[實用新型]新型低熱阻鑄鐵冷卻壁

無效

• 申請號: 200620070855.2
• 申請日: 2006-03-31
• 公開（公告）號: CN200996792Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 朱俊虹;王東升;張六喜
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵聯合有限公司
• 主分類號: F27D1/12
• 分類號: F27D1/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本實用新型所屬的技術領域為煉鐵高爐及其他冶金爐、加熱爐、燃燒爐等高溫爐窯的爐體冷卻技術，涉及一種新結構的低熱阻鑄鐵冷卻壁。

背景技術

煉鐵高爐及其他冶金爐、加熱爐、燃燒爐等高溫爐窯的爐體均需要冷卻技術，即在爐壁內設置冷卻壁(器)。傳統的冷卻壁(器)的材質主要有球墨鑄鐵、灰鑄鐵、低碳鋼和純銅冷卻壁，任何材質的冷卻壁(器)中都要設置冷卻水通道。除了純銅冷卻壁之外，其它材質的冷卻壁內的冷卻水通道都使用低碳鋼材質的無縫鋼管。

1.鑄鐵冷卻壁

鑄鐵冷卻壁在制造過程中為了防止對冷卻水管的滲碳，冷卻壁的制造工藝上必須在無縫鋼管的外表面涂上防滲碳涂層，然后再進行鑄件的澆注；同時因兩種材質熱膨脹系數的差異，冷卻水管與冷卻壁本體必須留有空氣間隙。由于在冷卻水管與鑄鐵之間的涂層和涂層與鑄鐵之間的空氣間隙(或稱氣縫)的存在從而大幅度降低了冷卻壁的傳熱和冷卻效果，加快了冷卻壁的損壞進程。

2.鑄鋼冷卻壁

鑄鋼冷卻壁由于其本體材質是低碳鋼，在制造過程中冷卻水管不會被滲碳因此去除了低導熱的防滲碳涂層，同時由于冷卻壁本體材質與冷卻水管材質相同，不用特意留有膨脹間隙，因此提高了冷卻壁的整體導熱性能。但是冷卻水管的材質仍然為低碳鋼，鋼管內壁比較容易生成水垢。

3.冷卻水管

除了純銅冷卻壁，冷卻壁內的冷卻水管都是低碳鋼無縫管。用于冷卻壁的冷卻介質主要是開路冷卻水循環、預處理冷卻水循環、軟水密閉循環冷卻水、純水密閉循環。冷卻水水質好，在冷卻水管內壁的結垢速度就慢。但不管使用什么樣的冷卻介質不可避免的要在冷卻水管內壁產生結垢。使用開路循環水對不同材質的結垢速度為：A3鋼＞20鋼＞黃銅＞純銅＞不銹鋼＞鋁；使用預處理循環水不同材質的結垢速度為：20鋼＞A3鋼＞鋁＞純銅＞黃銅＞不銹鋼。水垢的導熱系數是1.6～1.8W/m·k，僅為原材質的1/24～1/30，冷卻水管內壁結構導致冷卻水換熱量大幅度降低和冷卻壁本體溫度大幅度上升，最終加速冷卻壁的損壞進程。

發明內容

針對傳統技術的上述三項不足，本實用新型的目的是提供一種新結構的新型低熱阻鑄鐵冷卻壁來替代以上的冷卻壁(器)，這種新型冷卻壁用球墨鑄鐵或灰鑄鐵制作；冷卻水管材質選擇純銅材質無縫管，因此在制作時冷卻水管外表面不需要噴涂防滲碳涂層，消除了防滲碳涂層所帶來的熱阻；并且冷卻壁內的冷卻通道材質是高導熱率材質的純銅管，大幅度增加了冷卻壁的整體導熱性能，因而是一種全新的低熱阻高效冷卻壁，在高爐爐身以及其它窯爐所有部位均可以采用這種新型鑄鐵冷卻壁(器)取代傳統的冷卻壁，延長高爐壽命和提高高爐生產效益。

完成上述發明任務的技術方案是：新型低熱阻鑄鐵冷卻壁，其特征在于：冷卻壁本體材質是高熔點(≥1200℃)的球墨鑄鐵或灰鑄鐵，冷卻壁中的冷卻水通道由低熔點(1080℃)純銅管構成。

1.所述的冷卻水管，是抗滲碳、高導熱率(340千卡/米·時·℃)、高延伸率(≥30)的純銅管；

2.冷卻壁本體與純銅管外壁之間的間隙小于0.1mm；

3.所述的純銅管選用6～8mm壁厚的純銅管。

由于球墨鑄鐵和灰鑄鐵的鐵水溫度在1300～1380℃，而純銅的熔點1083℃，如果采用傳統的鑄造方法，純銅管將在鐵水澆入時被融化，無法生產本實用新型的冷卻壁。在澆注冷卻壁時技術關鍵要保證低熔點的純銅管不被熔穿和熔化，為了使本領域的技術人員能夠實施本實用新型的結構，本實用新型同時公開本結構的制造工藝：

新型低熱阻鑄鐵冷卻壁的制造方法，其步驟是，

將定型的純銅管放入按照冷卻壁外型需要制作的砂箱中固定；

用球墨鑄鐵或灰鑄鐵的鐵水進行澆注的同時，對被澆注的純銅管進行惰化蒸氣冷卻，澆鑄成型。

以上所述的“對純銅管進行惰化蒸氣冷卻”可以采用以下方法：

1.澆口作為冒口除了考慮補縮作用外還要注意鑄造時鐵水熱量的平均分布；

2.在被鑄入銅管的周圍布置一定數量的冷鐵，降低高溫鐵水對純銅管的沖刷熔化作用；

3.在鑄造過程中對被鑄入的純銅管通以少量水，使其在被高溫鐵水加熱的銅管內產生蒸汽吸收大量熱量降低銅管所得到的熱量，降低銅管的溫度而防止銅管熔化；

根據銅管截面將水量控制在0.5～2.0kg/min；本申請推薦的水量控制在0.8kg/min；