[發明專利]冷卻元件

無效

• 申請號: 00124162.1
• 申請日: 2000-08-18
• 公開（公告）號: CN1285498A
• 公開（公告）日: 2001-02-28
• 發明（設計）人: 托馬斯·羅爾夫
• 申請（專利權）人: KM歐洲鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F27D9/00
• 分類號: F27D9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫征

本發明涉及一種豎爐和熔煉爐的冷卻元件以及作為固定電極的支承裝置電極座整體的一個組成部分的電熔煉爐的冷卻元件。

豎爐和熔煉爐為了隔熱設有可更換的內部金屬爐襯，其上可固定隔熱材料，例如耐火粘土。當然，在豎爐和熔煉爐內部存在的溫度如此之高，以致需要附加地冷卻爐襯，以免冷卻元件軟化。

在鑄鐵制成的板狀冷卻元件內澆注入冷卻管屬于先有技術。其缺點是，圍繞著冷卻管的氧化層或空氣間隙可能使得與冷卻介質之間的熱傳導難以進行。此外，鑄鐵制的冷卻元件熱導率較低。

銅和銅合金有比灰口鑄鐵高得多的熱導率。在這方面，DE2907511C2公開了一種豎爐用的冷卻元件，它用銅或低合金的銅合金制造并由鍛造或軋制的銅錠加工而成。在這種結構方式中，在冷卻元件內部有通過機械加工的深孔構成的冷卻介質通道。加工在冷卻元件中的盲孔通過釬焊或熔焊螺紋堵頭密封。在冷卻元件背面有通往冷卻介質通道的進口孔，孔內熔焊或釬焊為供入或排出冷卻介質所需的接管。

尤其用于電熔煉爐的冷卻元件有各種槽，借助它們可在熔煉爐內熔體上方插入輔助燒嘴或噴氧管。因此，冷卻介質通道必須在這些孔旁通過，從而造成附加的生產成本。冷卻介質通道每一次偏離直線只能借助若于橫向孔或也可通過銑削達到，它們本身則必須用堵頭或蓋封閉。因此這種冷卻元件的生產成本高。

在電熔煉爐的接觸夾鉗中存在同樣的問題，在那里必須向電極輸入大的電流量。因為電極同時處于高溫之下，所以固定電極的接觸夾鉗同樣必須冷卻。????

此外，在冷卻元件中通過材料的機械切削在冷卻板內加工出冷卻介質通道以及用蓋板覆蓋如此構成的通道系統也屬于先有技術。為此，蓋板必須嚴密地固定在冷卻板上、銅或銅合金的冷卻板與蓋板焊接成冷卻元件，由于材料高的熱導率而難以進行，并需要相應的專業人員，尤其在就地修理時很難得有這樣的專業人員。

另一個缺點是，所有的緊固件以及冷卻介質進口和冷卻介質出口也都用銅或銅合金制，并且同樣必須用這種復雜的方式固定在冷卻元件上。甚至當這些冷卻元件用鋼制時，由于銅與鋼焊接在技術上有困難，所以只有專業人員才有可能消除在焊縫中可能產生的不密封性。

以先有技術為出發點，本發明的目的是在加工技術上改善用于豎爐和熔煉爐以及用于作為電極座整體的組成部分的電熔煉爐的冷卻元件。

本發明通過權利要求1和2特征部分中所述之特征達到此目的。

按本發明的豎爐和熔煉爐用的冷卻元件包括一銅或銅合金制的冷卻板和一與冷卻板通過材料連接的蓋板，在冷卻板內為了構成帶至少一個冷卻介質進口和至少一個冷卻介質出口的連續的通道系統設有冷卻介質通道。在這里，蓋板用鋼或合金鋼制并通過加壓與冷卻板不可拆地連接。

所謂接觸夾鉗形式的冷卻元件也可以是固定電極的支承裝置電極座整體的一個組成部分(權利要求2)。在這里，銅或銅合金制的接觸夾鉗與電極接觸的冷卻板同樣在壓力下通過材料與鋼或合金鋼制的蓋板不可拆地連接。

在壓力作用下，即通過所謂的堆焊，蓋板與冷卻板部分以機械的方式部分以冶金的方法連接。然后再繼續加工便不會發生分離的危險。

為了堆焊尤其建議爆炸堆焊(權利要求3)，在這種情況下蓋板放在冷卻板上并覆蓋炸藥。點燃炸藥以形成一個沿表面推進的爆燃前鋒，它使蓋板朝冷卻板方向急劇加速。通過這種與鋼制蓋板的堆焊，在冷卻板背面實現比熔焊強得多也平得多的材料連接。基本上排除了在冷卻元件工作過程中不密封的可能性。

在本發明中特別有利的是冷卻介質通道的走向可以隨意設計，尤其是按權利要求4所規定的那樣冷卻介質通道通過材料的機械切削加工在冷卻板內。由此取消了必須用堵頭封閉的高成本的鉆深孔和銑削。

按權利要求4還允許將冷卻劑通道加工在蓋板內。這可以借助于恰當的工具在一道工序內實現。因此冷卻介質通道便不是用蓋板封閉，而是被設在蓋板背對冷卻板一側并與蓋板通過材料連接的固定板封閉(權利要求5)。這種材料的連接可通過釬焊但也可通過熔焊實現(權利要求6)。

按權利要求7的特征，固定板與蓋板同樣用鋼或合金鋼制造。在這種結構設計中材料連接特別簡單，因為鋼與鋼焊接能良好地控制。此外，冷卻元件的總強度由于鋼制的固定板以及蓋板而提高，因此，尤其當使用于熱負荷劇烈波動的電弧爐中時，可以將因蠕變引起的冷卻元件的變形現象降到最低程度。