埋管式鑄造冷卻壁及其應用的材料的製作方法
2023-07-01 12:04:01 2
專利名稱:埋管式鑄造冷卻壁及其應用的材料的製作方法
技術領域:
本發明涉及煉鐵高爐高熱負荷區爐壁的冷卻設備技術領域,特別是埋管式鑄造冷卻壁及其應用的材料。
自80年代以來,我國高爐高熱負荷區均採用鐵素體球墨鑄鐵冷卻壁,由於球墨鑄鐵的韌性和抗震性能好,實現了高爐爐身和爐缸壽命同步的目標。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熱係數低;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,需進行防滲碳處理,雖防滲碳層很薄,但形成的熱阻卻相當大。因此,鑄鐵冷卻壁在工作時壁體溫度梯度較大,壁熱面溫度較高,易導致壁體局部過熱和裂紋的產生,這是鑄鐵冷卻壁壽命低的主要原因。
目前國外研製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。進出水管需和本體焊接而成,帶來了洩露的故障點,在受高溫、高壓、腐蝕狀態下將會產生微小裂紋,一旦開裂,冷卻水將會洩入爐內,防礙高爐的正常生產。
本發明的目的是提供一種結構合理、製作方便、滿足高爐長壽,具有高導熱係數的埋管式鑄造冷卻壁及其應用的材料。
本發明的技術方案是這樣完成的。
埋管式鑄造冷卻壁(參見
圖1),其特徵在於在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1,在基體2的熱表面上鑄出較長且不連續的凸條3,水冷管1的斷面結構可選為圓形或者長橢圓形。
埋管式鑄造冷卻壁應用的材料,其特徵在於基體2的材質為純銅或高導電率銅合金,水冷管1的材質為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
本發明的特點是基體含99.9%的鑄態純銅,常溫的導熱係數實測為328W/(m.k),是球墨鑄鐵8~10倍;基體和水冷管是冶金結合消除了間隙熱阻;壁熱面上較長且不連續的凸條;水冷管斷面結構為長橢圓形,可以使冷卻壁變薄、冷卻表面積增大、冷卻強度增強;進出水冷管圓滑彎曲,阻損極低,而且沒有焊接點。
圖1為銅基埋管式鑄造冷卻壁的結構示意圖。
結合附圖詳細說明給出以下實施例。
在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1(見圖1),在基體2的熱表面上鑄出較長且不連續的凸條3,水冷管1的斷面結構可選為圓形或者長橢圓形。基體2的材質為純銅或高導電率銅合金,水冷管1的材質為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
高導電率銅合金一般為銅鉻、銅鋯類合金,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,由於具有較高的導熱係數,在一定的冷卻強度下,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,這樣通過冷卻壁的熱流強度就會大大降低,爐內的熱量損失也會大大減少。
冷卻壁上鑄出較長且不連續的凸條3,即使渣殼4從脫落層脫落時,在凸條3之間還會存有較厚的耐火材料5,凸條3的直接受熱面積僅佔銅冷卻壁受熱面積的15%,這樣銅冷卻壁又避免了爐內高溫的直接烘烤,銅基埋管式鑄造冷卻壁可以達到長壽的目的。
本發明銅基埋管式鑄造冷卻壁具有優異的尺寸靈活性,可以設計成曲面或錐面,適用各種不同容積的高爐。
權利要求
1.埋管式鑄造冷卻壁,其特徵在於在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1,在基體2的熱表面上鑄出較長且不連續的凸條3,水冷管1的斷面結構可選為圓形或者長橢圓形。
2.埋管式鑄造冷卻壁應用的材料,其特徵在於基體2的材質為純銅或高導電率銅合金,水冷管1的材質為厚壁紫銅管或蒙耐爾(Monel)合金管。
全文摘要
本發明公開了一種埋管式鑄造冷卻壁及其應用的材料。特徵是在冷卻壁基體2中埋鑄軋制的水冷管1,在基體2的熱表面上鑄出較長且不連續的凸條3,水冷管1的斷面結構可選為圓形或者長橢圓形。基體的材質為純銅或高導電率銅合金,水冷管1的材質為厚壁紫銅管或蒙耐爾合金管。特點是常溫的導熱係數實測為328W/(m.k),是球墨鑄鐵8~10倍,冷卻表面積增大、冷卻強度增強,進出水冷管圓滑彎曲,阻損極低,而且沒有焊接點。
文檔編號C21B7/10GK1280198SQ0011076
公開日2001年1月17日 申請日期2000年8月4日 優先權日2000年8月4日
發明者蘇曉軍, 李樹貴 申請人:冶金工業部鞍山熱能研究院