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帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器的制作方法

文檔序號:3359018閱讀:207來源:國知局
專利名稱:帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種高溫冷卻裝置,具體講是涉及一種用于冶金高爐渣溝的帶水
冷鑄鋼渣溝冷卻器,屬于冶金煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
帶水冷的渣溝冷卻器是為高爐渣溝提供冷卻和保護的裝置,能夠保護渣溝免受高 溫流體的侵蝕和機械磨損,延長渣溝壽命,保證其安全穩(wěn)定生產(chǎn),所以,渣溝冷卻器的壽命 決定渣溝的壽命,是渣溝長壽、高效、節(jié)能的重要保證。 當(dāng)前國內(nèi)外冶金工業(yè)一般不對高爐渣溝進行冷卻,個別單位采用的渣溝冷卻器的 材質(zhì)以鑄鐵為主,但是,鑄鐵渣溝冷卻器存在諸多不足,以使用最廣泛的球墨鑄鐵渣溝冷卻 器為例(l)球墨鑄鐵渣溝冷卻器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,而氣隙使得渣溝冷卻器傳熱阻力顯著增加,惡化了渣溝冷卻器的傳熱效果,增加 了渣溝冷卻器的工作面溫度,加速了渣溝冷卻器的破損;(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(dāng)于形成了無數(shù)微小的孔 洞,構(gòu)成了發(fā)生裂縫和裂紋的發(fā)源地,加速了裂縫和裂紋的擴展,從而導(dǎo)致渣溝冷卻器使用 壽命變短,增加資源消耗,不利于渣溝冷卻器長壽、節(jié)能;(3)在澆鑄大型球墨鑄件時,C、 S、 P在柱狀結(jié)晶過程中容易被推向液態(tài)區(qū),在中心等軸晶區(qū)形成一個偏析物富集區(qū),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(chǎn)生和擴展,不利于渣溝冷卻器長壽;(4)球墨鑄鐵的線膨脹系數(shù)在60(TC以 下變化較平穩(wěn),但在60(TC以上則隨溫度的升高而發(fā)生急劇的不可逆"生長",當(dāng)溫度大于 709t:時基體組織發(fā)生了相變,膨脹系數(shù)和內(nèi)應(yīng)力急劇增長,其破損速度加快;(5)球墨鑄 鐵導(dǎo)熱性和抗熱震性能都較差,其導(dǎo)熱系數(shù)僅為30w *m—2 *K—、不利于渣溝冷卻器的高效冷 卻。 從國內(nèi)外對渣溝冷卻器的研究情況來看,國外對帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器在冶金 工業(yè)的應(yīng)用問題研究較少,而國內(nèi)因為冶金工業(yè)對渣溝冷卻器需求很大,個別企業(yè)對帶水 冷的合金渣溝冷卻器的生產(chǎn)進行了實踐,但結(jié)果卻不甚理想,譬如《煉鐵》雜志1994第3期、 第50-53頁、作者為沈宗斌周渝生在文章"高爐冷卻器的發(fā)展現(xiàn)狀"中所述及的幾種冷卻 器即屬于此列。其主要原因包含五個方面,第一,在澆注冷卻壁過程中,冷卻水管極易被高 溫鋼水熔穿,廢品率高;第二,在澆注過程中,在冷卻水管外表面焊接大量冷鐵,冷鐵熔化不 完全,破壞冷卻水管和冷卻壁基體的整體機械性能,并促使氣隙產(chǎn)生,嚴(yán)重惡化冷卻壁傳熱 性能;第三,在澆注過程中,冷卻通道內(nèi)部易發(fā)生氧化,產(chǎn)品質(zhì)量大大降低;第四,鋼水潔凈 化技術(shù)在鑄鋼冷卻壁一次澆注成型過程中缺乏系統(tǒng)研究,產(chǎn)品性能不穩(wěn)定;第五,冶金工業(yè) 的冷卻壁屬于厚大鑄件,而厚大鑄件的氣孔、疏松、偏析等質(zhì)量缺陷在鑄造行業(yè)一直尚未完 全解決。另外,針對鑄鋼冷卻壁的熱處理工藝缺乏系統(tǒng)研究,尚未提出 熱處理規(guī)范。因此, 帶水冷的合金渣溝冷卻器成品率不高,性能不佳,壽命不長。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷,本實用新型提供了一種使用壽命長、高效、節(jié)能的帶水冷的合金渣溝冷卻器,以實現(xiàn)常溫抗拉強度為650N/mm2以上,Hs硬度大于35,沖擊功大于18J/cm2,使用壽命達到IO年的目的。 為達到上述目的,本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的 —種帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器,包括冷卻器基體、冷卻水管,其特征在于所述的冷
卻器基體為鑄鋼材料制成,冷卻水管材料為鑄鋼;冷卻器基體的斷面為半圓環(huán)形;冷卻水
管為單根,往復(fù)穿插于冷卻器基體內(nèi),其外表面與冷卻器基體以表面微熔的方式緊密結(jié)合;
冷卻水管的進水口段和出水口段從半圓環(huán)形冷卻器基體的一端伸出,進水口段和出水口段
外面帶有保護套管。 所述的冷卻水管的橫截面為橢圓形。 所述的冷卻水管橢圓形橫截面的短軸和長軸的長度之比為0. 5 0. 7。 由于上述的冷卻水管為單根,在鑄造過程中只發(fā)生表明微熔,基本不發(fā)生重熔和
再結(jié)晶,保持著冷卻水管原有的良好軋制性能。 本實用新型的有益效果是本實用新型采用鑄鋼替代現(xiàn)有的鑄鐵等材料制作帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器基體,采用鑄鋼材料制作冷卻水管,可以強化渣溝冷卻器抵抗高溫侵蝕的能力,有效避免冷卻器基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙,強化了渣溝冷卻器的冷卻性能,延長了帶水冷的渣溝冷卻器的使用壽命,進而延長了高爐渣溝的壽命,降低了耐火材料消耗和工人勞動強度,節(jié)約了生產(chǎn)成本;同時因為冷卻水管是直接澆注在冷卻器基體內(nèi)的,所以其與冷卻器基體結(jié)合的非常緊密,提高了帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器的冷卻效果和機械性

圖1是本實用新型的帶水冷的合金渣溝冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖;[0013] 圖2是圖1的A向視圖。[0014] 圖中主要標(biāo)記含義 1、冷卻器基體,2、冷卻水管,3、保護套管,4、進水口段,5、出水口段。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明,但不限于此。[0017] 實施例l: 本實用新型實施例如圖1-2所示,包括冷卻器基體1、冷卻水管2,其特征在于所述的冷卻器基體1為鑄鋼材料制成,冷卻水管2材料為鑄鋼;冷卻器基體1的斷面為半圓環(huán)形;冷卻水管2為單根,往復(fù)穿插于冷卻器基體1內(nèi),其外表面與冷卻器基體1以表面微熔的方式緊密結(jié)合;冷卻水管2的進水口段4和出水口段5從半圓環(huán)形冷卻器基體1的一端伸出,進水口段4和出水口段5外面帶有保護套管3 。[0019] 所述的冷卻水管1的橫截面為橢圓形。 所述的冷卻水管2橢圓形橫截面的短軸和長軸的長度之比為0. 5。[0021] 實施例2:
4[0022] 同實施例1相同,只是冷卻水管2橢圓形橫截面的短軸與長軸的長度比為0. 6。 實施例3 : 同實施例1相同,只是冷卻水管2橢圓形橫截面的短軸與長軸的長度比為0. 7。
權(quán)利要求一種帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器,包括冷卻器基體、冷卻水管,其特征在于所述的冷卻器基體為鑄鋼材料制成,冷卻水管材料為鑄鋼;冷卻器基體的斷面為半圓環(huán)形;冷卻水管為單根,往復(fù)穿插于冷卻器基體內(nèi),其外表面與冷卻器基體以表面微熔的方式緊密結(jié)合;冷卻水管的進水口段和出水口段從半圓環(huán)形冷卻器基體的一端伸出,進水口段和出水口段外面帶有保護套管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水冷的渣溝冷卻器,其特征在于所述的冷卻水管的橫截面為橢圓形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器,其特征在于所述的冷卻水管橢圓形橫截面的短軸和長軸的長度之比為0. 5 0. 7。
專利摘要帶水冷的鑄鋼渣溝冷卻器,屬煉鐵技術(shù)領(lǐng)域,包括冷卻器基體和冷卻水管,冷卻器基體與冷卻水管為鑄鋼材料,冷卻器基體的斷面為半圓環(huán)形。冷卻水管為單根,往復(fù)穿插于冷卻器基體內(nèi),其外表面與冷卻器基體以表面微熔的方式緊密結(jié)合;冷卻水管的進水口段和出水口段從半圓環(huán)形冷卻器基體的一端伸出,進水口段和出水口段外面帶有保護套管。本實用新型進一步強化了抵抗高溫侵蝕的能力,有效避免冷卻器基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙,延長了渣溝的使用壽命,降低了耐材消耗和工人勞動強度,節(jié)約了生產(chǎn)成本;同時提高了帶水冷的渣溝冷卻器的冷卻效果和機械性能。
文檔編號C21B7/10GK201545856SQ20092028071
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者周小輝, 孫建設(shè), 曾暉, 潘宏偉, 王子金, 程樹森, 趙宏博 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司;北京科技大學(xué)
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