專利名稱：冷卻板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分特征的由銅或銅合金制成的用于井式爐的冷卻板。
背景技術：
由EP 0 951 371 B1已知這類的冷卻板。在該冷卻板內(nèi)設有多個孔，用于容納一種冷卻劑、尤其是水，這些孔通過焊接在板冷側上連接管與一個冷卻劑進口和一個冷卻劑出口連接。連接管的內(nèi)橫截面通常與這些孔的直徑相配。連接管通常以這樣的方式固定在冷卻板上，即在板冷側制出一些較淺的與連接管外直徑相配的凹槽，然后將連接管的冷卻板側的端部插入到這些凹槽內(nèi)，緊接著通過角焊縫將連接管與冷卻板焊接。在此不對連接管的板側的端部進行特殊處理。它們大多數(shù)情況下只在內(nèi)側面上倒角，以保證冷卻劑較好地通流。
如果連接管由銅或銅合金制成，那么與一個鋼制的冷卻劑進口和冷卻劑出口連接的連接管在與冷卻板隔開距離處設有鋼軸環(huán)。在連接管由銅或銅合金制成的情況下需要鋼軸環(huán)，以便與爐殼氣密地焊接。因此以及也在使用鋼制的連接管的情況下，在將冷卻板安裝在井式爐中時，不必焊接銅。銅的焊接在技術上非常昂貴并且具有很高的故障風險。
在已知的情況中，另一個問題在于檢查角焊縫、尤其例如在銅焊縫的情況下借助于著色探傷檢查，雖然技術上可行，但是費用很高。
因為連接管必須在一側焊接在冷卻板上，而且必須在另一側在連接管和井式爐殼之間尤其是通過焊接產(chǎn)生一種氣密的連接，所以由于冷卻板在使用時發(fā)生熱膨脹，在冷卻板和連接管之間的焊縫上產(chǎn)生應力。

發(fā)明內(nèi)容
從現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的目的是，提出一種由銅或銅合金制成的用于井式爐的冷卻板，其中，通過更好地吸收和進一步引導在使用時出現(xiàn)的應力，在冷卻板和連接管之間的連接具有更高的疲勞壽命。
這個目的通過權利要求1所述的特征得到解決。
在此，連接管與其是否由銅或銅合金、由鋼或由這些材料的組合制成無關，連接管在其板側的端部上設有徑向凸出的凸緣。這些凸緣插在設置在板冷側上的較淺的凹槽內(nèi)，然后在凸緣的圓周上與板冷側焊接。因此，焊縫不再處于出現(xiàn)最大應力值的范圍內(nèi)?？梢圆捎脩T用的焊接工藝、攪動摩擦焊接(Reib-Riihrschweiβen)、電子束焊接或者激光焊接。
為了能夠在凸緣和板冷側之間有針對性地焊接一個可比角焊縫明顯更簡單地焊接的V形焊縫，按照權利要求2的特征規(guī)定，連接管上的凸緣在外圓周上而板冷側中的凹槽在內(nèi)圓周上設有斜邊。以這種方式產(chǎn)生一個幾乎理想的焊縫坡口，并且V形焊縫確保這種連接的提高的疲勞壽命。
雖然完全可以考慮，通過連接管的直徑縮小構成凸緣，但是一個與此相對的有利的方案在于按照權利要求3的特征，通過對連接管的板側的端部進行卷邊構成凸緣。這種卷邊在連接管由銅或銅合金制成或由鋼制成的情況下都可以毫無問題地進行。可以實現(xiàn)相對薄壁的連接管。
如果按照權利要求4，連接管在過渡到凸緣上的凹形的過渡區(qū)域內(nèi)進行噴射處理(strahlen)，例如通過噴丸，連接管在凸緣區(qū)域內(nèi)的強度值還可以進一步提高。
對應于權利要求5的特征，可能的是，在冷卻板上的每個孔可以通過連接管與冷卻劑進口和冷卻劑出口連接。
考慮到實際情況，實踐中經(jīng)常需要將冷卻板上的橢圓形的孔與連接管連接或者也要求將冷卻板上的兩個或多個直徑較小的孔與連接管連接，這要求連接管盡可能地與這些孔重疊，本發(fā)明按照權利要求6規(guī)定，至少兩個并列的孔分別通過一個連接管與冷卻劑進口和冷卻劑出口連接。
在這種情況下，按照權利要求7可以有利的是，連接管的板側的端部成型為橢圓形的。當冷卻板上的孔設計成橢圓形的(與其制造無關)或者要將至少兩個小直徑的孔與一個連接管連接時，該實施方式具有優(yōu)點。
對應于權利要求8的特征特別合乎目的的是，由銅或銅合金制成的連接管在與凸緣隔開距離處設有由鋼制成的軸環(huán)。通過使用鋼軸環(huán)，在安裝冷卻板時在安裝位置上不必焊接銅。
如果按照權利要求9，連接管由鋼或鋼合金制成，那么有利的是，在連接管上的斜邊和/或在凹槽中的斜邊鍍鎳。
在權利要求10中示出了另一種實施方式。據(jù)此，連接管設有焊接上的凸緣。凸緣和連接管可以由相同的材料制成。但是也可以想象，凸緣和連接管由不同的材料制成。例如可以考慮，凸緣由一種銅合金制成，連接管由一種鋼合金制成。
如果凸緣也由一種鋼合金制成并且設有斜邊，那么合乎目的的是，凸緣上的斜邊和/或在板冷側的凹槽上的斜邊鍍鎳。


下面借助于附圖中的實施例詳細解釋本發(fā)明。其中圖1用于井式爐的冷卻板從板冷側看的視圖，圖2圖1中的冷卻板沿圖1箭頭II方向的側視圖，圖3圖1中冷卻板的俯視圖，圖4按圖2局部IV的在冷卻板和一個連接管之間的連接區(qū)域的放大比例的、局部為剖面的視圖，圖5在連接管和冷卻板連接之前的對應于圖4的視圖。
具體實施例方式
在圖1至5中以數(shù)字標記1表示一個由銅或銅合金制成的用于井式爐的冷卻板。冷卻板1在板熱側2交替地具有槽3和凸起4。冷卻板1在板冷側5上設計成平面的。
在冷卻板1上設有多個構成深孔的孔6，用于容納一種冷卻劑、尤其例如水。這些構成為盲孔的孔6在進口端部7上具有塞子8。
這些孔6可以單個地或者也可以成組地(在相應地減小直徑的情況下)與連接管9、10連接。在圖1至5中，每個孔與一個連接管9、10連接，通導冷卻劑。但是也可以考慮，較小直徑的孔6在連接管9、10的區(qū)域內(nèi)成組地組合在一起(二至四個孔6)，然后這些孔6通過直接連接頭或者通過斜孔與連接管9、10連接。
在實施例中，與鋼制的冷卻劑進口12和冷卻劑出口13連接的連接管9、10由一種銅合金制成。連接管設有鋼制的在圓周面上的軸環(huán)11，這些軸環(huán)與一個爐殼氣密地焊接。
如圖4和5可以詳細地看到，連接管9(相應地還有連接管10)在其板側的端部14上設有通過卷邊形成的凸緣15，凸緣15在外圓周上設有斜邊16。凹型的過渡區(qū)域25經(jīng)過噴丸處理。
在冷卻板1的一個孔6的區(qū)域內(nèi)或者在一組孔6的區(qū)域內(nèi)，在板冷側5上加工出一個凹槽17(圖5)。凹槽17的深度T小于在孔6和板冷側5之間的材料的厚度D。凹槽17在其內(nèi)圓周上配有一個斜邊18。
如果按圖5將一個連接管9插入到一個凹槽17內(nèi)，那么在連接管9的凸緣15的外圓周16和凹槽17的內(nèi)圓周18之間構成一個V形的空間，該空間可以理想的方式利用，以便能夠按圖4安置一個V形的焊縫19。
如上所述，與圖1至5的說明相對應，每一個孔6在上端部和下端部上與一個連接管9、10連接。但是也可以想象，兩個或多個直徑較小的孔6或橢圓形的通道連接在一個連接管9、10上。
為了手工操縱冷卻板1，在上端面21的一個螺紋孔20內(nèi)擰入一個吊耳22。
另外可以看到，在板冷側5上設有一些螺紋孔23，其中可以擰入固定螺釘24。
附圖標記清單1 冷卻板2 板熱側3 槽4 凸起5 板冷側6 在冷卻板1上的孔7 孔6的進口端部8 在進口端部7上的塞子9 連接管10 連接管11 軸環(huán)12 冷卻劑進口13 冷卻劑出口14 連接管9、10的端部15 在端部14上的凸緣16 在凸緣15上的斜邊17 在板冷側5上的凹槽18 凹槽17上的斜邊19 焊縫20 在端面21上的螺紋孔21 冷卻板1的端面22 吊耳23 在冷卻板5上的螺紋孔24 固定螺釘25 凹形的過渡區(qū)域D 材料厚度T 凹槽17的深度
權利要求
1.一種由銅或銅合金制成的用于井式爐的冷卻板，在冷卻板內(nèi)設有多個用于容納一種冷卻劑的孔(6)，所述孔通過焊接在板冷側(5)上的連接管(9、10)與一個冷卻劑進口(12)和一個冷卻劑出口(13)連接，其特征在于連接管(9、10)在其板側的端部(14)上設有凸緣(15)，通過此凸緣(15)插到板冷側(5)的凹槽(17)內(nèi)并且在凸緣(15)的圓周上與板冷側(5)焊接在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷卻板，其特征在于連接管(9、10)上的凸緣(15)在外圓周上而板冷側(5)中的凹槽(17)在內(nèi)圓周上設有斜邊(16、18)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的冷卻板，其特征在于通過對連接管(9、10)的板側的端部(14)進行卷邊構成凸緣(15)。
4.根據(jù)權利要求3所述的冷卻板，其特征在于連接管(9、10)在過渡到凸緣(15)上的凹形的過渡區(qū)域(25)內(nèi)進行噴射處理。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的冷卻板，其特征在于每個孔(6)通過連接管(9、10)與冷卻劑進口(12)和冷卻劑出口(13)連接。
6.根據(jù)權利要求1至4之一所述的冷卻板，其特征在于至少兩個并列的孔(6)分別通過一個連接管(9、10)與冷卻劑進口(12)和冷卻劑出口(13)連接。
7.根據(jù)權利要求1至6之一所述的冷卻板，其特征在于連接管(9、10)的板側的端部(14)成型為橢圓形的。
8.根據(jù)權利要求1至7之一所述的冷卻板，其特征在于由銅或銅合金制成的連接管(9、10)在與凸緣(15)隔開距離處設有由鋼制成的軸環(huán)(11)。
9.根據(jù)權利要求2至7之一所述的冷卻板，其特征在于在連接管(9、10)由鋼或鋼合金制成的情況下，在連接管(9、10)上的斜邊(16)和/或在凹槽(17)中的斜邊(18)鍍鎳。
10.根據(jù)權利要求1至7之一所述的冷卻板，其特征在于連接管(9、10)設有焊接上的凸緣(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由銅或銅合金制成的用于井式爐的冷卻板(1)，它具有多個用于容納一種冷卻劑的孔(6)。所述孔(6)通過焊接在板冷側(5)上的連接管(9)與一個冷卻劑進口(12)和一個冷卻劑出口連接。連接管(9)在其板側的端部(14)上設有通過卷邊構成的凸緣(15)。凸緣(15)插到板冷側(5)的凹槽(17)內(nèi)并且在圓周上通過V形焊縫(19)與板冷側(5)焊接在一起。
文檔編號F27B1/24GK1724961SQ20051005958
公開日2006年1月25日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權日2004年7月23日
發(fā)明者克里斯托弗·德拉特納, 弗朗茨·凱澤, 賴因哈德·欣特曼, 弗蘭克·伯埃爾特, 漢斯-京特·沃布克 申請人:Km歐洲鋼鐵股份有限公司