专利名称：冷却板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分特征的由铜或铜合金制成的用于井式炉的冷却板。
背景技术：
由EP 0 951 371 B1已知这类的冷却板。在该冷却板内设有多个孔，用于容纳一种冷却剂、尤其是水，这些孔通过焊接在板冷侧上连接管与一个冷却剂进口和一个冷却剂出口连接。连接管的内横截面通常与这些孔的直径相配。连接管通常以这样的方式固定在冷却板上，即在板冷侧制出一些较浅的与连接管外直径相配的凹槽，然后将连接管的冷却板侧的端部插入到这些凹槽内，紧接着通过角焊缝将连接管与冷却板焊接。在此不对连接管的板侧的端部进行特殊处理。它们大多数情况下只在内侧面上倒角，以保证冷却剂较好地通流。
如果连接管由铜或铜合金制成，那么与一个钢制的冷却剂进口和冷却剂出口连接的连接管在与冷却板隔开距离处设有钢轴环。在连接管由铜或铜合金制成的情况下需要钢轴环，以便与炉壳气密地焊接。因此以及也在使用钢制的连接管的情况下，在将冷却板安装在井式炉中时，不必焊接铜。铜的焊接在技术上非常昂贵并且具有很高的故障风险。
在已知的情况中，另一个问题在于检查角焊缝、尤其例如在铜焊缝的情况下借助于着色探伤检查，虽然技术上可行，但是费用很高。
因为连接管必须在一侧焊接在冷却板上，而且必须在另一侧在连接管和井式炉壳之间尤其是通过焊接产生一种气密的连接，所以由于冷却板在使用时发生热膨胀，在冷却板和连接管之间的焊缝上产生应力。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是，提出一种由铜或铜合金制成的用于井式炉的冷却板，其中，通过更好地吸收和进一步引导在使用时出现的应力，在冷却板和连接管之间的连接具有更高的疲劳寿命。
这个目的通过权利要求1所述的特征得到解决。
在此，连接管与其是否由铜或铜合金、由钢或由这些材料的组合制成无关，连接管在其板侧的端部上设有径向凸出的凸缘。这些凸缘插在设置在板冷侧上的较浅的凹槽内，然后在凸缘的圆周上与板冷侧焊接。因此，焊缝不再处于出现最大应力值的范围内。可以采用惯用的焊接工艺、搅动摩擦焊接(Reib-Riihrschweiβen)、电子束焊接或者激光焊接。
为了能够在凸缘和板冷侧之间有针对性地焊接一个可比角焊缝明显更简单地焊接的V形焊缝，按照权利要求2的特征规定，连接管上的凸缘在外圆周上而板冷侧中的凹槽在内圆周上设有斜边。以这种方式产生一个几乎理想的焊缝坡口，并且V形焊缝确保这种连接的提高的疲劳寿命。
虽然完全可以考虑，通过连接管的直径缩小构成凸缘，但是一个与此相对的有利的方案在于按照权利要求3的特征，通过对连接管的板侧的端部进行卷边构成凸缘。这种卷边在连接管由铜或铜合金制成或由钢制成的情况下都可以毫无问题地进行。可以实现相对薄壁的连接管。
如果按照权利要求4，连接管在过渡到凸缘上的凹形的过渡区域内进行喷射处理(strahlen)，例如通过喷丸，连接管在凸缘区域内的强度值还可以进一步提高。
对应于权利要求5的特征，可能的是，在冷却板上的每个孔可以通过连接管与冷却剂进口和冷却剂出口连接。
考虑到实际情况，实践中经常需要将冷却板上的椭圆形的孔与连接管连接或者也要求将冷却板上的两个或多个直径较小的孔与连接管连接，这要求连接管尽可能地与这些孔重叠，本发明按照权利要求6规定，至少两个并列的孔分别通过一个连接管与冷却剂进口和冷却剂出口连接。
在这种情况下，按照权利要求7可以有利的是，连接管的板侧的端部成型为椭圆形的。当冷却板上的孔设计成椭圆形的(与其制造无关)或者要将至少两个小直径的孔与一个连接管连接时，该实施方式具有优点。
对应于权利要求8的特征特别合乎目的的是，由铜或铜合金制成的连接管在与凸缘隔开距离处设有由钢制成的轴环。通过使用钢轴环，在安装冷却板时在安装位置上不必焊接铜。
如果按照权利要求9，连接管由钢或钢合金制成，那么有利的是，在连接管上的斜边和/或在凹槽中的斜边镀镍。
在权利要求10中示出了另一种实施方式。据此，连接管设有焊接上的凸缘。凸缘和连接管可以由相同的材料制成。但是也可以想象，凸缘和连接管由不同的材料制成。例如可以考虑，凸缘由一种铜合金制成，连接管由一种钢合金制成。
如果凸缘也由一种钢合金制成并且设有斜边，那么合乎目的的是，凸缘上的斜边和/或在板冷侧的凹槽上的斜边镀镍。
下面借助于附图中的实施例详细解释本发明。其中图1用于井式炉的冷却板从板冷侧看的视图，图2图1中的冷却板沿图1箭头II方向的侧视图，图3图1中冷却板的俯视图，图4按图2局部IV的在冷却板和一个连接管之间的连接区域的放大比例的、局部为剖面的视图，图5在连接管和冷却板连接之前的对应于图4的视图。
具体实施例方式
在图1至5中以数字标记1表示一个由铜或铜合金制成的用于井式炉的冷却板。冷却板1在板热侧2交替地具有槽3和凸起4。冷却板1在板冷侧5上设计成平面的。
在冷却板1上设有多个构成深孔的孔6，用于容纳一种冷却剂、尤其例如水。这些构成为盲孔的孔6在进口端部7上具有塞子8。
这些孔6可以单个地或者也可以成组地(在相应地减小直径的情况下)与连接管9、10连接。在图1至5中，每个孔与一个连接管9、10连接，通导冷却剂。但是也可以考虑，较小直径的孔6在连接管9、10的区域内成组地组合在一起(二至四个孔6)，然后这些孔6通过直接连接头或者通过斜孔与连接管9、10连接。
在实施例中，与钢制的冷却剂进口12和冷却剂出口13连接的连接管9、10由一种铜合金制成。连接管设有钢制的在圆周面上的轴环11，这些轴环与一个炉壳气密地焊接。
如图4和5可以详细地看到，连接管9(相应地还有连接管10)在其板侧的端部14上设有通过卷边形成的凸缘15，凸缘15在外圆周上设有斜边16。凹型的过渡区域25经过喷丸处理。
在冷却板1的一个孔6的区域内或者在一组孔6的区域内，在板冷侧5上加工出一个凹槽17(图5)。凹槽17的深度T小于在孔6和板冷侧5之间的材料的厚度D。凹槽17在其内圆周上配有一个斜边18。
如果按图5将一个连接管9插入到一个凹槽17内，那么在连接管9的凸缘15的外圆周16和凹槽17的内圆周18之间构成一个V形的空间，该空间可以理想的方式利用，以便能够按图4安置一个V形的焊缝19。
如上所述，与图1至5的说明相对应，每一个孔6在上端部和下端部上与一个连接管9、10连接。但是也可以想象，两个或多个直径较小的孔6或椭圆形的通道连接在一个连接管9、10上。
为了手工操纵冷却板1，在上端面21的一个螺纹孔20内拧入一个吊耳22。
另外可以看到，在板冷侧5上设有一些螺纹孔23，其中可以拧入固定螺钉24。
附图标记清单1 冷却板2 板热侧3 槽4 凸起5 板冷侧6 在冷却板1上的孔7 孔6的进口端部8 在进口端部7上的塞子9 连接管10 连接管11 轴环12 冷却剂进口13 冷却剂出口14 连接管9、10的端部15 在端部14上的凸缘16 在凸缘15上的斜边17 在板冷侧5上的凹槽18 凹槽17上的斜边19 焊缝20 在端面21上的螺纹孔21 冷却板1的端面22 吊耳23 在冷却板5上的螺纹孔24 固定螺钉25 凹形的过渡区域D 材料厚度T 凹槽17的深度
权利要求
1.一种由铜或铜合金制成的用于井式炉的冷却板，在冷却板内设有多个用于容纳一种冷却剂的孔(6)，所述孔通过焊接在板冷侧(5)上的连接管(9、10)与一个冷却剂进口(12)和一个冷却剂出口(13)连接，其特征在于连接管(9、10)在其板侧的端部(14)上设有凸缘(15)，通过此凸缘(15)插到板冷侧(5)的凹槽(17)内并且在凸缘(15)的圆周上与板冷侧(5)焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的冷却板，其特征在于连接管(9、10)上的凸缘(15)在外圆周上而板冷侧(5)中的凹槽(17)在内圆周上设有斜边(16、18)。
3.根据权利要求1或2所述的冷却板，其特征在于通过对连接管(9、10)的板侧的端部(14)进行卷边构成凸缘(15)。
4.根据权利要求3所述的冷却板，其特征在于连接管(9、10)在过渡到凸缘(15)上的凹形的过渡区域(25)内进行喷射处理。
5.根据权利要求1至4之一所述的冷却板，其特征在于每个孔(6)通过连接管(9、10)与冷却剂进口(12)和冷却剂出口(13)连接。
6.根据权利要求1至4之一所述的冷却板，其特征在于至少两个并列的孔(6)分别通过一个连接管(9、10)与冷却剂进口(12)和冷却剂出口(13)连接。
7.根据权利要求1至6之一所述的冷却板，其特征在于连接管(9、10)的板侧的端部(14)成型为椭圆形的。
8.根据权利要求1至7之一所述的冷却板，其特征在于由铜或铜合金制成的连接管(9、10)在与凸缘(15)隔开距离处设有由钢制成的轴环(11)。
9.根据权利要求2至7之一所述的冷却板，其特征在于在连接管(9、10)由钢或钢合金制成的情况下，在连接管(9、10)上的斜边(16)和/或在凹槽(17)中的斜边(18)镀镍。
10.根据权利要求1至7之一所述的冷却板，其特征在于连接管(9、10)设有焊接上的凸缘(15)。
全文摘要
本发明涉及一种由铜或铜合金制成的用于井式炉的冷却板(1)，它具有多个用于容纳一种冷却剂的孔(6)。所述孔(6)通过焊接在板冷侧(5)上的连接管(9)与一个冷却剂进口(12)和一个冷却剂出口连接。连接管(9)在其板侧的端部(14)上设有通过卷边构成的凸缘(15)。凸缘(15)插到板冷侧(5)的凹槽(17)内并且在圆周上通过V形焊缝(19)与板冷侧(5)焊接在一起。
文档编号F27B1/24GK1724961SQ20051005958
公开日2006年1月25日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年7月23日
发明者克里斯托弗·德拉特纳, 弗朗茨·凯泽, 赖因哈德·欣特曼, 弗兰克·伯埃尔特, 汉斯-京特·沃布克 申请人:Km欧洲钢铁股份有限公司