专利名称：埋管式铸造冷却壁及其应用的材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及炼铁高炉高热负荷区炉壁的冷却设备技术领域，特别是埋管式铸造冷却壁及其应用的材料。
自80年代以来，我国高炉高热负荷区均采用铁素体球墨铸铁冷却壁，由于球墨铸铁的韧性和抗震性能好，实现了高炉炉身和炉缸寿命同步的目标。但是铸铁冷却壁存在着自身不可克服的缺陷铸铁本身的导热系数低；另外冷却水管是低碳钢管，管表面为防止高碳铸铁中的石墨渗透，需进行防渗碳处理，虽防渗碳层很薄，但形成的热阻却相当大。因此，铸铁冷却壁在工作时壁体温度梯度较大，壁热面温度较高，易导致壁体局部过热和裂纹的产生，这是铸铁冷却壁寿命低的主要原因。
目前国外研制出的铜冷却壁主要有在连铸铜板坯上拉制出几条水冷通道的冷却壁，还有在铜板上机械加工几条水冷通道的冷却壁。这样的冷却壁有许多工艺孔要加工和焊接，而且壁面还得加工出沟槽，加工成本非常高。进出水管需和本体焊接而成，带来了泄露的故障点，在受高温、高压、腐蚀状态下将会产生微小裂纹，一旦开裂，冷却水将会泄入炉内，防碍高炉的正常生产。
本发明的目的是提供一种结构合理、制作方便、满足高炉长寿，具有高导热系数的埋管式铸造冷却壁及其应用的材料。
本发明的技术方案是这样完成的。
埋管式铸造冷却壁(参见
图1)，其特征在于在冷却壁基体2中埋铸轧制的水冷管1，在基体2的热表面上铸出较长且不连续的凸条3，水冷管1的断面结构可选为圆形或者长椭圆形。
埋管式铸造冷却壁应用的材料，其特征在于基体2的材质为纯铜或高导电率铜合金，水冷管1的材质为厚壁紫铜管或蒙耐尔(Monel)合金管。
本发明的特点是基体含99．9％的铸态纯铜，常温的导热系数实测为328W／(m．k)，是球墨铸铁8～10倍；基体和水冷管是冶金结合消除了间隙热阻；壁热面上较长且不连续的凸条；水冷管断面结构为长椭圆形，可以使冷却壁变薄、冷却表面积增大、冷却强度增强；进出水冷管圆滑弯曲，阻损极低，而且没有焊接点。
图1为铜基埋管式铸造冷却壁的结构示意图。
结合附图详细说明给出以下实施例。
在冷却壁基体2中埋铸轧制的水冷管1(见图1)，在基体2的热表面上铸出较长且不连续的凸条3，水冷管1的断面结构可选为圆形或者长椭圆形。基体2的材质为纯铜或高导电率铜合金，水冷管1的材质为厚壁紫铜管或蒙耐尔(Monel)合金管。
高导电率铜合金一般为铜铬、铜锆类合金，还有纯铜，这些铜基材料铸造冷却壁和蒙耐尔(Monel)合金管(一般为镍铜合金)及紫铜管，由于具有较高的导热系数，在一定的冷却强度下，其壁体具有较小的温度梯度，工作热面温度理论值为130℃，冷却壁表面在这样的温度下极易形成一层渣壳4，渣壳4具有极大的热阻，这样通过冷却壁的热流强度就会大大降低，炉内的热量损失也会大大减少。
冷却壁上铸出较长且不连续的凸条3，即使渣壳4从脱落层脱落时，在凸条3之间还会存有较厚的耐火材料5，凸条3的直接受热面积仅占铜冷却壁受热面积的15％，这样铜冷却壁又避免了炉内高温的直接烘烤，铜基埋管式铸造冷却壁可以达到长寿的目的。
本发明铜基埋管式铸造冷却壁具有优异的尺寸灵活性，可以设计成曲面或锥面，适用各种不同容积的高炉。
权利要求
1．埋管式铸造冷却壁，其特征在于在冷却壁基体2中埋铸轧制的水冷管1，在基体2的热表面上铸出较长且不连续的凸条3，水冷管1的断面结构可选为圆形或者长椭圆形。
2．埋管式铸造冷却壁应用的材料，其特征在于基体2的材质为纯铜或高导电率铜合金，水冷管1的材质为厚壁紫铜管或蒙耐尔(Monel)合金管。
全文摘要
本发明公开了一种埋管式铸造冷却壁及其应用的材料。特征是在冷却壁基体2中埋铸轧制的水冷管1,在基体2的热表面上铸出较长且不连续的凸条3,水冷管1的断面结构可选为圆形或者长椭圆形。基体的材质为纯铜或高导电率铜合金,水冷管1的材质为厚壁紫铜管或蒙耐尔合金管。特点是常温的导热系数实测为328W/(m.k),是球墨铸铁8～10倍,冷却表面积增大、冷却强度增强,进出水冷管圆滑弯曲,阻损极低,而且没有焊接点。
文档编号C21B7/10GK1280198SQ0011076
公开日2001年1月17日 申请日期2000年8月4日 优先权日2000年8月4日
发明者苏晓军, 李树贵 申请人:冶金工业部鞍山热能研究院