專利名稱：鑄鋼冷卻板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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 的冷卻板，屬于冶金煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷卻板是為冶金高溫爐窯提供冷卻的設(shè)備，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)。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(huì)帶來重大 經(jīng)濟(jì)損失。所以，冷卻板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(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)普遍采用的冷卻板材質(zhì)以鑄鐵和軋制純銅為主，但是， 鑄鐵或軋制純銅冷卻板存在諸多不足。以使用最廣泛的球墨鑄鐵鑄鋼冷卻板為 例，其存在以下不足(1)球墨鑄鐵鑄鋼冷卻板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，而氣隙使得冷卻板傳熱阻力增加一千倍以 上，惡化冷卻板的傳熱效果，增加冷卻板工作面溫度，加速冷卻板的破損；(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(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)致冷卻板使用壽命變短，增加資源消耗，不利 于冷卻板長(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，不利于冷卻板長(zhǎng)壽；(4)球墨鑄鐵的線膨脹系數(shù) 在600。C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30wm《K"，不利于冷卻板的高效冷卻。而純銅軋制冷卻板雖然導(dǎo)熱性能好，但對(duì)基體材料要求苛刻，生產(chǎn)工藝復(fù) 雜，價(jià)格昂貴。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)純銅軋制冷卻板熱面渣皮剝落后，冶金爐窯 的大量熱量被冷卻板帶走，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20(TC后，基體材料的抗拉強(qiáng)度迅速下降。
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用新的鑄 鋼基體材料取代傳統(tǒng)的鑄鐵材料的鑄鋼冷卻板，冷卻水管與基體緊密結(jié)合，消 除了氣隙、提高了鑄鋼冷卻板的性能、延長(zhǎng)冶金高溫爐窯的使用壽命。 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 一種鑄鋼冷卻板，包括冷卻板基體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻板 基體和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，冷卻板基體為U形，冷卻水管位于冷卻板基
體內(nèi)，與冷卻板基體緊密貼合，其兩端從冷卻板基體的u形的兩個(gè)端部伸出。
前述的冷卻水管的橫截面為橢圓形，橢圓形的長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度之比為
0. 5 0. 7。
前述的冷卻水管與冷卻板基體接觸部位的外表面上套有管套，用于保護(hù)冷卻 水管。
前述的鑄鋼冷卻板，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(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)有的鑄鐵和純 銅材料制作冷卻板，可以有效避免冷卻板基體和冷卻水管間產(chǎn)生氣隙，延長(zhǎng)了 鑄鋼冷卻板壽命進(jìn)而延長(zhǎng)冶金高溫窯爐的壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本；并且使得冷卻 水管與冷卻板基體緊密結(jié)合，提高鋼磚冷卻效果，提高鑄鋼冷卻板的機(jī)械性能。

圖l是本實(shí)用新型的鑄鋼冷卻板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的俯視圖。 圖中主要附圖標(biāo)記含義 1、冷卻板基體2、冷卻水管3、管套具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 實(shí)施例l:
本實(shí)用新型的鑄鋼冷卻板，包括作為基體的冷卻板基體l、冷卻水管2和套管 3，冷卻板基體1和冷卻水管2采用鑄鋼材料制成，冷卻板基體為長(zhǎng)方體，冷卻水 管為U型，其位于冷卻板基體內(nèi)，與冷卻板基體以表面微熔的方式緊密貼合，其 U型兩端從冷卻板基體伸出，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，冷卻水管2與冷卻板基體1接觸部位的外表面上套有管套3，為了提高 冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本實(shí)施例采用的是l根。 實(shí)施例2:
本實(shí)用新型的鑄鋼冷卻板，包括作為基體的冷卻板基體l、冷卻水管2和套管 3，冷卻板基體1和冷卻水管2采用鑄鋼材料制成，冷卻板基體為長(zhǎng)方體，冷卻水 管為U型，其位于冷卻板基體內(nèi)，與冷卻板基體以表面微熔的方式緊密貼合，其 U型兩端從冷卻板基體伸出，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0.6，冷卻水管2與冷卻板基體1接觸部位的外表面上套有管套3，為了提高 冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本實(shí)施例采用的是l根。 實(shí)施例3:
本實(shí)用新型的鑄鋼冷卻板，包括作為基體的冷卻板基體l、冷卻水管2和套管 3，冷卻板基體1和冷卻水管2采用鑄鋼材料制成，冷卻板基體為長(zhǎng)方體，冷卻水 管為U型，其位于冷卻板基體內(nèi)，與冷卻板基體以表面微熔的方式緊密貼合，其 U型兩端從冷卻板基體伸出，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0.7，冷卻水管2與冷卻板基體1接觸部位的外表面上套有管套3，為了提高 冷卻效果，冷卻水管2可采用多根，本實(shí)施例采用的是l根。
本實(shí)用新型將冷卻水管2的材質(zhì)和冷卻板基體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直接澆注在冷 卻板基體l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，與冷卻板基 體1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，并控制冷卻板基體l的凝固過程，形成順序凝固的條件，提高鑄鋼冷卻板的性能。
本實(shí)用新型的鑄鋼冷卻板應(yīng)用于冶金高溫爐窯的主要原理是將鑄鋼冷卻 板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)?鑄鋼冷卻板的冷卻水管2的下部端口通過鑄鋼冷卻板內(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冷卻板基體l，冷卻介質(zhì)再將熱量從冷卻板 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)鑄鋼冷卻板的冷卻 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、一種鑄鋼冷卻板，包括冷卻板基體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻板基體和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，冷卻板基體為長(zhǎng)方體，冷卻水管為U型，其位于冷卻板基體內(nèi)，與冷卻板基體以表面微熔的方式緊密貼合，其U型兩端從冷卻板基體伸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鑄鋼冷卻板，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所述的鑄鋼冷卻板，其特征在于所述的橢圓形的長(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所述的鑄鋼冷卻板，其特征在于所述的冷卻水管與冷卻板 基體接觸部位的外表面上套有管套。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的鑄鋼冷卻板，其特征在于所述的冷卻水 管為多根。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鑄鋼冷卻板，包括冷卻板基體和冷卻水管，其特征在于所述的冷卻板基體和冷卻水管都由鑄鋼材料制成，冷卻板基體為長(zhǎng)方體，冷卻水管為U型，其位于冷卻板基體內(nèi)，與冷卻板基體以表面微熔的方式緊密貼合，其U型兩端從冷卻板基體伸出。本實(shí)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板，可以有效避免冷卻板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(zhǎng)了鑄鋼冷卻板壽命進(jìn)而延長(zhǎng)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板基體緊密結(jié)合，提高鋼磚冷卻效果，提高鑄鋼冷卻板的機(jī)械性能。
文檔編號(hào)F27D9/00GK201421266SQ200920038868
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