專利名稱：鑄鋼冷卻壁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種冶金高溫爐窯，具體講是涉及一種用于冶金高溫爐窯 的冷卻壁，屬于冶金煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷卻壁是為冶金高溫爐窯提供冷卻的設(shè)備，能夠保護冶金高溫爐窯免受爐 體內(nèi)高溫流體的侵蝕和機械磨損，延長冶金高溫爐窯壽命，保證其安全穩(wěn)定生 產(chǎn)。冷卻設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，冶金高溫窯爐必須全面停產(chǎn)檢修，將會帶來重大 經(jīng)濟損失。所以，冷卻壁的壽命和性能決定冶金高溫爐窯的壽命，是冶金高溫 爐窯長壽高效、節(jié)能的重要保證。
當前國內(nèi)外冶金工業(yè)普遍采用的冷卻壁材質(zhì)以鑄鐵和軋制純銅為主，但是， 鑄鐵或軋制純銅冷卻壁存在諸多不足。以使用最廣泛的球墨鑄鐵鑄鋼冷卻壁為 例，其存在以下不足(1)球墨鑄鐵鑄鋼冷卻壁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，而氣隙使得冷卻壁傳熱阻力增加一千倍以 上，惡化冷卻壁的傳熱效果，增加冷卻壁工作面溫度，加速冷卻壁的破損；(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，從而導致冷卻壁使用壽命變短，增加資源消耗，不利 于冷卻壁長壽、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，不利于冷卻壁長壽；(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"，當溫度大于709'C時基體組織發(fā)生了相變，膨脹系數(shù)和內(nèi)應力急劇增 長，其破損速度加快；(5)球墨鑄鐵導熱性和抗熱震性能都較差，其導熱系數(shù) 僅為30wm'2《.1，不利于冷卻壁的高效冷卻。而純銅軋制冷卻壁雖然導熱性能好，但對基體材料要求苛刻，生產(chǎn)工藝復 雜，價格昂貴。在實際應用中，當純銅軋制冷卻壁熱面渣皮剝落后，冶金爐窯 的大量熱量被冷卻壁帶走，也存在凍結(jié)冶金高溫爐窯熔池的可能；并且其熱面 溫度超過200'C后，基體材料的抗拉強度迅速下降。
實用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用新的鑄 鋼基體材料取代傳統(tǒng)的鑄鐵材料的鑄鋼冷卻壁，冷卻水管與基體緊密結(jié)合，消 除了氣隙，提高了鑄鋼冷卻壁的性能，延長冶金高溫爐窯的使用壽命。 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 一種鑄鋼冷卻壁，包括鋼磚本體和冷卻水管，其特征在于所述的鋼磚本體 和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，鋼磚本體為U形，冷卻水管位于鋼磚本體內(nèi)，與
鋼磚本體緊密貼合，其兩端從鋼磚本體的u形的兩個端部伸出。
前述的冷卻水管的橫截面為橢圓形，橢圓形的長軸和短軸的長度之比為 0. 5 0. 7。
前述的鑄鋼冷卻壁，其特征在于所述的冷卻水管為多根，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材料替代現(xiàn)有的鑄鐵和純 銅材料制作冷卻壁，可以有效避免冷卻壁基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙，延長了 鑄鋼冷卻壁壽命進而延長冶金高溫窯爐的壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本；并且使得冷卻 水管與冷卻壁基體緊密結(jié)合，提高鋼磚冷卻效果，提高鑄鋼冷卻壁的機械性能。

圖l是本實用新型的鑄鋼冷卻壁的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A向視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
本實用新型的鑄鋼冷卻壁，包括作為基體的鋼磚本體1和冷卻水管2，鋼磚 本體1和冷卻水管2采用鑄鋼材料制成，鋼磚本體l為l)形，冷卻水管2位于鋼磚本體1內(nèi)，與鋼磚本體l以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從鋼磚本體1的U形的
兩個端部伸出，冷卻水管2的橫截面為橢圓形，長軸與短軸的長度比為O. 5 0.7， 為了提高冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本實施例采用的是4根，并排地設(shè) 置在鋼磚本體l內(nèi)。
實施例l:上述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，其長軸與短軸的長度比為0.5。 實施例2:上述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，其長軸與短軸的長度比為0.6。 實施例3:上述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，其長軸與短軸的長度比為0.7。 本實用新型將冷卻水管2的材質(zhì)和鋼磚本體1的基體材質(zhì)均選定為鑄鋼，有 效避免了使用防滲碳涂層及其帶來的一系列問題；將冷卻水管2直接澆注在鋼磚 本體1內(nèi)部，在澆注過程中，利用復合固體冷卻介質(zhì)隨流體通過冷卻水管2，保 護冷卻水管2熔而不化，促使冷卻水管2在澆注過程中表面微熔，與鋼磚本體l緊 密貼合，不產(chǎn)生氣隙，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，并控制鋼磚本體l的凝固過程，形成順序凝固的條件，提高鑄鋼冷卻 壁的性能。
本實用新型的鑄鋼冷卻壁應用于冶金高溫爐窯的主要原理是將鑄鋼冷卻 壁置于冶金高溫爐窯的高溫區(qū)域內(nèi)側(cè)，冷卻介質(zhì)(比如水)按一定的流速從 鑄鋼冷卻壁的冷卻水管2的下部端口通過鑄鋼冷卻壁內(nèi)部，以這種方式，熱量從
冶金高溫爐窯內(nèi)部傳給鑄鋼冷卻器的鋼磚本體l，冷卻介質(zhì)再將熱量從鋼磚本體 l帶出冶金高溫爐窯，使得冶金高溫爐窯的爐殼免受高溫侵蝕，從而延長冶金高 溫爐窯的使用壽命。通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來調(diào)節(jié)鑄鋼冷卻壁的冷卻性能。 上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的 方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種鑄鋼冷卻壁，包括鋼磚本體和冷卻水管，其特征在于所述的鋼磚本體和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，鋼磚本體為U形，冷卻水管位于鋼磚本體內(nèi)，與鋼磚本體以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從鋼磚本體的U形的兩個端部伸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鑄鋼冷卻壁，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2所述的鑄鋼冷卻壁，其特征在于所述的橢圓形的長軸和短 軸的長度之比為O. 5 0. 7。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的鑄鋼冷卻壁，其特征在于所述的冷卻水管為多根。
專利摘要本實用新型涉及一種鑄鋼冷卻壁，包括鋼磚本體和冷卻水管，其特征在于所述的鋼磚本體和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，鋼磚本體為U形，冷卻水管橫截面為橢圓形，位于鋼磚本體內(nèi)，與鋼磚本體以表面微熔的方式緊密貼合，其兩端從鋼磚本體的U形的兩個端部伸出。本實用新型采用鑄鋼材料替代現(xiàn)有的鑄鐵和純銅材料制作冷卻壁，可以有效避免冷卻壁基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙，并保證冷卻水管在鑄造過程中基本不發(fā)生重熔和再結(jié)晶，保持水管原有良好的軋制性能，延長了鑄鋼冷卻壁壽命進而延長冶金高溫窯爐的壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本；并且使得冷卻水管與冷卻壁基體緊密結(jié)合，提高鋼磚冷卻效果，提高鑄鋼冷卻壁的機械性能。
文檔編號F27D9/00GK201421263SQ20092003886
公開日2010年3月10日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者樊旭初, 潘宏偉, 王志斌, 程樹森 申請人:江蘇聯(lián)興成套設(shè)備制造有限公司