铜钢铜复合水套的制作方法

本申请涉及一种高炉冷却设备，特别地涉及一种铜钢铜复合水套。

背景技术：

1、冶炼炉中隔墙水套常用使用纯铜埋管铸造水套或纯铜钻孔水套，目前冶炼工艺中很多隔墙是整个悬挂在炉内，横跨在冶炼炉熔池区尾部，由两端支撑中间悬空的使用状态，类似简支梁结构。

2、但是，由于绿色节能降碳冶炼大环境下，冶炼炉越来越集成化、大型化，使用隔墙水套跨度也越来越大。隔墙水套的一面是千度以上的熔炼环境，另一面受高温烟气的冲刷，整个使用环境非常恶劣。所以，隔墙水套的跨度越大，且自身重力越大，高温下越容易易发生挠区变形，会在中间产生裂纹，甚至贯穿断裂，底部冲刷漏出铜管，端面铜管由于水套变形发生割管等现象。现有技术中，在结构上做t型或l型的隔墙水套能在一定程度缓解其变形，但是会大大增加水套重量，提高铸造和加工难度，提升成本。

3、而且，隔墙水套在冶炼炉内起到隔离熔池区和烟气区的重要作用，它的使用寿命直接关系到修炉的周期，每次修炉更换水套约5-8天，对于大型冶炼炉的经济损失是巨大的。

4、因此，设计出一种强度高，挠度变形小，具有良好的换热效果，使用寿命长的隔墙水套是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种铜钢铜复合水套，通过双层爆炸复合技术使得水套的强度高，挠度变形小，而且内部开设有两套水道，换热效果良好。

2、本申请的铜钢铜复合水套包括：爆炸复合的水套本体，所述水套本体呈长方体形状，包括位于两侧热面的第一铜层和第二铜层，以及位于所述第一铜层和所述第二铜层之间的钢层，所述钢层分别与所述第一铜层和所述第二铜层经爆炸复合相邻的区域形成过渡层；所述第一铜层和所述第二铜层内分别开设有多条水道； 所述水道的两端分别设有用于冷却水进入的进水管和流出的出水管；其中，所述水套本体的长度为2.5m-5.5m；所述钢层的厚度为8-30mm；所述第一铜层和所述第二铜层各自的厚度均为50mm-100mm。

3、根据本申请的实施例，可选地，所述第一铜层或所述第二铜层的纳米压痕强度为3-5gpa；所述钢层的纳米压痕强度为8-10gpa；所述过渡层的纳米压痕强度为14-16gpa。

4、根据本申请的实施例，可选地，所述铜钢铜复合水套在常温下的变形量是相同长度、相同厚度的纯铜水套变形量的0.5-0.7倍。

5、根据本申请的实施例，可选地，所述第一铜层和所述第二铜层的外表面沿垂直于所述水套本体长度方向上分别开设有燕尾槽，所述燕尾槽的槽深为5-25mm，槽宽为20-50mm，槽体间隔60-100mm。

6、根据本申请的实施例，可选地，所述第一铜层和/或第二铜层为轧制铜板。

7、根据本申请的实施例，可选地，所述水道孔形包括单一孔或者多联孔，其中，所述多联孔包括2个或2个以上的相互部分重叠的圆孔构成。

8、根据本申请的实施例，可选地，当所述水道孔形为两联孔时，所述两联孔的两个圆孔的圆心共线；或者，当所述水道的孔形为多联孔时，所述多联孔的多个圆孔的圆心中至少有两个圆心共线。

9、根据本申请的实施例，可选地，在所述水道的管道壁上加工有预定形状的纹理，用于延长所述水道的截面的周长。

10、根据本申请的实施例，可选地，所述预定形状的纹理包括在所述管道壁上分布的螺纹形，所述螺纹形为沿所述水道的长度方向延伸的单螺纹形或多螺纹形。

11、根据本申请的实施例，可选地，所述水道的管道壁孔型加工有预定形状的换热部，所述预定形状的换热部沿所述水道的轴向长度方向延长。

12、本申请提出的铜钢铜复合水套，通过双层爆炸复合技术使得钢层的两侧表面均复合有一层铜层，提高了水套的机械强度，水套整体的挠度变形小，而且两层铜层内部均开设有水道，水道的孔形多样，换热效果极好，使用寿命长，可以大大提升隔墙水套冶炼炉的各项运行指标和经济指标。

技术特征：

1.一种铜钢铜复合水套，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述第一铜层或所述第二铜层的纳米压痕强度为3-5gpa；

3.根据权利要求1所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述铜钢铜复合水套在常温下的变形量是相同长度、相同厚度的纯铜水套变形量的0.5-0.7倍。

4.根据权利要求1所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述第一铜层和所述第二铜层的外表面沿垂直于所述水套本体长度方向上分别开设有燕尾槽，所述燕尾槽的槽深为5-25mm，槽宽为20-50mm，槽体间隔60-100mm。

5.根据权利要求1所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述第一铜层和/或第二铜层为轧制铜板。

6.根据权利要求1所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述水道孔形包括单一孔或者多联孔，其中，所述多联孔包括2个或2个以上的相互部分重叠的圆孔构成。

7.根据权利要求6所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，当所述水道孔形为两联孔时，所述两联孔的两个圆孔的圆心共线；或者，当所述水道的孔形为多联孔时，所述多联孔的多个圆孔的圆心中至少有两个圆心共线。

8.根据权利要求6所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，在所述水道的管道壁上加工有预定形状的纹理，用于延长所述水道的截面的周长。

9.根据权利要求8所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述预定形状的纹理包括在所述管道壁上分布的螺纹形，所述螺纹形为沿所述水道的长度方向延伸的单螺纹形或多螺纹形。

10.根据权利要求6所述的铜钢铜复合水套，其特征在于，所述水道的管道壁孔型加工有预定形状的换热部，所述预定形状的换热部沿所述水道的轴向长度方向延长。

技术总结
本申请涉及一种铜钢铜复合水套，包括：爆炸复合的水套本体，水套本体呈长方体形状，包括位于两侧热面的第一铜层和第二铜层，以及位于第一铜层和第二铜层之间的钢层，钢层分别与第一铜层和第二铜层经爆炸复合相邻的区域形成过渡层；第一铜层和第二铜层内分别开设有多条水道；其中，水套本体的长度为2.5m‑5.5m；钢层的厚度为8‑30mm；第一铜层和第二铜层各自的厚度均为50mm‑100mm。通过双层爆炸复合技术使提高了水套的机械强度，水套整体的挠度变形小，而且两层铜层内部均开设有水道，换热效果极好，使用寿命长，可提升冶炼炉的运行指标和经济指标。

技术研发人员：胡卫欢,闫丽峰,刘东东,马腾,李渊,赵冬火
受保护的技术使用者：河北万丰冶金备件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1