专利名称：带水冷的铸钢渣沟冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温冷却装置，具体讲是涉及一种用于冶金高炉渣沟的带水
冷铸钢渣沟冷却器，属于冶金炼铁技术领域。
背景技术：
带水冷的渣沟冷却器是为高炉渣沟提供冷却和保护的装置，能够保护渣沟免受高 温流体的侵蚀和机械磨损，延长渣沟寿命，保证其安全稳定生产，所以，渣沟冷却器的寿命 决定渣沟的寿命，是渣沟长寿、高效、节能的重要保证。 当前国内外冶金工业一般不对高炉渣沟进行冷却，个别单位采用的渣沟冷却器的 材质以铸铁为主，但是，铸铁渣沟冷却器存在诸多不足，以使用最广泛的球墨铸铁渣沟冷却 器为例(l)球墨铸铁渣沟冷却器必须在冷却通道外附加防渗碳涂层，使通道与基体之间 形成气隙，而气隙使得渣沟冷却器传热阻力显著增加，恶化了渣沟冷却器的传热效果，增加 了渣沟冷却器的工作面温度，加速了渣沟冷却器的破损；(2)球墨铸铁基体上布满了大小 不同的球状石墨(粒径0. 025 0. 150mm)，球状石墨被氧化后相当于形成了无数微小的孔 洞，构成了发生裂缝和裂纹的发源地，加速了裂缝和裂纹的扩展，从而导致渣沟冷却器使用 寿命变短，增加资源消耗，不利于渣沟冷却器长寿、节能；(3)在浇铸大型球墨铸件时，C、 S、 P在柱状结晶过程中容易被推向液态区，在中心等轴晶区形成一个偏析物富集区，使铸件 表面和中心的延伸率存在较大差异，表面延伸率大于中心部位一倍以上，促进了球墨铸铁 裂缝或裂纹的产生和扩展，不利于渣沟冷却器长寿；(4)球墨铸铁的线膨胀系数在60(TC以 下变化较平稳，但在60(TC以上则随温度的升高而发生急剧的不可逆"生长"，当温度大于 709t:时基体组织发生了相变，膨胀系数和内应力急剧增长，其破损速度加快；(5)球墨铸 铁导热性和抗热震性能都较差，其导热系数仅为30w *m—2 *K—、不利于渣沟冷却器的高效冷 却。 从国内外对渣沟冷却器的研究情况来看，国外对带水冷的铸钢渣沟冷却器在冶金 工业的应用问题研究较少，而国内因为冶金工业对渣沟冷却器需求很大，个别企业对带水 冷的合金渣沟冷却器的生产进行了实践，但结果却不甚理想，譬如《炼铁》杂志1994第3期、 第50-53页、作者为沈宗斌周渝生在文章"高炉冷却器的发展现状"中所述及的几种冷却 器即属于此列。其主要原因包含五个方面，第一，在浇注冷却壁过程中，冷却水管极易被高 温钢水熔穿，废品率高；第二，在浇注过程中，在冷却水管外表面焊接大量冷铁，冷铁熔化不 完全，破坏冷却水管和冷却壁基体的整体机械性能，并促使气隙产生，严重恶化冷却壁传热 性能；第三，在浇注过程中，冷却通道内部易发生氧化，产品质量大大降低；第四，钢水洁净 化技术在铸钢冷却壁一次浇注成型过程中缺乏系统研究，产品性能不稳定；第五，冶金工业 的冷却壁属于厚大铸件，而厚大铸件的气孔、疏松、偏析等质量缺陷在铸造行业一直尚未完 全解决。另外，针对铸钢冷却壁的热处理工艺缺乏系统研究，尚未提出 热处理规范。因此， 带水冷的合金渣沟冷却器成品率不高，性能不佳，寿命不长。
实用新型内容为了克服现有技术存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种使用寿命长、高效、节能的带水冷的合金渣沟冷却器，以实现常温抗拉强度为650N/mm2以上，Hs硬度大于35，冲击功大于18J/cm2，使用寿命达到IO年的目的。 为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的 —种带水冷的铸钢渣沟冷却器，包括冷却器基体、冷却水管，其特征在于所述的冷
却器基体为铸钢材料制成，冷却水管材料为铸钢；冷却器基体的断面为半圆环形；冷却水
管为单根，往复穿插于冷却器基体内，其外表面与冷却器基体以表面微熔的方式紧密结合；
冷却水管的进水口段和出水口段从半圆环形冷却器基体的一端伸出，进水口段和出水口段
外面带有保护套管。 所述的冷却水管的横截面为椭圆形。 所述的冷却水管椭圆形横截面的短轴和长轴的长度之比为0. 5 0. 7。 由于上述的冷却水管为单根，在铸造过程中只发生表明微熔，基本不发生重熔和
再结晶，保持着冷却水管原有的良好轧制性能。 本实用新型的有益效果是本实用新型采用铸钢替代现有的铸铁等材料制作带水冷的铸钢渣沟冷却器基体，采用铸钢材料制作冷却水管，可以强化渣沟冷却器抵抗高温侵蚀的能力，有效避免冷却器基体和冷却水管间产生气隙，强化了渣沟冷却器的冷却性能，延长了带水冷的渣沟冷却器的使用寿命，进而延长了高炉渣沟的寿命，降低了耐火材料消耗和工人劳动强度，节约了生产成本；同时因为冷却水管是直接浇注在冷却器基体内的，所以其与冷却器基体结合的非常紧密，提高了带水冷的铸钢渣沟冷却器的冷却效果和机械性
图1是本实用新型的带水冷的合金渣沟冷却器的结构示意图；[0013] 图2是图1的A向视图。[0014] 图中主要标记含义 1、冷却器基体，2、冷却水管，3、保护套管，4、进水口段，5、出水口段。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。[0017] 实施例l: 本实用新型实施例如图1-2所示，包括冷却器基体1、冷却水管2，其特征在于所述的冷却器基体1为铸钢材料制成，冷却水管2材料为铸钢；冷却器基体1的断面为半圆环形；冷却水管2为单根，往复穿插于冷却器基体1内，其外表面与冷却器基体1以表面微熔的方式紧密结合；冷却水管2的进水口段4和出水口段5从半圆环形冷却器基体1的一端伸出，进水口段4和出水口段5外面带有保护套管3 。[0019] 所述的冷却水管1的横截面为椭圆形。 所述的冷却水管2椭圆形横截面的短轴和长轴的长度之比为0. 5。[0021] 实施例2:
4[0022] 同实施例1相同，只是冷却水管2椭圆形横截面的短轴与长轴的长度比为0. 6。 实施例3 : 同实施例1相同，只是冷却水管2椭圆形横截面的短轴与长轴的长度比为0. 7。
权利要求一种带水冷的铸钢渣沟冷却器，包括冷却器基体、冷却水管，其特征在于所述的冷却器基体为铸钢材料制成，冷却水管材料为铸钢；冷却器基体的断面为半圆环形；冷却水管为单根，往复穿插于冷却器基体内，其外表面与冷却器基体以表面微熔的方式紧密结合；冷却水管的进水口段和出水口段从半圆环形冷却器基体的一端伸出，进水口段和出水口段外面带有保护套管。
2. 根据权利要求1所述的带水冷的渣沟冷却器，其特征在于所述的冷却水管的横截面为椭圆形。
3. 根据权利要求1或2所述的带水冷的铸钢渣沟冷却器，其特征在于所述的冷却水管椭圆形横截面的短轴和长轴的长度之比为0. 5 0. 7。
专利摘要带水冷的铸钢渣沟冷却器，属炼铁技术领域，包括冷却器基体和冷却水管，冷却器基体与冷却水管为铸钢材料，冷却器基体的断面为半圆环形。冷却水管为单根，往复穿插于冷却器基体内，其外表面与冷却器基体以表面微熔的方式紧密结合；冷却水管的进水口段和出水口段从半圆环形冷却器基体的一端伸出，进水口段和出水口段外面带有保护套管。本实用新型进一步强化了抵抗高温侵蚀的能力，有效避免冷却器基体和冷却水管间产生气隙，延长了渣沟的使用寿命，降低了耐材消耗和工人劳动强度，节约了生产成本；同时提高了带水冷的渣沟冷却器的冷却效果和机械性能。
文档编号C21B7/10GK201545856SQ20092028071
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者周小辉, 孙建设, 曾晖, 潘宏伟, 王子金, 程树森, 赵宏博 申请人:莱芜钢铁股份有限公司;北京科技大学