专利名称：铸铜冷却壁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金高温炉窑，具体讲是涉及一种用于冶金高温炉窑的冷却壁，属于冶金炼铁技术领域。
背景技术：
冷却壁是为冶金高温炉窑提供冷却的设备，能够保护冶金高温炉窑免受炉体内高温流体的侵蚀和机械磨损，延长冶金高温炉窑寿命，保证其安全稳定生产。冷却设备一旦出现问题，冶金高温窑炉必须全面停产检修，将会带来重大经济损失。所以，冷却壁的寿命和性能决定冶金高温炉窑的寿命，是冶金高温炉窑长寿高效、节能的重要保证。当前国内外冶金工业普遍采用的冷却壁材质以铸铁和铸钢为主，但是，铸铁或铸钢冷却壁存在诸多不足。以使用最广泛的球墨铸铁铸钢冷却壁为例，其存在以下不足(1) 球墨铸铁铸钢冷却壁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，而气隙使得冷却壁传热阻力增加一千倍以上，恶化冷却壁的传热效果，增加冷却壁工作面温度，加速冷却壁的破损；(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，从而导致冷却壁使用寿命变短，增加资源消耗，不利于冷却壁长寿、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，不利于冷却壁长寿；(4)球墨铸铁的线膨胀系数在600°C以下变化较平稳，但在600°C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709°C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；( 球墨铸铁导热性和抗热震性能都较差，其导热系数仅为 30w · πΓ2 · K—1，不利于冷却壁的高效冷却。
实用新型内容为了克服现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用新的铸铜材料取代传统的铸铁材料的铸铜冷却壁，冷却水管与冷却壁本体紧密结合，消除了气隙，提高了铸铜冷却壁的性能，延长冶金高温炉窑的使用寿命。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一种铸铜冷却壁，包括冷却壁本体和冷却水管，其特征在于所述的冷却壁本体和冷却水管都由铸铜材料制成，冷却壁本体为U形，冷却水管位于冷却壁本体内，也呈U形，冷却水管截面呈长圆形，与冷却壁本体以表面微熔的方式紧密贴合，其两端从冷却壁本体的U 形的两个端部伸出。前述的铸铜冷却壁，其特征在于所述的长圆形的长轴和短轴的长度之比为0. 5 0. 7。前述的铸铜冷却壁，其特征在于所述的冷却水管为多根。[0009]本实用新型的有益效果是本实用新型采用长圆形冷却水管，增大了对热面的冷却强度，提高了热传导效益；采用铸铜材料替代现有的铸铁和铸钢材料制作冷却壁，可以有效避免冷却壁本体和冷却水管间产生气隙，延长了铸铜冷却壁寿命进而延长冶金高温窑炉的寿命，节约生产成本；并且使得冷却水管与冷却壁本体紧密结合，提高铸铜冷却壁冷却效果，提高铸铜冷却壁的机械性能。
图1是本实用新型的铸铜冷却壁的立体图；图2是本实用新型的铸铜冷却壁的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型的铸铜冷却壁的立体图；图2是本实用新型的铸铜冷却壁的剖视图。本实用新型的铸铜冷却壁，包括作为基体的冷却壁本体1和冷却水管2，冷却壁本体1和冷却水管2采用铸铜材料制成，冷却壁本体1为U形，冷却水管2也为U形，位于冷却壁本体1内，与铜砖本体1以表面微熔的方式紧密贴合，其两端从冷却壁本体1的U形的两个端部伸出，冷却水管2的横截面为长圆形，长轴与短轴的长度比可为0. 5 0. 7，为了提高冷却效果，冷却水管2可采用多根，本实施例采用的是3根，并排地设置在冷却壁本体 1内。实施例1 上述冷却水管2的横截面为长圆形，其长轴与短轴的长度比为0. 5。实施例2 上述冷却水管2的横截面为长圆形，其长轴与短轴的长度比为0. 6。实施例3 上述冷却水管2的横截面为长圆形，其长轴与短轴的长度比为0. 7。本实用新型将冷却水管2的材质和冷却壁本体1的基体材质均选定为铸铜，有效避免了使用防渗碳涂层及其带来的一系列问题；将冷却水管2直接浇注在冷却壁本体1内部，在浇注过程中，利用复合固体冷却介质随流体通过冷却水管2，保护冷却水管2熔而不化，促使冷却水管2在浇注过程中表面微熔，与冷却壁本体1紧密贴合，不产生气隙，基本不发生重熔和再结晶，保持着冷却水管2原有的良好轧制性能，并控制冷却壁本体1的凝固过程，形成顺序凝固的条件，提高铸铜冷却壁的性能。本实用新型的铸铜冷却壁应用于冶金高温炉窑的主要原理是将铸铜冷却壁置于冶金高温炉窑的高温区域内侧，冷却介质(比如水)按一定的流速从铸铜冷却壁的冷却水管2的下部端口通过铸铜冷却壁内部，以这种方式，热量从冶金高温炉窑内部传给铸铜冷却器的冷却壁本体1，冷却介质再将热量从冷却壁本体1带出冶金高温炉窑，使得冶金高温炉窑的炉壳免受高温侵蚀，从而延长冶金高温炉窑的使用寿命。通过调节冷却水流量和流速来调节铸铜冷却壁的冷却性能。上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.铸铜冷却壁，包括冷却壁本体和冷却水管，其特征在于所述的冷却壁本体和冷却水管都由铸铜材料制成，冷却壁本体为U形，冷却水管位于冷却壁本体内，也呈U形，冷却水管截面呈长圆形，与冷却壁本体以表面微熔的方式紧密贴合，其两端从冷却壁本体的U形的两个端部伸出。
2.根据权利要求1所述的铸铜冷却壁，其特征在于所述的长圆形的长轴和短轴的长度之比为0. 5 0. 7。
3.根据权利要求1或2所述的铸铜冷却壁，其特征在于所述的冷却水管为多根。
专利摘要本实用新型涉及一种铸铸铜冷却壁，包括冷却壁本体和冷却水管，其特征在于所述的冷却壁本体和冷却水管都由铸铜材料制成，冷却壁本体为U形，冷却水管位于冷却壁本体内，也呈U形，冷却水管截面呈长圆形，与冷却壁本体以表面微熔的方式紧密贴合，其两端从冷却壁本体的U形的两个端部伸出。本实用新型采用长圆形冷却水管，增大了对热面的冷却强度，提高了热传导效益；采用铸铜材料有效避免产生气隙，保证冷却水管不发生重熔和再结晶，保持水管原有良好的轧制性能，延长了铸铜冷却壁寿命进而延长冶金高温窑炉的寿命，节约生产成本；并且使得冷却水管与冷却壁本体紧密结合，提高铜冷却壁冷却效果。
文档编号C21B7/10GK202099301SQ20112019691
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者孙延海, 王志斌, 程树森, 赵志国 申请人:江苏联兴成套设备制造有限公司