎo)電率銅合金,水冷管1的材質(zhì)為厚壁紫銅管或蒙耐爾合金管。特點(diǎn)是常溫的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)測(cè)為328W/(m.k),是球墨鑄鐵8～10倍,冷卻表面積增大、冷卻強(qiáng)度增強(qiáng),進(jìn)出水冷管圓滑彎曲,阻損極低,而且沒(méi)有焊接點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21B7/10GK1280198SQ0011076
公開(kāi)日2001年1月17日 申請(qǐng)日期2000年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者蘇曉軍, 李樹(shù)貴 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鞍山熱能研究院