专利名称：生产冷却元件的方法和冷却元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的镀覆用于冶金炉等中的冷却 元件的基体元件的方法，所述基体元件主要是由铜制成的，至少局部镀有金属镀层，其中， 在所述冷却元件中设置有冷却水通道系统。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的尤其是用于冶金炉等的冷 却元件，所述冷却元件包括主要是由铜制成的基体元件，所述基体元件中设置有冷却水通 道系统，冷却元件的所述基体元件至少局部镀有金属镀层。
背景技术：
从公开文件WO 02/37044中已知了一种冷却元件，特别是用于冶金炉等中的冷却 元件，所述冷却元件包括基体元件，基体元件中设置有用于冷却水的冷却水通道系统。所述 冷却元件与熔融金属接触的至少一部分表面是由钢制成的。
发明内容
本发明的目的是获得一种用于镀覆冷却元件的基体元件的方法，基体元件设有冷 却水通道系统，该冷却元件用于冶金炉等，所述基体元件主要是由铜制成的，至少局部镀有 金属镀层，以便获得一种在基体元件和金属镀层之间的热接触比现有结构更好的冷却元 件。本发明的目的是通过根据独立权利要求1所述的方法来实现的，该方法用于镀覆 设有冷却水通道系统的、用于冶金炉等的冷却元件的基体元件，所述基体元件主要是由铜 制成的，至少局部具有金属镀层。在从属权利要求2-10中阐述了根据本发明的方法的优选实施例。本发明还涉及一种根据独立权利要求11的前序部分所述的、尤其是用于冶金炉 等的冷却元件，所述冷却元件包括主要是由铜制成的基体元件，所述基体元件中设置有冷 却水通道系统，所述冷却元件至少局部镀有金属镀层。在从属权利要求12-19中阐述了根据本发明的冷却元件的优选实施例。通过将金属镀层爆炸焊接到基体元件上，在基体元件和金属镀层之间获得了连 接，所述连接具有用于在基体元件和金属镀层之间传递热能的特别好的能力。通过爆炸焊 接，在基体元件和金属镀层之间优选地然而并非必然地获得了冶金联接。在根据本发明的方法的优选实施例中，至少局部地通过从基体元件外面钻孔来机 加工冷却水通道系统，以便在基体元件的表面上形成孔。在该优选实施例中，至少一部分孔 至少局部地被插塞堵住，所述插塞与基体元件的外表面齐平地装配在孔中，使得在基体元 件中钻出的孔形成了冷却水通道系统的至少一部分。在该优选实施例中，基体元件通过爆 炸焊接而被在插塞处镀有金属镀层，使得金属镀层至少局部地覆盖住装配在孔中的插塞。在根据本发明的方法的优选实施例中，存在金属镀层，其厚度小于100毫米，有利 地为大致1毫米-大致20毫米厚，优选为大致10毫米厚。
在根据本 发明的方法的优选实施例中，通过首先铸造主要由铜制成的基体坯料来 生产出冷却元件，通过将金属镀层爆炸焊接到基体坯料上来至少局部地镀覆所述基体坯 料，以便获得具有金属镀层的基体坯料。设有金属镀层的基体坯料被机加工，使得冷却元件 获得其最终形状；并且冷却元件设有可能要求的管接头，以用于把冷却水循环流引导向冷 却元件的冷却水通道系统。在根据本发明的方法的优选实施例中，金属镀层是由铬含量超过10. 5%的不锈钢 制成的，有利地是由根据标准EN 10095 (耐火钢和镍合金)的耐火不锈钢制成的。在根据本发明的方法的优选实施例中，金属镀层是由铬含量为约17-30%范围 (例如，22-24%、24-28%或者29-30% )的不锈钢制成的。在根据本发明的方法的优选实施例中，金属镀层是由镍合金制成的。在根据本发明的方法的优选实施例中，金属镀层是由铅合金制成的。在根据本发明的方法的优选实施例中，金属镀层至少局部覆有陶瓷内衬。在根据本发明的方法的优选实施例中，在冷却元件使用期间面向放置在冶金炉等 中的熔融金属的基体元件的表面至少局部镀有金属镀层。
以下参照附图来更详细地描述本发明的几个优选实施例，其中图1是基体坯料的分解侧视图，图2是具有金属镀层的基体坯料的分解侧视图，图3是冷却元件的分解侧视图，以及图4是具有陶瓷内衬的冷却元件的分解侧视图。
具体实施例方式附图显示了冷却元件的分解图，该冷却元件包括主要由铜制成的基体元件1。在基 体元件1中，设置有冷却水通道系统2。冷却元件的基体元件1至少局部镀有金属镀层3。以下更详细地描述了根据本发明的方法和根据本发明方法的优选实施例。在根据本发明的方法中，至少局部地用金属镀层3镀覆冷却元件的基体元件1，该 冷却元件供冶金炉等使用，所述冷却元件主要是由铜制成的，所述金属镀层3被爆炸焊接 到主要由铜制成的冷却元件上。根据本发明的方法优选(但不是必定地)包括以下步骤至少局部地通过从基体 元件1的外面钻孔4来为基体元件1提供冷却水通道系统2，以便在基体元件1的表面上形 成孔4，即，使孔4延伸到基体元件3的表面上。然后，用插塞5至少部分地堵塞至少一部分 孔，所述插塞5与基体元件1外表面齐平地被装配到孔中，使得在基体元件1中钻出的孔形 成冷却元件的冷却水通道系统2的至少一部分。然后，优选(但不是必定地)在插塞5处 通过爆炸焊接为基体元件1镀覆金属镀层3，以使金属镀层3至少局部地覆盖住装配在孔4 中的插塞5。在根据本发明的方法中，在基体元件1中，优选通过爆炸焊接来提供金属镀层3， 其厚度小于100毫米，有益地为大致1-大致20毫米，优选为大致10毫米。在根据本发明的方法中，冷却元件优选(但不是必定地)被这样制造，首先铸造主要由铜制成的基体坯料8，如图1中所示。此后，通过将金属镀层3爆炸焊接到主要由铜制 成的基体坯料上来为所述基体坯料8镀层，以便获得具有金属镀层3的基体坯料，如图2所 示。接着，对具有金属镀层3的所述基体坯料8机加工，以使冷却元件获得其最终形状，并 且为冷却元件提供可能需要的管接头，用于将冷却水循环流引向冷却元 件的冷却水通道系 统2，如图3所示。金属镀层3优选(但不是必定地)至少部分地由铬含量超过10. 5%的不锈钢制 成，有益地是由根据标准EN 10095 (耐火钢和镍合金)的耐火不锈钢制成的。例如，金属镀层3可至少部分地由铬含量为约17-30% (例如，22-24%、24-28%或 者29-30%)的不锈钢制成。在金属镀层3至少部分地由钢制成的情况下，所述钢优选(但 不是必然地)至少是不锈钢、耐酸钢、耐热钢或耐火钢。作为替代或附加，金属镀层3可以 至少部分地由镍或铅、或者镍合金或铅合金制成。在所述方法中，金属镀层3优选(但不是必然地)设有用于陶瓷内衬7的连接锚 定件6。金属镀层3优选(但不是必然地)覆有陶瓷内衬7。在所述方法中，在冷却元件使用期间面向放置在冶金炉等中的熔融金属的基体元 件1的表面至少局部地(有益地为基本上完全地)镀有金属镀层3。以下更详细地描述了根据本发明的冷却元件以及根据本发明的冷却元件的几个 优选实施例。根据本发明的冷却元件包括主要由铜制成的基体元件1，在所述基体元件1中设 置有冷却水通道系统2。冷却元件的基体元件1至少局部镀有金属镀层3，所述金属镀层3 被爆炸焊接到冷却元件的基体元件1上，所述基体元件主要由铜制成。优选(但不是必然地)至少局部地通过从基体元件1的外面在基体元件1中钻出 孔4来加工而成冷却水通道2，使得在基体元件1的表面上形成孔4。然后，至少一部分孔 至少局部地被插塞5堵塞，所述插塞5与基体元件1外表面齐平地被装配到孔4中，使得在 基体元件1中钻出的孔形成了冷却水通道系统2的至少一部分。因此，基体元件1优选是 (但不是必定地)在插塞5处通过爆炸焊接镀覆有金属镀层3，以使金属镀层3至少局部地 覆盖住装配在孔4中的插塞5。金属镀层3的厚度优选(但不是必然地)小于100毫米，有益地为大致1-大致20 毫米，优选为大致10毫米。冷却元件优选(但不是必然地)被这样制造，使得首先铸造主要由铜制成的基体 坯料8。此后，通过将金属镀层3爆炸焊接到主要由铜制成的基体坯料8上来为所述基体坯 料8镀层，以便获得具有金属镀层3的基体坯料8。接着，对具有金属镀层3的所述基体坯 料8机加工，以使冷却元件获得其最终形状，并且为冷却元件配备可能需要的管接头，用于 将冷却水循环流引向冷却元件的冷却水通道系统2。金属镀层3优选(但不是必定地)至少部分地由铬含量超过10. 5%的不锈钢制成 的，有益地是由根据标准EN 10095 (耐火钢和镍合金)的耐火不锈钢制成的。例如，金属镀层3可以至少部分地由铬含量约17-30%范围(例如，22-24%、 24-28%或者29-30%)的不锈钢制成。在金属镀层3至少部分由钢制成的情况中，所述钢 优选(但不是必然地)至少是不锈钢、耐酸钢、耐热钢或耐火钢。作为替代或附加，金属镀层3可以至少部分由镍或铅、或者镍合金或铅合金制成。金属镀层3优选(但不是必然地)设有用于陶瓷内衬7的连接锚定件6或者其他 紧固件。金属镀 层3优选(但不是必然地)覆有陶瓷内衬7。至少是在冷却元件使用期间面向放置在冶金炉等中的熔融金属的基体元件1的 表面优选(但不是必然地)至少局部镀有金属镀层3。对于本领域的技术人员，随着技术的发展，显然可以按许多不同的方式来实现本 发明的基本思想。因此，本发明及其优选实施例不限于上述的实例，但是它们可以在所附权 利要求的范围内变化。
权利要求
1.一种用于至少局部地利用金属镀层(3)来镀覆供冶金炉等使用的主要由铜制成的 冷却元件的基体元件(1)的方法，其中，在所述冷却元件(1)中设有冷却水通道系统O)，其 特征在于，所述金属镀层C3)被爆炸焊接到主要由铜制成的冷却元件的基体元件(1)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于-所述冷却水通道系统( 是至少局部地通过从所述基体元件(1)的外面钻出孔(4) 来机加工而成，以便在所述基体元件(1)的表面上形成孔G)，-至少一部分所述孔(4)至少局部地被插塞( 堵塞，所述插塞( 与所述基体元件 (1)的外表面齐平地被装配在孔中，使得在所述基体元件(1)中钻出的所述孔(4)形成至少 一部分所述冷却水通道系统( ，以及-通过爆炸焊接在所述插塞( 处给所述基体元件(1)镀有金属镀层( ，以便所述金 属镀层( 至少局部地覆盖住装配在所述孔中的插塞(5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，金属镀层(3)被制成为厚度小于100 毫米，有益地为大致1毫米-大致20毫米，优选为大致10毫米。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于-通过首先铸造主要由铜制成的基体坯料(8)来制造所述冷却元件，-通过将所述金属镀层( 爆炸焊接到所述基体坯料(8)上来至少局部地镀覆所述基 体坯料(8)，以便获得具有金属镀层(3)的基体坯料，以及-对具有金属镀层(3)的基体坯料(8)机加工，以使所述冷却元件获得其最终的形状。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属镀层(3)至少部分地 由铬含量超过10. 5%的不锈钢制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属镀层(3)至少部分地 由铬含量为约17-30%，例如22- %、24- %或者四_30%的不锈钢制成。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属镀层(3)至少部分地 由镍或铅、或者镍合金或铅合金制成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属镀层(3)具有用于陶 瓷内衬(7)的连接锚定件(6)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属镀层(3)至少局部覆 有陶瓷内衬⑵。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，在冷却元件使用期间面向放 置在冶金炉等中的熔融金属的所述基体元件(1)的表面上至少局部镀有金属镀层(3)。
11.一种特别是供冶金炉等中使用的冷却元件，所述冷却元件包括主要由铜制成的基 体元件(1)，在所述基体元件中设置有冷却水通道系统O)，并且冷却元件的所述基体元件 (1)至少局部镀有金属镀层(3)，其特征在于，所述金属镀层C3)被爆炸焊接到主要由铜制 成的所述基体元件(1)上。
12.根据权利要求10所述的冷却元件，其特征在于-所述冷却水通道( 至少局部地通过从所述基体元件(1)的外面钻出孔(4)来机加 工而成，以便在所述基体元件(1)的表面上形成孔G)，-至少一部分所述孔(4)至少局部地被插塞( 堵塞，所述插塞与所述基体元件(1)的 外表面齐平地被装配在钻出的孔(4)中，使得在所述基体元件(1)中钻出的所述孔(4)形成了所述冷却水通道O)的至少一部分，以及-通过爆炸焊接在所述插塞( 处给所述基体元件(1)镀覆金属镀层( ，以便所述金 属镀层C3)至少部分地覆盖住装配在所述孔中的插塞(5)。
13.根据权利要求11或12所述的冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)的厚度小 于100毫米，有益地为大致1-大致20毫米，优选为大致10毫米。
14.根据权利要求11-13中任一项所述冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)至少 部分地由铬含量超过10. 5%的不锈钢制成。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)至 少部分地由铬含量为约17-30 %、有益地为22-28 %、优选为22-22 %或者24- %的不锈钢 制成。
16.根据权利要求11-15中任一项所述的冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)至 少部分地由镍或铅、或者镍合金或铅合金制成。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)具 有用于陶瓷内衬(7)的连接锚定件(6)。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的冷却元件，其特征在于，所述金属镀层(3)至 少局部覆有陶瓷内衬。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的冷却元件，其特征在于，至少是在所述冷却元 件使用期间面向放置在冶金炉等中的熔融金属的基体元件(1)的表面上被至少局部镀有 金属镀层⑶。
全文摘要
本发明涉及一种用于至少局部利用金属镀层(3)来镀覆供冶金炉等中使用的冷却元件(1)的基体元件的方法，所述基体元件主要由铜制成。在所述方法中，金属镀层(3)被爆炸焊接到主要由铜制成的冷却元件(1)的基体元件上。本发明还涉及一种特别是供冶金炉等中使用的冷却元件，所述冷却元件包括主要由铜制成的基体元件(1)，在所述基体元件中设置有冷却水通道系统(2)，冷却元件(1)的所述基体元件至少局部镀有金属镀层(3)。金属镀层(3)被爆炸焊接到主要由铜制成的基体元件(1)上。
文档编号F27B1/24GK102077047SQ200980124782
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者E·普拉尼米, K·赛佩莱, M·加夫斯 申请人:奥图泰有限公司