專利名稱：冷卻元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種按照權(quán)利要求1前序部分的冷卻元件。
關(guān)于用于工業(yè)目的的爐子，特別是生產(chǎn)金屬的爐子，如閃速熔煉爐、鼓風(fēng)爐、電爐或其他冶金反應(yīng)器，采用了通常主要為銅制的冷卻元件。通常這些冷卻元件用水冷卻，因此設(shè)有冷卻水的通道系統(tǒng)，此時熱量從爐膛中的耐火磚通過冷卻元件外殼傳到冷卻水。工作條件是激烈的，其中冷卻元件受到由爐子氣氛或熔融接觸所引起的強腐蝕或磨蝕應(yīng)變。例如，構(gòu)成一個閃速轉(zhuǎn)爐中沉積槽壁上襯墊的爐墻被冷卻元件所保護，冷卻元件的任務(wù)是保持爐墻溫度低到使得由上述原因造成的磚的損耗很慢。但是，爐墻總有一天會變薄，可能引起熔融金屬與銅制的冷卻元件接觸。通常，在直接熔融接觸時，銅制的冷卻元件不能承受熔融金屬的作用，特別是如果熔融金屬是流動或擾動時，然而它開始熔化，這造成了元件冷卻能力的超載和隨之而來的損壞。這甚至可能導(dǎo)致顯著的經(jīng)濟損失。
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一個冷卻元件，由此可以避免先前技術(shù)的缺點。
本發(fā)明的特征在所附權(quán)利要求中規(guī)定。
本發(fā)明的裝置具有幾個突出的優(yōu)點。
至少冷卻元件的部分表面由鋼制成，由此得到了一個冷卻元件，它承受熔融接觸明顯地好于先前技術(shù)的裝置。依靠本發(fā)明，實現(xiàn)了一個明顯改進耐力的冷卻元件，特別是在冷卻元件和熔融金屬之間可能接觸的應(yīng)用中。冷卻元件可以完全用鋼制造，這對制造技術(shù)是一個有利的裝置。冷卻元件的外殼可以用具有良好熱導(dǎo)率的銅制成，此時可以把鋼件設(shè)在元件的表面上。把鋼件設(shè)在冷卻元件外殼上的緊固點(例如凹槽)上，由此得到了一個非常有用和有效的鋼板緊固裝置。如果鋼表面由幾個分開的構(gòu)件制成時，得到了一個對制造技術(shù)和對維護均非常有用的裝置。總之，本發(fā)明提高了生產(chǎn)率和安全性。
參照附圖來更詳細地描述本發(fā)明。


圖1說明了本發(fā)明一個冷卻元件的截面，圖2說明了一個典型閃速轉(zhuǎn)爐壁的截面，這里采用了本發(fā)明的冷卻元件，圖3說明了按照圖1的冷卻元件外殼的截面，圖4說明了本發(fā)明一個結(jié)構(gòu)件的截面，圖5說明了本發(fā)明另一個結(jié)構(gòu)件的截面，以及圖6說明了本發(fā)明的一個冷卻元件。
按照本發(fā)明的冷卻元件，特別是設(shè)計用于金屬制造過程的冷卻元件，與爐子等有關(guān)，包括一個外殼1，外殼設(shè)有用于冷卻水循環(huán)的一個通道系統(tǒng)2。按照本發(fā)明，至少可能與熔融金屬接觸的部分冷卻元件表面是鋼的。冷卻元件可以完全用鋼制成，或者其外殼部分可以用銅制成，此時至少一個鋼件設(shè)在外殼表面上。
按照附圖的冷卻元件包括一個外殼1，外殼設(shè)有一個用于冷卻水循環(huán)的通道系統(tǒng)2(圖3)。例如，通常冷卻元件的外殼1用銅制成。最好是冷卻元件的外殼1用鑄造制成，例如拉鑄。在外殼1中，設(shè)有一個用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)2。通常通道系統(tǒng)2由加工制成，例如用鉆孔制成，或者與鑄造一起制成。在放在爐膛中的外殼1表面的一側(cè)4上，或者至少在上述表面的一部分上，通常作出凹槽3，其中可以放置爐膛的一部分陶瓷襯墊，通常為耐火磚。在爐膛一側(cè)的至少一部分元件表面4上設(shè)有結(jié)構(gòu)件5，6，它們用鋼制成，并且通常為高合金鋼件。鋼件5，6連接到冷卻元件的外殼1上，使得外殼和鋼板之間的熱接觸良好，此時在元件冷卻通道系統(tǒng)2中流動的冷卻劑的冷卻效應(yīng)防止了熔融金屬，例如銅穿透結(jié)構(gòu)件5，6的鋼中。在按照附圖的例子中，在元件表面上作出凹槽7，8，9，最好是為水平的凹槽，設(shè)置了鋼件的配對物10，11(圖4和5)來配合其中。通常作為結(jié)構(gòu)件5，6的鋼件設(shè)置成最好根據(jù)它們之間的形狀保持在外殼的凹槽7，8，9中。例如，凹槽7，8，9可以設(shè)計成從凹槽底部朝元件表面變窄，此時凹槽底部上的寬度大于表面上的寬度。在一個典型實施例中，外殼表面上的凹槽寬度比凹槽底部上的凹槽寬度窄2-10mm。凹槽和鋼板之間的尺寸公差設(shè)置成使得鋼板可以從元件外殼的側(cè)面，在凹槽端部插入凹槽。
鋼件5，6可以簡單地插入專供它們之用的凹槽中。或者可以用其他適當(dāng)方式把它們連接到外殼上。在一個優(yōu)選實施例中，用擴散連接把鋼件連接到外殼上。
按照另一個優(yōu)選實施例，整個冷卻元件用鋼制成。這個方法造成一個從制造技術(shù)觀點上有利的結(jié)構(gòu)。最好是，冷卻元件用鑄造制成，例如用耐熱鑄鋼制成。
通常冷卻元件放在爐壁中，使得至少在可能與熔融金屬接觸的區(qū)域上設(shè)有鋼的表面，通常尤其是采用鋼件5，6。按照圖2，冷卻元件設(shè)在爐子底部12和側(cè)壁13的襯墊14，15之間的連接區(qū)16中，或者設(shè)在上述連接區(qū)的附近。在圖2中，爐膛17位于冷卻元件的左側(cè)。例如在一個閃速轉(zhuǎn)爐中，通常設(shè)有鋼表面的冷卻元件區(qū)域位于在粗銅和爐渣之間的邊緣表面區(qū)域。冷卻元件的形狀和尺寸與爐子的尺寸和類型有關(guān)。
按照附圖的冷卻元件包括一個背對著爐膛的基本為直的壁，壁中設(shè)有冷卻通道系統(tǒng)2的連接管道18，19。在面對著爐膛17的一側(cè)4，冷卻元件的底部朝著底部邊按楔的方式變窄，此時元件更好地與爐子彎曲底部12的磚墻14配合。在元件的上部，作出用于爐壁耐火襯墊15的凹槽?，F(xiàn)在當(dāng)元件安裝定位在爐壁時，冷卻元件的鋼表面放在沿元件高度方向的元件中部上。
本發(fā)明的冷卻元件可以用于幾個不同的目的。例如，本發(fā)明冷卻元件的一個典型目的或用途是閃速轉(zhuǎn)爐中沉積槽爐膛的側(cè)壁。本發(fā)明冷卻元件的典型尺寸為寬0.25-1m，長1-2m，外殼厚度100-200mm，其中開槽部分的厚度構(gòu)成約一半。當(dāng)然，冷卻元件也可以作為在某些其他爐子中的冷卻元件，特別是在精煉過程的金屬生產(chǎn)中。冷卻元件的形狀和尺寸與所使用的目的有關(guān)。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的用途為元件是一個稱為滑槽的冷卻元件，特別是用于引導(dǎo)熔融材料。例如，現(xiàn)在表面層可以設(shè)置成與熔融材料接觸的表面部分。
在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明冷卻元件的鋼表面用耐熱的高合金鋼制成，具有高的鉻含量，通常為20-30％，最好為24-28％。鋼的其余合金成分還確定了本發(fā)明特定使用目的中的材料適用性。例如，適合用于本發(fā)明的工業(yè)用鋼類型是GX40CrNiSi27-4。此時所采用的鋼是耐熱的高合金鑄鋼。
權(quán)利要求
1.一個冷卻元件，特別是用于與金屬生產(chǎn)過程有關(guān)的爐子之類的冷卻元件，上述元件包括一個外殼(1)，外殼設(shè)有一個用于冷卻水循環(huán)的通道系統(tǒng)(2)，特征在于至少一部分可能與融熔金屬接觸的冷卻元件表面用鋼制成。
2.按照本發(fā)明權(quán)利要求1的冷卻元件，特征在于外殼(1)主要為銅。
3.按照本發(fā)明權(quán)利要求1的冷卻元件，特征在于外殼(1)主要為鋼。
4.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-3的任何一條的冷卻元件，特征在于至少一個鋼件(5，6)設(shè)在可能與融熔金屬接觸的冷卻元件區(qū)域。
5.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-4中任一條的冷卻元件，特征在于冷卻元件設(shè)有如凹槽的緊固表面(3)，用于陶瓷襯墊，例如磚襯。
6.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-5中任一條的冷卻元件，特征在于冷卻元件外殼(1)設(shè)有用于鋼件(5，6)的緊固點(7，8，9)，例如凹槽。
7.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-6中任一條的冷卻元件，特征在于鋼元件(5，6)具有一個配對物(10，11)，設(shè)置成與設(shè)在冷卻元件外殼(1)中的緊固點(7，8，9)，例如凹槽相配合。
8.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-7中任一條的冷卻元件，特征在于依靠擴散連接把鋼件連接到外殼。
9.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-8中任一條的冷卻元件，特征在于所采用的鋼是耐熱的高合金鑄鋼。
10.按照本發(fā)明權(quán)利要求1-9中任一條的冷卻元件，特征在于鋼的鉻含量為20-30％，最好為24-28％。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一個冷卻元件，特別是用于與金屬生產(chǎn)過程有關(guān)的爐子之類的冷卻元件，上述元件包括一個外殼(1)，外殼設(shè)有一個用于冷卻水循環(huán)的通道系統(tǒng)(2)。至少一部分可能與融熔金屬接觸的冷卻元件表面用鋼制成。
文檔編號C22B15/00GK1537218SQ01818057
公開日2004年10月13日 申請日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月1日
發(fā)明者里斯托·薩里寧, 里斯托 薩里寧 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司