CN201421266Y - 铸钢冷却板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铸钢冷却板，包括冷却板基体和冷却水管，其特征在于所述的冷却板基体和冷却水管都由铸钢材料制成，冷却板基体为长方体，冷却水管为U型，其位于冷却板基体内，与冷却板基体以表面微熔的方式紧密贴合，其U型两端从冷却板基体伸出。本实用新型采用铸钢材料替代现有的铸铁和纯铜材料制作冷却板，可以有效避免冷却板基体和冷却水管间产生气隙，并保证冷却水管在铸造过程中基本不发生重熔和再结晶，保持水管原有良好的轧制性能，延长了铸钢冷却板寿命进而延长冶金高温窑炉的寿命，节约生产成本；并且使得冷却水管与冷却板基体紧密结合，提高钢砖冷却效果，提高铸钢冷却板的机械性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冶金高温炉窑，具体讲是涉及一种用于冶金高温炉窑的冷却板，属于冶金炼铁技术领域。
背景技术
冷却板是为冶金高温炉窑提供冷却的设备，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。冷却设备一旦出现问题，冶金高温窑炉必须全面停产检修，将会带来重大经济损失。所以，冷却板的寿命和性能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冷却板材质以铸铁和轧制纯铜为主，但是，铸铁或轧制纯铜冷却板存在诸多不足。以使用最广泛的球墨铸铁铸钢冷却板为例，其存在以下不足：(1)球墨铸铁铸钢冷却板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，而气隙使得冷却板传热阻力增加一千倍以上，恶化冷却板的传热效果，增加冷却板工作面温度，加速冷却板的破损；(2)球墨铸铁基体上布满了大小不同的球状石墨(粒径0.025～0.150mm)，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，从而导致冷却板使用寿命变短，增加资源消耗，不利于冷却板长寿、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，不利于冷却板长寿；(4)球墨铸铁的线膨胀系数在600℃以下变化较平稳，但在600℃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℃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30w·m-2·K-1，不利于冷却板的高效冷却。
而纯铜轧制冷却板虽然导热性能好，但对基体材料要求苛刻，生产工艺复杂，价格昂贵。在实际应用中，当纯铜轧制冷却板热面渣皮剥落后，冶金炉窑的大量热量被冷却板带走，也存在冻结冶金高温炉窑熔池的可能；并且其热面温度超过200℃后，基体材料的抗拉强度迅速下降。
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用新的铸钢基体材料取代传统的铸铁材料的铸钢冷却板，冷却水管与基体紧密结合，消除了气隙、提高了铸钢冷却板的性能、延长冶金高温炉窑的使用寿命。
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：
一种铸钢冷却板，包括冷却板基体和冷却水管，其特征在于所述的冷却板基体和冷却水管都由铸钢材料制成，冷却板基体为U形，冷却水管位于冷却板基体内，与冷却板基体紧密贴合，其两端从冷却板基体的U形的两个端部伸出。
前述的冷却水管的横截面为椭圆形，椭圆形的长轴和短轴的长度之比为0.5～0.7。
前述的冷却水管与冷却板基体接触部位的外表面上套有管套，用于保护冷却水管。
前述的铸钢冷却板，其特征在于所述的冷却水管为多根，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。
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和纯铜材料制作冷却板，可以有效避免冷却板基体和冷却水管间产生气隙，延长了铸钢冷却板寿命进而延长冶金高温窑炉的寿命，节约生产成本；并且使得冷却水管与冷却板基体紧密结合，提高钢砖冷却效果，提高铸钢冷却板的机械性能。
附图说明
图1是本实用新型的铸钢冷却板的结构示意图；
图2是图1的俯视图。
图中主要附图标记含义：
1、冷却板基体 2、冷却水管 3、管套
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：
本实用新型的铸钢冷却板，包括作为基体的冷却板基体1、冷却水管2和套管3，冷却板基体1和冷却水管2采用铸钢材料制成，冷却板基体为长方体，冷却水管为U型，其位于冷却板基体内，与冷却板基体以表面微熔的方式紧密贴合，其U型两端从冷却板基体伸出，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，冷却水管2与冷却板基体1接触部位的外表面上套有管套3，为了提高冷却效果，冷却水管2可采用多根，本实施例采用的是1根。
实施例2：
本实用新型的铸钢冷却板，包括作为基体的冷却板基体1、冷却水管2和套管3，冷却板基体1和冷却水管2采用铸钢材料制成，冷却板基体为长方体，冷却水管为U型，其位于冷却板基体内，与冷却板基体以表面微熔的方式紧密贴合，其U型两端从冷却板基体伸出，冷却水管2的横截面为椭圆形，长轴与短轴的长度比为0.6，冷却水管2与冷却板基体1接触部位的外表面上套有管套3，为了提高冷却效果，冷却水管2可采用多根，本实施例采用的是1根。
实施例3：
本实用新型的铸钢冷却板，包括作为基体的冷却板基体1、冷却水管2和套管3，冷却板基体1和冷却水管2采用铸钢材料制成，冷却板基体为长方体，冷却水管为U型，其位于冷却板基体内，与冷却板基体以表面微熔的方式紧密贴合，其U型两端从冷却板基体伸出，冷却水管2的横截面为椭圆形，长轴与短轴的长度比为0.7，冷却水管2与冷却板基体1接触部位的外表面上套有管套3，为了提高冷却效果，冷却水管2可采用多根，本实施例采用的是1根。
本实用新型将冷却水管2的材质和冷却板基体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直接浇注在冷却板基体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，与冷却板基体1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，并控制冷却板基体1的凝固过程，形成顺序凝固的条件，提高铸钢冷却板的性能。
本实用新型的铸钢冷却板应用于冶金高温炉窑的主要原理是：将铸钢冷却板置于冶金高温炉窑的高温区域内侧，冷却介质(比如：水)按一定的流速从铸钢冷却板的冷却水管2的下部端口通过铸钢冷却板内部，以这种方式，热量从冶金高温炉窑内部传给铸钢冷却器的冷却板基体1，冷却介质再将热量从冷却板基体1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铸钢冷却板的冷却性能。
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。
Claims (5)
1、一种铸钢冷却板，包括冷却板基体和冷却水管，其特征在于所述的冷却板基体和冷却水管都由铸钢材料制成，冷却板基体为长方体，冷却水管为U型，其位于冷却板基体内，与冷却板基体以表面微熔的方式紧密贴合，其U型两端从冷却板基体伸出。
2、根据权利要求1所述的铸钢冷却板，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所述的铸钢冷却板，其特征在于所述的椭圆形的长轴和短轴的长度之比为0.5～0.7。
4、根据权利要求1所述的铸钢冷却板，其特征在于所述的冷却水管与冷却板基体接触部位的外表面上套有管套。
5、根据权利要求1至4任一项所述的铸钢冷却板，其特征在于所述的冷却水管为多根。
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