專利名稱：鑄銅冷卻壁的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冶金高溫爐窯，具體講是涉及一種用于冶金高溫爐窯的冷卻壁，屬于冶金煉鐵技術領域。
背景技術：
冷卻壁是為冶金高溫爐窯提供冷卻的設備，能夠保護冶金高溫爐窯免受爐體內高溫流體的侵蝕和機械磨損，延長冶金高溫爐窯壽命，保證其安全穩定生產。冷卻設備一旦出現問題，冶金高溫窯爐必須全面停產檢修，將會帶來重大經濟損失。所以，冷卻壁的壽命和性能決定冶金高溫爐窯的壽命，是冶金高溫爐窯長壽高效、節能的重要保證。當前國內外冶金工業普遍采用的冷卻壁材質以鑄鐵和鑄鋼為主，但是，鑄鐵或鑄鋼冷卻壁存在諸多不足。以使用最廣泛的球墨鑄鐵鑄鋼冷卻壁為例，其存在以下不足(1) 球墨鑄鐵鑄鋼冷卻壁必須在冷卻通道外附加防滲碳涂層，使通道與基體之間形成氣隙，而氣隙使得冷卻壁傳熱阻力增加一千倍以上，惡化冷卻壁的傳熱效果，增加冷卻壁工作面溫度，加速冷卻壁的破損；(2)球墨鑄鐵基體上布滿了大小不同的球狀石墨(粒徑0.025 0. 150mm)，球狀石墨被氧化后相當于形成了無數微小的孔洞，構成了發生裂縫和裂紋的發源地，加速了裂縫和裂紋的擴展，從而導致冷卻壁使用壽命變短，增加資源消耗，不利于冷卻壁長壽、節能；(3)在澆鑄大型球墨鑄件時，C、S、P在柱狀結晶過程中容易被推向液態區， 在中心等軸晶區形成一個偏析物富集區，使鑄件表面和中心的延伸率存在較大差異，表面延伸率大于中心部位一倍以上，促進了球墨鑄鐵裂縫或裂紋的產生和擴展，不利于冷卻壁長壽；(4)球墨鑄鐵的線膨脹系數在600°C以下變化較平穩，但在600°C以上則隨溫度的升高而發生急劇的不可逆“生長”，當溫度大于709°C時基體組織發生了相變，膨脹系數和內應力急劇增長，其破損速度加快；( 球墨鑄鐵導熱性和抗熱震性能都較差，其導熱系數僅為 30w · πΓ2 · K—1，不利于冷卻壁的高效冷卻。
實用新型內容為了克服現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用新的鑄銅材料取代傳統的鑄鐵材料的鑄銅冷卻壁，冷卻水管與冷卻壁本體緊密結合，消除了氣隙，提高了鑄銅冷卻壁的性能，延長冶金高溫爐窯的使用壽命。為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術方案來實現的一種鑄銅冷卻壁，包括冷卻壁本體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻壁本體和冷卻水管都由鑄銅材料制成，冷卻壁本體為U形，冷卻水管位于冷卻壁本體內，也呈U形，冷卻水管截面呈長圓形，與冷卻壁本體以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從冷卻壁本體的U 形的兩個端部伸出。前述的鑄銅冷卻壁，其特征在于所述的長圓形的長軸和短軸的長度之比為0. 5 0. 7。前述的鑄銅冷卻壁，其特征在于所述的冷卻水管為多根。[0009]本實用新型的有益效果是本實用新型采用長圓形冷卻水管，增大了對熱面的冷卻強度，提高了熱傳導效益；采用鑄銅材料替代現有的鑄鐵和鑄鋼材料制作冷卻壁，可以有效避免冷卻壁本體和冷卻水管間產生氣隙，延長了鑄銅冷卻壁壽命進而延長冶金高溫窯爐的壽命，節約生產成本；并且使得冷卻水管與冷卻壁本體緊密結合，提高鑄銅冷卻壁冷卻效果，提高鑄銅冷卻壁的機械性能。
圖1是本實用新型的鑄銅冷卻壁的立體圖；圖2是本實用新型的鑄銅冷卻壁的剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的鑄銅冷卻壁的立體圖；圖2是本實用新型的鑄銅冷卻壁的剖視圖。本實用新型的鑄銅冷卻壁，包括作為基體的冷卻壁本體1和冷卻水管2，冷卻壁本體1和冷卻水管2采用鑄銅材料制成，冷卻壁本體1為U形，冷卻水管2也為U形，位于冷卻壁本體1內，與銅磚本體1以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從冷卻壁本體1的U形的兩個端部伸出，冷卻水管2的橫截面為長圓形，長軸與短軸的長度比可為0. 5 0. 7，為了提高冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本實施例采用的是3根，并排地設置在冷卻壁本體 1內。實施例1 上述冷卻水管2的橫截面為長圓形，其長軸與短軸的長度比為0. 5。實施例2 上述冷卻水管2的橫截面為長圓形，其長軸與短軸的長度比為0. 6。實施例3 上述冷卻水管2的橫截面為長圓形，其長軸與短軸的長度比為0. 7。本實用新型將冷卻水管2的材質和冷卻壁本體1的基體材質均選定為鑄銅，有效避免了使用防滲碳涂層及其帶來的一系列問題；將冷卻水管2直接澆注在冷卻壁本體1內部，在澆注過程中，利用復合固體冷卻介質隨流體通過冷卻水管2，保護冷卻水管2熔而不化，促使冷卻水管2在澆注過程中表面微熔，與冷卻壁本體1緊密貼合，不產生氣隙，基本不發生重熔和再結晶，保持著冷卻水管2原有的良好軋制性能，并控制冷卻壁本體1的凝固過程，形成順序凝固的條件，提高鑄銅冷卻壁的性能。本實用新型的鑄銅冷卻壁應用于冶金高溫爐窯的主要原理是將鑄銅冷卻壁置于冶金高溫爐窯的高溫區域內側，冷卻介質(比如水)按一定的流速從鑄銅冷卻壁的冷卻水管2的下部端口通過鑄銅冷卻壁內部，以這種方式，熱量從冶金高溫爐窯內部傳給鑄銅冷卻器的冷卻壁本體1，冷卻介質再將熱量從冷卻壁本體1帶出冶金高溫爐窯，使得冶金高溫爐窯的爐殼免受高溫侵蝕，從而延長冶金高溫爐窯的使用壽命。通過調節冷卻水流量和流速來調節鑄銅冷卻壁的冷卻性能。上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.鑄銅冷卻壁，包括冷卻壁本體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻壁本體和冷卻水管都由鑄銅材料制成，冷卻壁本體為U形，冷卻水管位于冷卻壁本體內，也呈U形，冷卻水管截面呈長圓形，與冷卻壁本體以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從冷卻壁本體的U形的兩個端部伸出。
2.根據權利要求1所述的鑄銅冷卻壁，其特征在于所述的長圓形的長軸和短軸的長度之比為0. 5 0. 7。
3.根據權利要求1或2所述的鑄銅冷卻壁，其特征在于所述的冷卻水管為多根。
專利摘要本實用新型涉及一種鑄鑄銅冷卻壁，包括冷卻壁本體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻壁本體和冷卻水管都由鑄銅材料制成，冷卻壁本體為U形，冷卻水管位于冷卻壁本體內，也呈U形，冷卻水管截面呈長圓形，與冷卻壁本體以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從冷卻壁本體的U形的兩個端部伸出。本實用新型采用長圓形冷卻水管，增大了對熱面的冷卻強度，提高了熱傳導效益；采用鑄銅材料有效避免產生氣隙，保證冷卻水管不發生重熔和再結晶，保持水管原有良好的軋制性能，延長了鑄銅冷卻壁壽命進而延長冶金高溫窯爐的壽命，節約生產成本；并且使得冷卻水管與冷卻壁本體緊密結合，提高銅冷卻壁冷卻效果。
文檔編號C21B7/10GK202099301SQ20112019691
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者孫延海, 王志斌, 程樹森, 趙志國 申請人:江蘇聯興成套設備制造有限公司