專利名稱：一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐冷卻裝置的制造方法，特別是涉及一種冶金高爐用冷卻壁的鑄造方法。
冷卻壁是高爐的冷卻裝置，它可使爐襯內(nèi)的熱量傳遞出去，并在高爐內(nèi)部使爐渣在爐襯上冷凝成一層保護性渣皮，保護爐襯及爐殼，所以冷卻壁對高爐的壽命有重要意義。
長期以來，高爐用冷卻壁都是用鑄鐵材料澆注而成。這種冷卻壁易受鐵水侵蝕而損壞，使用壽命較低。為提高冷卻壁壽命，近年來出現(xiàn)了鑄鋼冷卻壁。武漢鋼鐵公司1987年公開了一種焊接式鑄鋼冷卻壁，其專利申請?zhí)枮?7101904。鑄鋼冷卻壁的本體理化性能如強度、韌性、抗熱沖擊能力都比鑄鐵冷卻壁理化性能好，而冷卻壁本體理化性能恰恰是影響其壽命的重要因素。實踐證明，鑄鋼冷卻壁壽命比鑄鐵冷卻壁壽命長。
上面提到的專利申請?zhí)枮?7101904的焊接式鑄鋼冷卻壁，其制造方法是將事先分別鑄造好的冷卻壁的分體，包括冷面、熱面等幾個部分組裝在一起，用焊接的方法使之成為一個整體。冷卻壁的水路鑄在分體中的熱面上，當冷面和熱面合在一起時，形成密封的水路系統(tǒng)。用這種方法制造的鑄鋼冷卻壁其缺點是冷卻壁在工作中一旦變形，便會破壞冷熱面兩部分的嚴密貼合，使進水口部與出水口部混淆在一起，形成死水端，影響冷卻效果，對高爐壽命產(chǎn)生影響。
本發(fā)明的目的是提供一種新的鑄造工藝，由此制造出一種使用壽命長且使用效果優(yōu)于焊接式鑄鋼冷卻壁的整體鑄造的鑄鋼冷卻壁。
整體鑄造鑄鋼冷卻壁的結(jié)構(gòu)，如同鑄鐵冷卻壁，由冷卻壁本體、進出水管及保護管構(gòu)成。由于鑄鋼件的澆注溫度是在1570℃～1580℃之間，而鑲在鑄件中做為進出水管用的無縫鋼管的熔點在1500℃左右，因而保護該無縫鋼管在澆注時不被高溫融化是整體鑄造鑄鋼冷卻壁的關(guān)鍵問題。
本發(fā)明提供的鑄造工藝是，采用惰性氣體、二氧化碳或水蒸氣作為冷卻劑，在鑄造冷卻壁的過程中，將作為冷卻劑的氣體通入鑄件中的無縫鋼管管道內(nèi)，帶走鋼管內(nèi)熱量，使鋼管溫度降低，保護該鋼管在高溫條件下不被融化，得以實現(xiàn)整體鑄造鑄鋼冷卻壁。
整體鑄造鑄鋼冷卻壁的進出水管即無縫鋼管和保護管都是鑄入的，結(jié)構(gòu)緊密堅固，與焊接式鑄鋼冷卻壁相比，不存在潛在的冷卻壁變形情況下形成水路死水端問題，也不存在組裝焊接中熱區(qū)質(zhì)量問題。真正體現(xiàn)了鑄鋼件的高強度和韌性，抗熱沖擊性的本體理化性能。
下面結(jié)合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明做進一步說明推薦使用鋼種ZG230-450、ZG270-500鑄鋼，用電弧爐冶煉。鋼水澆注溫度1570～1600℃，將事先彎制成形并處理合格的無縫鋼管按要求安放于型腔中固定好，下芯盒箱，進出水管頭露出箱外100mm，通過壓力表和膠管將露在沙箱之外的管頭的一端與管道連接，連接之處用接頭卡緊。
(1)用惰性氣體作冷卻劑。所說惰性氣體包括氮、氬、氖、氦等?？諝鉁囟?0℃左右時，在澆注前15分鐘向鋼管內(nèi)通氣;空氣溫度0℃以下時，通氣與澆注同時進行。管路內(nèi)氣體的壓力一般為0.4MPa-1.5MPa。
以氮氣為例，通氣時打開氮氣管道閥門向鑄件中的管內(nèi)通氣。該通入的氮氣可于露在砂箱外的管頭的另一端回收或放空。待冒口凝固后，仍持續(xù)通氣20分鐘后停氣。然而撥掉連接管頭的膠管，用管帽將進出管頭密封，防止管內(nèi)進入空氣而使管內(nèi)壁產(chǎn)生氧化層。
(2)用二氧化碳作為冷卻劑將15個裝滿二氧化碳的瓶子并聯(lián)在一個∮50×5mm的無縫鋼管的匯流排上，匯流排與∮500×1000mm的貯氣罐相通。貯氣罐中事先已充足二氧化碳，壓力為0.4MPa。貯氣罐的出口聯(lián)接3/4″截流閥及膠管并與已按要求放入砂型內(nèi)的進出水管頭的一端接通。澆注的同時，向鑄件中鋼管內(nèi)通氣。貯氣罐內(nèi)壓力應(yīng)保持在0.4MPa。待冒口凝固后改用通氮氣冷卻20分鐘后停氣。以后的操作與用氮氣作冷卻劑的后續(xù)保護方法相同。
(3)用水蒸氣作為冷卻劑供氣管道與鑄件中進出水管的管頭一端接通，澆注前10分鐘向鑄件中鋼管管道內(nèi)通水蒸汽。待冒口凝固后改用通惰性氣體冷卻20分鐘后停氣，以后的操作又與用氮氣作冷卻劑的后續(xù)保護方法相同。
權(quán)利要求
1.一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法，其特征在于鑄造時以惰性氣體為冷卻劑，通入鑄件中鋼管的管道內(nèi)。
2.一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法，其特征在于鑄造時以二氧化碳為冷卻劑，通入鑄件中鋼管的管道內(nèi)。
3.一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法，其特征在于鑄造時以水蒸汽為冷卻劑，通入鑄件中鋼管的管道內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐用鑄鋼冷卻壁的鑄造方法。該方法在鑄造工藝中以惰性氣體、二氧化碳、水蒸氣作為冷卻劑，向鑄件中鋼管的管道內(nèi)通氣，使鋼管本身溫度降低，保護鋼管在高溫條件下不被熔化，得以實現(xiàn)整體鑄造鑄鋼冷卻壁，開辟了整體鑄造鑄鋼冷卻壁的新途徑。
文檔編號B22C9/26GK1107083SQ94112599
公開日1995年8月23日 申請日期1994年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月2日
發(fā)明者陳伯勤 申請人:本溪鋼鐵公司