專利名稱：帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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溫爐窯 的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，屬于冶金煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
爐喉鋼磚是為冶金高溫爐窯提供冷卻和保護(hù)的裝置，能夠保護(hù)冶金高溫爐 窯免受爐體內(nèi)高溫流體的侵蝕和機(jī)械磨損，延長(zhǎng)冶金高溫爐窯壽命，保證其安 全穩(wěn)定生產(chǎn)，所以，爐喉鋼磚的壽命決定冶金高溫爐窯的壽命，是冶金高溫爐 窯長(zhǎng)壽、高效、節(jié)能的重要保證。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外冶金工業(yè)普遍采用的爐喉鋼磚的材質(zhì)以鑄鐵為主，但是，鑄鐵 爐喉鋼磚存在諸多不足，以使用最廣泛的球墨鑄鐵爐喉鋼磚為例(1)球墨鑄 鐵爐喉鋼磚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， 而氣隙使得爐喉鋼磚傳熱阻力增加一千倍以上，惡化了爐喉鋼磚的傳熱效果，
增加了爐喉鋼磚的工作面溫度，加速了爐喉鋼磚的破損；(2)球墨鑄鐵基體上 布滿了大小不同的球狀石墨(粒徑O. 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(kuò)展，從而導(dǎo)致爐喉鋼磚使用壽命變短，增加資源消耗，不利于爐喉鋼磚長(zhǎng) 壽、節(jié)能；(3)在澆鑄大型球墨鑄件時(shí)，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(gè)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(jìn)了球墨鑄鐵裂縫或裂 紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，不利于爐喉鋼磚長(zhǎng)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(zhǎng)"， 當(dāng)溫度大于709'C時(shí)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(zhǎng)，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30 wnf、K—',不利于爐喉鋼磚的高效冷卻。
從國(guó)內(nèi)外對(duì)爐喉鋼磚的研究情況來看，國(guó)外對(duì)帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚在冶金工業(yè)的應(yīng)用問題研究較少，而國(guó)內(nèi)因?yàn)橐苯鸸I(yè)對(duì)爐喉鋼磚需求很大，因此 對(duì)帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚進(jìn)行了初步研究，國(guó)內(nèi)個(gè)別企業(yè)對(duì)帶水冷的鑄鋼爐喉 鋼磚的生產(chǎn)進(jìn)行了實(shí)踐，但結(jié)果卻不甚理想，主要原因包含五個(gè)方面，第一， 在澆注爐喉鋼磚過程中，冷卻通道極易被高溫鋼水熔穿，廢品率高；第二，鋼
水潔凈化技術(shù)在帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚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，冶金工業(yè)的爐喉鋼磚屬于厚大鑄件，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(duì)帶水冷的鑄鋼爐喉 鋼磚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，帶水冷的鑄鋼 爐喉鋼磚成品率不高，性能不佳，壽命不長(zhǎng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用壽命 長(zhǎng)、高效、節(jié)能的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 一種帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，包括鋼磚基體、冷卻水管、其特征在于所述的 鋼磚基體和冷卻水管的材料都為鑄鋼，鋼磚基體為U形，冷卻水管位于鋼磚基體 內(nèi)，與鋼磚基體以表面微熔的方式緊密結(jié)合，其兩端從U形鋼磚基體的兩個(gè)端部 伸出。
所述的冷卻水管的橫截面為橢圓形，其長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度之比為O. 5 0. 7。 冷卻水管端部的外表面上還可設(shè)置有保護(hù)套管，且可以為多根，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。
所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚還可以包括定位螺栓孔和十字測(cè)溫孔，定位螺 栓孔為多個(gè)，便于與高溫爐窯穩(wěn)固接觸。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用鑄鋼材料替代現(xiàn)有的鑄鐵等材 料制作帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，可以有效避免鋼磚基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙，
延長(zhǎng)了帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的使用壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了冶金高溫窯爐的壽命， 節(jié)約了生產(chǎn)成本；同時(shí)因?yàn)槔鋮s水管是直接澆注在鋼磚基體內(nèi)的，所以其與鋼磚基體結(jié)合的非常緊密，提高了帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的冷卻效果和機(jī)械性能。

圖l是本實(shí)用新型的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A向視圖。
圖中主要標(biāo)記含義-
1、鋼磚基體 2冷卻水管3、保護(hù)套管 4、十字測(cè)溫孔 5、定位螺栓孔具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。 圖l是本實(shí)用新型的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向 視圖。
如圖1和圖2所示 一種帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，包括鋼磚基體l、冷卻水管 2、保護(hù)套管3、十字測(cè)溫孔4和定位螺栓孔5，鋼磚基體1和冷卻水管2的材料都 為鑄鋼，鋼磚基體1為U形，冷卻水管2位于鋼磚基體1內(nèi)，與鋼磚基體l以緊密貼 合，其兩端從U形鋼磚基體1的兩個(gè)端部伸出，冷卻水管2的橫截面為橢圓形，長(zhǎng) 軸與短軸的長(zhǎng)度比為0.5 0.7，為了提高冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本 實(shí)施例所采用的是4根，并排地設(shè)置在鋼磚本體l內(nèi)，保護(hù)管套3套在冷卻水管2 端部的外表面上，而十字測(cè)溫孔4和定位螺栓孔5分別位于U形鋼磚基體1的的兩 個(gè)端部上，其中定位螺栓孔5為多個(gè)，本實(shí)施例采用的是4個(gè)。
實(shí)施例l:前述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度比為0.5。 實(shí)施例2:前述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度比為0.6。 實(shí)施例3:前述冷卻水管2的橫截面為橢圓形，長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度比為0.7。 本實(shí)用新型將冷卻水管2的材質(zhì)和鋼磚基體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 基體1內(nèi)部，在澆注過程中，利用復(fù)合固體冷卻介質(zhì)隨流體通過冷卻水管2，保 護(hù)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，與鋼磚基體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，并控制鋼磚基體l的凝固過程，形成順序凝固的條件，提高帶水冷的
5鑄鋼爐喉鋼磚的性能。
本實(shí)用新型的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚應(yīng)用于冶金高溫爐窯的主要原理是 將帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚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?gòu)膸涞蔫T鋼爐喉鋼磚的冷卻水管2的下部端口通過帶水冷 的鑄鋼爐喉鋼磚內(nèi)部，以這種方式，熱量從冶金高溫爐窯內(nèi)部傳給帶水冷的鑄 鋼爐喉鋼磚的鋼磚基體l，冷卻介質(zhì)再將熱量從鋼磚基體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(zhǎng)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)帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的冷卻性能。
上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)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(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，包括鋼磚基體、冷卻水管、其特征在于所述的鋼磚基體和冷卻水管的材料都為鑄鋼，鋼磚基體為U形，冷卻水管位于鋼磚基體內(nèi)，與鋼磚基體以表面微熔的方式緊密結(jié)合，其兩端從U形鋼磚基體的兩個(gè)端部伸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，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所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，其特征在于所述的冷卻水 管長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度之比為O. 5 0. 7。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，其特征在于所述的冷卻水 管端部的外表面上還設(shè)置有保護(hù)套管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，其特征在于所 述的冷卻水管為多根。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，其特征在于還包括定位螺 栓孔和十字測(cè)溫孔。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，其特征在于所述的定位螺 栓孔為多個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，包括鋼磚基體和冷卻水管，其特征在于所述的鋼磚基體和冷卻水管的材料都為鑄鋼，鋼磚基體為U形，冷卻水管位于鋼磚基體內(nèi)，與鋼磚基體緊密貼合，其兩端從U形鋼磚基體的兩個(gè)端部伸出。本實(shí)用新型采用鑄鋼材料替代現(xiàn)有的鑄鐵等材料制作帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚，可以有效避免鋼磚基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙，延長(zhǎng)了帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的使用壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)了冶金高溫窯爐的壽命，節(jié)約了生產(chǎn)成本；同時(shí)因?yàn)槔鋮s水管是直接澆注在鋼磚基體內(nèi)的，所以其與鋼磚基體以表面微熔的方式結(jié)合的非常緊密，提高了帶水冷的鑄鋼爐喉鋼磚的冷卻效果和機(jī)械性能。
文檔編號(hào)F27D9/00GK201421265SQ20092003886
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江蘇聯(lián)興成套設(shè)備制造有限公司