专利名称：带水冷的铸钢炉喉钢砖的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温冷却装置，具体讲是涉及一种用于冶金高温炉窑 的带水冷的铸钢炉喉钢砖，属于冶金炼铁技术领域。
背景技术：
炉喉钢砖是为冶金高温炉窑提供冷却和保护的装置，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，所以，炉喉钢砖的寿命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炉喉钢砖的材质以铸铁为主，但是，铸铁 炉喉钢砖存在诸多不足，以使用最广泛的球墨铸铁炉喉钢砖为例(1)球墨铸 铁炉喉钢砖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， 而气隙使得炉喉钢砖传热阻力增加一千倍以上，恶化了炉喉钢砖的传热效果，
增加了炉喉钢砖的工作面温度，加速了炉喉钢砖的破损；(2)球墨铸铁基体上 布满了大小不同的球状石墨(粒径O. 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，从而导致炉喉钢砖使用寿命变短，增加资源消耗，不利于炉喉钢砖长 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，不利于炉喉钢砖长寿；(4)球墨铸铁的线膨胀系数在60(TC以 下变化较平稳，但在60(TC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；(5)球墨铸铁导热性和抗热震性能都较差，其导热系数仅为30 wnf、K—',不利于炉喉钢砖的高效冷却。
从国内外对炉喉钢砖的研究情况来看，国外对带水冷的铸钢炉喉钢砖在冶金工业的应用问题研究较少，而国内因为冶金工业对炉喉钢砖需求很大，因此 对带水冷的铸钢炉喉钢砖进行了初步研究，国内个别企业对带水冷的铸钢炉喉 钢砖的生产进行了实践，但结果却不甚理想，主要原因包含五个方面，第一， 在浇注炉喉钢砖过程中，冷却通道极易被高温钢水熔穿，废品率高；第二，钢
水洁净化技术在带水冷的铸钢炉喉钢砖一次浇注成型过程中缺乏系统研究，产
品性能不稳定；第三，在浇注过程中，冷却通道内部易发生氧化，产品质量大 大降低；第四，冶金工业的炉喉钢砖属于厚大铸件，而厚大铸件的气孔、疏松、 偏析等质量缺陷在铸造行业一直尚未完全解决，另外，针对带水冷的铸钢炉喉 钢砖的热处理工艺缺乏系统研究，尚未提出热处理规范，因此，带水冷的铸钢 炉喉钢砖成品率不高，性能不佳，寿命不长。
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使用寿命 长、高效、节能的带水冷的铸钢炉喉钢砖。
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 一种带水冷的铸钢炉喉钢砖，包括钢砖基体、冷却水管、其特征在于所述的 钢砖基体和冷却水管的材料都为铸钢，钢砖基体为U形，冷却水管位于钢砖基体 内，与钢砖基体以表面微熔的方式紧密结合，其两端从U形钢砖基体的两个端部 伸出。
所述的冷却水管的横截面为椭圆形，其长轴和短轴的长度之比为O. 5 0. 7。 冷却水管端部的外表面上还可设置有保护套管，且可以为多根，在铸造过 程中只发生表明微熔，基本不发生重熔和再结晶，保持着冷却水管原有的良好 轧制性能。
所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖还可以包括定位螺栓孔和十字测温孔，定位螺 栓孔为多个，便于与高温炉窑稳固接触。
本实用新型的有益效果是本实用新型采用铸钢材料替代现有的铸铁等材 料制作带水冷的铸钢炉喉钢砖，可以有效避免钢砖基体和冷却水管间产生气隙，
延长了带水冷的铸钢炉喉钢砖的使用寿命，进而延长了冶金高温窑炉的寿命， 节约了生产成本；同时因为冷却水管是直接浇注在钢砖基体内的，所以其与钢砖基体结合的非常紧密，提高了带水冷的铸钢炉喉钢砖的冷却效果和机械性能。
图l是本实用新型的带水冷的铸钢炉喉钢砖的结构示意图； 图2是图1的A向视图。
图中主要标记含义-
1、钢砖基体 2冷却水管3、保护套管 4、十字测温孔 5、定位螺栓孔具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步的说明。 图l是本实用新型的带水冷的铸钢炉喉钢砖的结构示意图；图2是图1的A向 视图。
如图1和图2所示 一种带水冷的铸钢炉喉钢砖，包括钢砖基体l、冷却水管 2、保护套管3、十字测温孔4和定位螺栓孔5，钢砖基体1和冷却水管2的材料都 为铸钢，钢砖基体1为U形，冷却水管2位于钢砖基体1内，与钢砖基体l以紧密贴 合，其两端从U形钢砖基体1的两个端部伸出，冷却水管2的横截面为椭圆形，长 轴与短轴的长度比为0.5 0.7，为了提高冷却效果，冷却水管2可采用多根，本 实施例所采用的是4根，并排地设置在钢砖本体l内，保护管套3套在冷却水管2 端部的外表面上，而十字测温孔4和定位螺栓孔5分别位于U形钢砖基体1的的两 个端部上，其中定位螺栓孔5为多个，本实施例采用的是4个。
实施例l:前述冷却水管2的横截面为椭圆形，长轴与短轴的长度比为0.5。 实施例2:前述冷却水管2的横截面为椭圆形，长轴与短轴的长度比为0.6。 实施例3:前述冷却水管2的横截面为椭圆形，长轴与短轴的长度比为0.7。 本实用新型将冷却水管2的材质和钢砖基体1的基体材质均选定为铸钢，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直接浇注在钢砖 基体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，与钢砖基体l紧 密贴合，不产生气隙，基本不发生重熔和再结晶，保持着冷却水管原有的良好 轧制性能，并控制钢砖基体l的凝固过程，形成顺序凝固的条件，提高带水冷的
5铸钢炉喉钢砖的性能。
本实用新型的带水冷的铸钢炉喉钢砖应用于冶金高温炉窑的主要原理是 将带水冷的铸钢炉喉钢砖置于冶金高温炉窑的高温区域内侧，冷却介质(比如 水)按一定的流速从带水冷的铸钢炉喉钢砖的冷却水管2的下部端口通过带水冷 的铸钢炉喉钢砖内部，以这种方式，热量从冶金高温炉窑内部传给带水冷的铸 钢炉喉钢砖的钢砖基体l，冷却介质再将热量从钢砖基体l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带水冷的铸钢炉喉钢砖的冷却性能。
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、一种带水冷的铸钢炉喉钢砖，包括钢砖基体、冷却水管、其特征在于所述的钢砖基体和冷却水管的材料都为铸钢，钢砖基体为U形，冷却水管位于钢砖基体内，与钢砖基体以表面微熔的方式紧密结合，其两端从U形钢砖基体的两个端部伸出。
2、 根据权利要求l所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于所述的冷却水 管的横截面为椭圆形。
3、 根据权利要求2所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于所述的冷却水 管长轴和短轴的长度之比为O. 5 0. 7。
4、 根据权利要求l所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于所述的冷却水 管端部的外表面上还设置有保护套管。
5、 根据权利要求1至4任一项所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于所 述的冷却水管为多根。
6、 根据权利要求l所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于还包括定位螺 栓孔和十字测温孔。
7、 根据权利要求6所述的带水冷的铸钢炉喉钢砖，其特征在于所述的定位螺 栓孔为多个。
专利摘要本实用新型公开了一种带水冷的铸钢炉喉钢砖，包括钢砖基体和冷却水管，其特征在于所述的钢砖基体和冷却水管的材料都为铸钢，钢砖基体为U形，冷却水管位于钢砖基体内，与钢砖基体紧密贴合，其两端从U形钢砖基体的两个端部伸出。本实用新型采用铸钢材料替代现有的铸铁等材料制作带水冷的铸钢炉喉钢砖，可以有效避免钢砖基体和冷却水管间产生气隙，延长了带水冷的铸钢炉喉钢砖的使用寿命，进而延长了冶金高温窑炉的寿命，节约了生产成本；同时因为冷却水管是直接浇注在钢砖基体内的，所以其与钢砖基体以表面微熔的方式结合的非常紧密，提高了带水冷的铸钢炉喉钢砖的冷却效果和机械性能。
文档编号F27D9/00GK201421265SQ20092003886
公开日2010年3月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者樊旭初, 潘宏伟, 王志斌, 程树森 申请人:江苏联兴成套设备制造有限公司