專利名稱：冷卻件以及制造冷卻件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及獨立權(quán)利要求中限定的一種冷卻件以及制造這種冷卻件的方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)反應(yīng)器方面，特別是用于制造金屬的反應(yīng)器中，例如閃速熔煉爐、高爐和電爐中，使用一般由銅制成的大冷卻件。通常，冷卻件是水冷的，因此具有冷卻水通道系統(tǒng)。冷卻件用于保護(hù)高溫冶金過程反應(yīng)器的反應(yīng)器襯里，其中襯里表面散發(fā)的熱量通過冷卻件傳遞到水，因此與不冷卻的反應(yīng)器相比，顯著減小了襯里的磨損。磨損的減小源自于所謂的自生襯里，這是由于冷卻過程而凝固在耐火襯里表面上的，所述自生襯里由渣和從熔融相中分離的其它物質(zhì)組成。
反應(yīng)器的工況極其惡劣，此時冷卻件受到爐內(nèi)氣氛和與熔融物質(zhì)接觸造成的強烈侵蝕和腐蝕應(yīng)變。而且，反應(yīng)器中的氣體循環(huán)對反應(yīng)器壁的襯里有害。為了使冷卻件有效工作，除其它因素以外，重要的是耐火磚和冷卻件之間有好的結(jié)合，從而達(dá)到有效的熱傳遞接觸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的冷卻件。特別是，本發(fā)明的目的是提供一種耐用的冷卻件，除了冷卻外，還支撐反應(yīng)器壁的襯里并改進(jìn)反應(yīng)器中的氣體循環(huán)。
FI109233披露一種冷卻件，特別是用于通過擴散結(jié)合在冷卻件表面形成耐蝕表面層的這種爐子，其中耐蝕表面是由鋼制成的。
本發(fā)明的特征在于獨立權(quán)利要求的特征化部分中所給出的。本發(fā)明其它優(yōu)選實施例的特征在于其它權(quán)利要求所給出的。
顯著優(yōu)點的實現(xiàn)是通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計。當(dāng)肩部連接到冷卻件的冷卻的外殼時，反應(yīng)器內(nèi)的內(nèi)部氣體循環(huán)，例如爐子，被此結(jié)構(gòu)明顯改進(jìn)。另外，冷卻件同時支撐和冷卻反應(yīng)器壁的襯里。當(dāng)冷卻件基本設(shè)置在反應(yīng)器壁襯里下面時，外殼和肩部支撐壁襯里。如果肩部僅在外殼頂邊設(shè)置在冷卻件中，并且不是沿著外殼的整個高度，則在反應(yīng)器內(nèi)留下更多空間在其寬度方向使用，即根本上擴展了反應(yīng)器直徑。有優(yōu)勢的是，達(dá)到了冷卻件需要的冷卻效果。由于其形狀，肩部優(yōu)選地使氣體循環(huán)方向離開壁襯里，這意味著減小了對襯里的腐蝕作用。當(dāng)肩部和外殼的總厚度等于上述襯里的厚度時，冷卻件以更好的方式支撐襯里。通過在肩和外殼之間形成冶金結(jié)合，在不同零件之間實現(xiàn)好的熱傳導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明，冶金結(jié)合制成擴散結(jié)合，由此在肩部和外殼之間形成極其耐磨和長壽命的結(jié)合，所述結(jié)合對高溫冶金反應(yīng)器中的所需加工狀況有好的抵抗作用。另外，肩部和外殼之間的結(jié)合，通過在外殼邊緣焊接肩部得到增強。根據(jù)本發(fā)明的方法是一種連接由銅或銅合金制成的零件的、快速、容易和成本低的方式，例如，與肩部通過鍛造形成在外殼中的情況相比。


下面參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的冷卻件；圖2是根據(jù)本發(fā)明的冷卻件。
具體實施例方式
圖1和2表示根據(jù)本發(fā)明的冷卻件1，可以應(yīng)用于金屬加工中的高溫冶金反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)中，例如爐子，所述冷卻件包括由銅或銅合金制成的外殼2，其中具有用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)3。圖1和2中表示的冷卻件1是用于爐子中的零件。圖2表示從方向A看到的圖1的實施例。根據(jù)本發(fā)明，由銅或銅合金制成的肩部6結(jié)合在外殼2上，并基本在反應(yīng)器壁4的襯里5下面，從而在外殼2和肩部6之間的結(jié)合7形成冶金結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明，肩部6與冷卻件1的冷卻外殼2相連，從而肩部6引導(dǎo)反應(yīng)器內(nèi)的氣體循環(huán)，并且支撐和冷卻反應(yīng)器壁4的襯里5。根據(jù)本發(fā)明的外殼2由銅或銅合金制成，例如，是通過鑄造板坯，在需要時進(jìn)行軋制形成的。在板坯中形成用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)3，例如通過鉆加工或一些其它公知的方法形成。通道系統(tǒng)3連接到將冷卻劑輸入到通道系統(tǒng)的通道12。肩部6的制造是通過，例如，鑄造或軋制形成銅或銅合金的物體。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，外殼和肩部之間的冶金結(jié)合制成擴散結(jié)合。在此情況下，結(jié)合的形成是由熔融和固體物質(zhì)擴散和連續(xù)相變反應(yīng)形成的，當(dāng)外殼2和肩部6壓在一起時，則至少在一個步驟中加熱結(jié)合區(qū)7。在外殼2和肩部6之間的接合區(qū)7中輸入至少含有銀、銅、錫的焊劑。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，置于外殼2和肩部6之間的焊劑，基本是一層薄的銀膜。銀膜也可以涂覆錫。通常，形成結(jié)合需要的溫度約600-800℃，結(jié)合的厚度為幾十微米的數(shù)量級。
根據(jù)本發(fā)明，肩部6在底邊8是傾斜的，從而肩部在外殼2一側(cè)較厚。這樣，反應(yīng)器氣體循環(huán)沿圖中所示箭頭進(jìn)行，即，有利地離開了反應(yīng)器壁襯里。肩部處于外殼2的頂邊，即，處于反應(yīng)器上部的邊緣。肩部基本沿外殼頂邊9的整個寬度延伸，并且僅是沿著外殼的部分高度。本發(fā)明的肩部6的深度10，有優(yōu)勢的是130-180mm。肩部6和外殼2的總厚度11至少與上述壁的襯里5的厚度一樣大。因此，冷卻件1優(yōu)選地支撐位于其上面的壁襯里5。肩部6也可以具有冷卻劑循環(huán)，這意味著增大了冷卻件的冷卻效果。根據(jù)此實施例，肩部6位于反應(yīng)器中在外殼部分接觸熔體的一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的肩部也可以位于外殼部分接觸壁的一側(cè)。
對本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，顯然本發(fā)明的各種不同實施例并不限于上述的例子，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬加工中使用的高溫冶金反應(yīng)器，如爐子，的結(jié)構(gòu)中的冷卻件(1)，所述冷卻件包括由銅或銅合金制成的外殼(2)，所述外殼具有用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)(3)，其特征在于由銅或銅合金制成的肩部結(jié)合在外殼(2)上，并基本設(shè)置在反應(yīng)器壁(4)的襯里(5)下面，外殼和肩部之間的結(jié)合(7)處形成冶金結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻件，其特征在于有優(yōu)勢的肩部(6)在底邊(8)是傾斜的，從而肩部在外殼(2)一側(cè)較厚。
3.如上述權(quán)利要求的任一項所述的冷卻件，其特征在于肩部處于外殼(2)的頂邊。
4.如權(quán)利要求1-3所述的冷卻件，其特征在于肩部(6)基本沿外殼(2)頂邊的整個寬度(9)延伸，并且僅是沿部分外殼高度延伸。
5.如上述權(quán)利要求的任一項所述的冷卻件，其特征在于有優(yōu)勢地，肩部深度(10)是130-180mm。
6.如上述權(quán)利要求的任一項所述的冷卻件，其特征在于肩部(6)和外殼(2)的總厚度(11)至少等于其上方的壁襯里(5)的厚度。
7.如上述權(quán)利要求的任一項所述的冷卻件，其特征在于肩部(6)具有冷卻劑循環(huán)。
8.如上述權(quán)利要求的任一項所述的冷卻件，其特征在于肩部(6)設(shè)置在外殼部分與熔體接觸的一側(cè)。
9.如權(quán)利要求1-7所述的冷卻件，其特征在于肩部(6)設(shè)置在外殼部分與壁(4)接觸的一側(cè)。
10.一種制造用于金屬加工中使用的高溫冶金反應(yīng)器，如爐子，的結(jié)構(gòu)中的冷卻件(1)的方法，所述冷卻件包括由銅或銅合金制成的外殼(2)，所述外殼具有用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)(3)，其特征在于由銅或銅合金制成的肩部結(jié)合在外殼(2)上，并基本設(shè)置在反應(yīng)器壁(4)的襯里(5)下面，外殼和肩部之間的結(jié)合(7)處形成冶金結(jié)合。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于外殼(2)和肩部(6)是通過擴散結(jié)合相互連接的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于在外殼(2)和肩部(6)之間加入焊劑，并至少在一個步驟中加熱結(jié)合區(qū)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述焊劑至少含有銀、銅或錫。
14.如權(quán)利要求10-13所述的方法，其特征在于所用的焊劑是銀膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于金屬加工中使用的高溫冶金反應(yīng)器，如爐子，的結(jié)構(gòu)中的冷卻件(1)，所述冷卻件包括由銅或銅合金制成的外殼(2)，所述外殼具有用于冷卻劑循環(huán)的通道系統(tǒng)(3)，其中由銅或銅合金制成的肩部結(jié)合在外殼(2)上，并基本設(shè)置在反應(yīng)器壁(4)的襯里(5)下面，使外殼和肩部之間的結(jié)合(7)形成冶金結(jié)合。本發(fā)明還涉及一種制造用于金屬加工中使用的高溫冶金反應(yīng)器，如爐子，的結(jié)構(gòu)中的冷卻件的方法。
文檔編號F27D1/12GK1806056SQ200480016444
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者P·梅基寧 申請人:奧托庫姆銅產(chǎn)品公司