專利名稱：一種導(dǎo)電銅水套及其鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大功率冷卻設(shè)備，尤其涉及一種用于冶金爐、高溫爐上的導(dǎo)電銅水套，同時還涉及該導(dǎo)電銅水套的鑄造工藝。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于冶金礦熱爐、高溫爐上的導(dǎo)電銅水套，其內(nèi)置冷卻水道是采用在銅基體上鉆孔制成或內(nèi)置銅管鑄造制成，這兩種工藝生產(chǎn)的銅水套缺點在于(1)打孔制成的銅水套冷卻水道較小，拐角處都是直角狀，存在水流死角，冷卻水流量小，阻力大，水套溫度高，散熱性能差，使用過程中容易拉弧，影響導(dǎo)電率和使用壽命。(2)內(nèi)置鋼管，銅管鑄造的水套，在澆注過程中降低了銅水的溫度，導(dǎo)致了制成的水套基體與鋼管銅管水道熔不成一體，從而產(chǎn)生氣孔、砂眼等，密實度也差，在使用過程中容易出現(xiàn)開裂，掉塊等現(xiàn)象，而且導(dǎo)電導(dǎo)熱率差，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種熱傳導(dǎo)效率高、使用壽命長，安全可靠的銅水套。本發(fā)明的另一目的是提供一種銅水套的鑄造工藝。(一)銅水套的結(jié)構(gòu)
本發(fā)明的銅水套，包括銅基體、銅基體內(nèi)的冷卻水道及與冷卻水道連通的進水管、出水管。其中冷卻水道、進水管、出水管與銅基體為一體式整體結(jié)構(gòu)。銅基體是摻雜有磷、鎂、砷、宇乙的銅合金。所述冷卻水道為“U”、“W”型，以增加水套的換熱面積，從而提高換熱效率。所述冷卻水道與進水管、出水管為一體式鑄造結(jié)構(gòu),避免了進水管、出水管與冷卻水道及銅基體焊接的工序，杜絕了焊接漏水的問題；冷卻水道一次成形，冷卻水與銅基體直接接觸，提交了冷卻效果，延長了水套的使用壽命。所述銅水套的冷卻水道拐角處均采用圓弧設(shè)計，水流暢通，無阻力，進一步提交冷卻效果。所述銅合金中摻雜成分的質(zhì)量百分含量為
磷銅0. 15-0. 25%，鎂0. 001-0. 002%，砷0. 001-0. 002%，釔0. 015-0. 020%。銅基體中磷、鎂、砷、釔的加入，有效增強了銅基體的致密度，細(xì)化了銅結(jié)晶，而且提高了銅的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱性能。(二)導(dǎo)電銅水套的鑄造工藝
(I)砂型芯冷卻水管的制備采用粘土芯砂制備成“U”型或“W”型的冷卻水道，并在冷卻水道外部涂刷耐聞溫鑄造涂料。(2)脫氧銅合金水的制備先采用傳統(tǒng)的“插木還原法”對熔融的銅水進行脫氧，再依次加入磷、鎂、砷、釔，得到熔融的銅合金水；所述銅合金水中各摻雜成分的質(zhì)量百分含量為
磷銅0. 15-0. 25%，鎂0. 001-0. 002%，砷0. 001-0. 002%，釔0. 015-0. 020%。為了進一步提高銅合金水的品質(zhì)，在熔煉銅水時，精煉爐內(nèi)通入惰性氣體，以去除銅水中的氧化物，硫化物和溶解性氣體。(3)銅水套的澆注在砂型芯冷卻水道的兩端分別固定連接進水管和出水管，置于水套鑄造腔內(nèi)，向水套鑄造腔內(nèi)注入注入溫度1120°C -1140°C的脫氧銅合金水，直至澆注完成；自然冷卻后，用蛇形鉆和空壓泵清除銅基體內(nèi)的水道砂型芯，冷卻水道成形，銅水套制備完成。


圖I為本發(fā)明“U”形銅水套的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明“W”形銅水套的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明銅水套的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝作詳細(xì)的說明。(I)砂型芯冷卻水管的制備采用粘土芯砂制備成“U”型或“W”型的冷卻水道，并在冷卻水道外部涂刷耐聞溫鑄造涂料。(2)脫氧銅合金水的制備先采用傳統(tǒng)的“插木還原法”對熔融的銅水進行脫氧，再依次加入磷、鎂、砷、釔，得到熔融的銅合金水；所述銅合金水中各摻雜成分的質(zhì)量百分含量為
磷銅0. 15-0. 25%，鎂0. 001-0. 002%，砷0. 001-0. 002%，釔0. 015-0. 020%。為了進一步提高銅合金水的品質(zhì)，在熔煉銅水時，精煉爐內(nèi)通入惰性氣體，以去除銅水中的氧化物，硫化物和溶解性氣體。(3)銅水套的澆注在砂型芯冷卻水管的兩端分別固定連接進水管和出水管，置于水套鑄造腔內(nèi)，向水套鑄造腔內(nèi)注入注入溫度1120°C -1140°C的脫氧銅合金水，直至澆注完成；自然冷卻后，用蛇形鉆和空壓泵清除銅基體內(nèi)的水道砂型芯，冷卻水道成形，銅水套制備完成。上述制備的銅水套，其結(jié)構(gòu)包括銅基體I、銅基體內(nèi)的冷卻水道3及與冷卻水道3連通的進水管2、出水管4,且冷卻水道3、進水管2、出水管4與銅基體I為一體式整體結(jié)構(gòu)。冷卻水道為“U”型或“W”型，增加了水套的換熱面積，從而提高換熱效率。本發(fā)明鑄造的銅水套(THZD型)的技術(shù)性能指標(biāo)見表I。
表I本發(fā)明鑄造的THZD型能銅水套的技術(shù)性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電銅水套，包括銅基體(I)、銅基體(I)內(nèi)的冷卻水道(3)及與冷卻水道(3)連通的進水管(2)、出水管(4);其特征在于所述冷卻水道(3)、進水管(2)、出水管(4)與銅基體(I)為一體式整體結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電銅水套，其特征在于所述銅基體(I)是摻雜有磷、鎂、砷、宇乙的銅合金。
3.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)電銅水套，其特征在于所述銅合金中摻雜成分的質(zhì)量百分含量為磷銅0. 15-0. 25%，鎂0. 001-0. 002%，砷0. 001-0. 002%，釔0. 015-0. 020%。
4.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)電銅水套，其特征在于所述冷卻水道(3)為“U”型。
5.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)電銅水套，其特征在于所述冷卻水道(3)為“W”型。
6.如權(quán)利要求I所述導(dǎo)電銅水套的鑄造工藝，包括以下工藝步驟 (1)砂型芯冷卻水管的制備采用粘土芯砂制備成“U”型或“W”型的冷卻水道，并在冷卻水道外部涂刷耐聞溫鑄造涂料； (2)脫氧銅水的制備先采用傳統(tǒng)的“插木還原法”對熔融的銅水進行脫氧，再依次加入磷、鎂、砷、釔，得到熔融的銅合金水； (3)銅水套的澆注在砂型芯冷卻水道的兩端分別固定連接進水管和出水管，置于水套鑄造腔內(nèi)，向水套鑄造腔內(nèi)注入溫度1120°C -1140°C的脫氧銅合金水，澆注完成后使其自然冷卻；清除銅基體內(nèi)的水道砂型芯，冷卻水道成形，銅水套澆注完成。
7.如權(quán)利要求6所述導(dǎo)電銅水套的鑄造工藝，其特征在于所述脫氧銅水中各摻雜成分的質(zhì)量百分含量為磷銅0. 15-0. 25%，鎂0. 001-0. 002%，砷0. 001-0. 002%，釔0. 015-0. 020%。
8.如權(quán)利要求6所述導(dǎo)電銅水套的鑄造工藝，其特征在于所述脫氧銅水的制備在氮氣保護下進行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于冶金爐、高溫爐上的導(dǎo)電銅水套，其包括銅基體、銅基體內(nèi)的冷卻水道及與冷卻水道連通的進水管、出水管；其中冷卻水道、進水管、出水管與銅基體為一體式整體結(jié)構(gòu)，避免了進水管、出水管與冷卻水道及銅基體焊接的工序，杜絕了焊接漏水的問題，冷卻水道一次成形，冷卻水與銅基體直接接觸，提交了冷卻效果，延長了水套的使用壽命；銅基體中摻雜有磷、鎂、砷、釔，有效增強了銅基體的致密度，細(xì)化了銅結(jié)晶，而且提高了銅的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱性能。
文檔編號C22C9/00GK102865744SQ20121035725
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者王社文 申請人:武威市匯誠工貿(mào)有限責(zé)任公司