专利名称：一种高冷却性能速成纯铜冷却壁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种组合型纯铜冷却壁，属炼铁高炉炉体冷却设备。
背景技术：
冷却壁为炼铁高炉炉体冷却设备，担负着保护炉壳、支承耐火材料以及维护合理炉型的重要任务。高炉的寿命主要取决于冷却壁的寿命。冷却壁的发展经历了灰口铸铁冷却壁、耐热铸铁冷却壁、高韧性球铁冷却壁、铸钢冷却壁和铜冷却壁。铜冷却壁由于具有很高的热导率，使得冷却壁热面(朝向炉内的一面)温度低，容易形成保护性渣皮，愈来愈受到国内外炼铁行业的重视与认可。但目前由于铜冷却壁的结构限制，制造工艺复杂，生产率低下，价格昂贵，使其推广应用受到了限制，许多炼铁厂可望而不可及。
目前，国内外高炉铜冷却壁主要有两种类型一种是连续铸铜坯作壁体，铜含量≤99.0％，热导率≈300W/(m.K)，冷却介质通道截面形状采用扁圆形。因为在截面积相等的情况下，扁圆形截面的周长要大于圆形截面的周长，所以扁圆形截面的热交换面积大于圆形截面的热交换面积。但是连铸铜坯的纯度低，材质疏松，故热导率低，使得冷却介质消耗量增加，设备运行费用高。另一种冷却壁是采用轧制铜板作壁体，铜含量≥99.9％，热导率≥370W/(m.K)，但冷却介质通道只能靠深孔钻加工成圆形，这种圆形截面通道不仅热交换面积小，而且受深孔排屑困难、钻头不便冷却等影响，生产率低下，成本高昂。为了提高热交换面积，也有采用复合圆形截面通道的，但这种复合圆形截面通道钻制速度更低，很难规模化生产。
为了兼顾高炉铜质冷却壁高热导率、大热交换面积、高生产率和低成本问题，本实用新型提供了一种组合型纯铜冷却壁，该冷却壁热导率高、热交换面积大，组合前敞口加工冷却介质通道十分容易，且不受截面形状的限制，生产率高、成本低。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是壁体由冷面半体和热面半体组焊而成，两个半体均用高纯度的轧制铜板制造。在其中一个半体的结合面侧或同时在每个半体的结合面侧开设一组纵向冷却介质通道。通道的截面形状可以为圆形、复合圆形、扁圆形和其它异形截面，如矩形、梯形等。通道可通过刨削、铣销等方法完成，由于是敞口加工，十分便利。在两个半体结合面四周棱角处加工有焊接坡口，两个半体合并后四周连续焊接为一体，焊缝填充金属的材质和壁体完全相同。为了增加两个半体之间的结合强度，在适当的位置，沿壁体厚度方向增设一组穿钉，穿钉的材质与壁体也完全相同，穿钉的两端面分别比壁体热面和冷面低5～8mm，塞焊平整。通道两端在壁体冷面一侧焊接安装有轴线垂直于通道中心线的进出水管，壁体上开设有轴线垂直于通道中心线的安装孔和测温孔。进出水管采用无缝钢管或无缝铜管。进出水管插入焊接于壁体冷面的保护管之内，并与之焊为一体。
本实用新型的显著效果是在保持了铜板高导热率的同时，又增加了热交换面积，尤其是组焊结构，使得冷却介质通道敞口加工十分容易，生产率高，成本大大降低。
以下结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为
图1的A-A剖面图。
图3为
图1的B-B剖面图。
图4为
图1的C-C剖面图。
具体实施方式
本实用新型纯铜冷却壁采用轧制铜板制作，其结构如
图1、图2、图3、图4所示，主要有由冷面半体(9)、热面半体(8)、吊装环(1)、护管(6)、进出水管(7)和穿钉(5)组成。冷面半体(9)的冷面(即装有进出水管、朝向炉外的一侧)为光滑平面，热面半体(8)的热面(即朝向炉内的一面)既可以是光滑平面也可以开设有互相平行的燕尾槽(10)。在其中一个半体的结合面上开设有一组纵向通道(4)，或者在两个半体结合面上同时开设冷却介质通道(4)。如图2所示，纵向冷却介质通道(4)的两端在冷面半体(9)的冷面焊接安装有轴线垂直于通道(4)中心线的进出水管(7)，进出水管采用无缝钢管或无缝铜管，插入护管(6)之内，并与之相焊接，或进出水管插入冷面半体(9)内，并与之相焊接。壁体上开设有轴线垂直于通道(4)中心线的安装孔(2)和测温孔(3)。两个吊装环(1)通过螺纹连接安装于壁体的上端面。
冷却壁通过吊装环(1)吊起，在高炉炉壳内就位后，切割去吊装环(1)，螺栓通过安装孔(2)把冷却壁固定在炉壳内，一块块冷却壁构成高炉冷却层。
权利要求1.一种组合型纯铜冷却壁，包括壁体和进出水管(7)，其特征在于，壁体由冷面半体(9)和热面半体(8)通过材质和壁体完全相同的穿钉(5)连接后四周连续焊接而成，焊缝填充金属和壁体也完全相同，壁体内开设有一组纵向冷却介质通道(4)，通道(4)两端在冷面半体(9)的冷面一侧焊接安装有轴线垂直于通道(4)中心线的进出水管(7)，壁体上开设有轴线垂直于通道(4)中心线的安装孔(2)和测温孔(3)，壁体内冷却介质通道的截面形状可以是圆形、复合圆形、扁圆形、矩形或者梯形。
2.根据权利要求书1所述的组合型纯铜冷却壁，其特征是壁体由冷面半体(9)和热面半体(8)组焊而成。
3.根据权利要求书1所述的组合型纯铜冷却壁，其特征是通道(4)的截面形状可以是圆形、复合圆形、扁圆形、矩形或者梯形。
4.根据权利要求书1所述的组合型纯铜冷却壁，其特征是壁体上冷却介质通道两端无工艺孔。
5.根据权利要求书1所述的组合型纯铜冷却壁，其特征是冷面半体(9)和热面半体(8)通过穿钉(5)连接后四周连续焊接而成。
6.根据权利要求书1所述的组合型纯铜冷却壁，其特征是穿钉(5)、焊缝填充金属和壁体材质完全相同。
专利摘要一种高冷却性能速成纯铜冷却壁，壁体由冷面半体和热面半体组焊而成。两个半体均有轧制纯铜板制造。在其中一个半体的结合面侧或同时在每个半体的结合面侧设有一组纵向冷却介质通道，通道的截面形状可以为圆形、复合圆形、扁圆形和其它异形截面，如矩形、梯形等。两个半体结合面四周棱角处加工有焊接坡口，两个半体合并后四周连续焊接为一体。为了增加两个半体之间的结合强度，在适当的位置，沿壁体厚度方向增设一组穿钉，穿钉的材质与壁体完全相同，穿钉的两端面分别比壁体热面(朝向高炉内的一面)和冷面(朝高炉外的一面)低5～8mm，塞焊平整。该冷却壁热导率高，尤其是组合结构，组合前冷却介质通道为敞口，可通过刨削、铣削等方法顺利加工成任意形状，能获得较大的热交换面积，且两端无工艺孔，不需要塞焊，质量好，生产率高，成本低。
文档编号C21B7/00GK2656422SQ0325450
公开日2004年11月17日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者刘永俊 申请人:刘永俊