[发明专利]冷却水套的制造方法和用于高温炉窑的冷却水套

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼和化工领域，特别是涉及一种高温熔炼设备用冷却水套的制造方法和采用该制造方法制造的用于高温炉窑的冷却水套。

背景技术

现有的例如闪速炉、炼铁高炉等冶炼炉内工作条件恶劣，炉内温度高达1300℃-1600℃。由此，炉衬必须同时承受高温气流冲刷、炉料的磨损和熔渣的侵蚀等。因此，对炉衬的保护提出了较高的要求。在现有技术中，最佳的解决方法是在砌砖之间埋设纯铜材质冷却水套，实行强制冷却，以减轻炉衬磨损和腐蚀，其中，制造铜冷却水套有预埋铜管铸铜式制造方法。

在预埋铜管铸铜式制造方法中，首先将纯铜管预先弯曲成形，再放入砂箱中与铜水一起浇铸成型。此处的浇铸成型要求如下：铜管不被熔穿，并与浇铸铜紧密结合，且无间隙率达到80％以上。此方法生产出的铸铜冷却水套与轧制铜冷却水套冷却能力相当。但是，该制造方法的缺点在于，纯铜管的熔点较低，且如果预埋铜管在浇铸铜板的过程中被熔穿，高炉因纯铜水套受损漏水而停炉大修的比例也超过27％，而且纯铜存在导热性过高易使水结垢的缺点。在浇铸铜板产生裂纹的条件下，预埋铜管铸铜式水套也会发生漏水，这就会引起耐火材料的粉化膨胀，导致跑铜等重大事故的发生。在一些情况下，如果冷却水流入炉内，则会引起高炉爆炸等事故。

进一步地，纯铜水套过高的导热性能容易使冷却水温过高，甚至导致冷却水的沸腾。而当水沸腾时，水中的钙离子和镁离子以氧化物形式沉淀起来并产生水垢。该水垢的热导率极低，这降低了所述水套的冷却效率，甚至引起冷却水套的烧损。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种冷却水套的制造方法，根据所述冷却水套的制造方法制造中的冷却水套的耐热性高且寿命更长。

本发明的另一个目的在于提出一种用于高温炉窑的冷却水套，所述冷却水套耐热性能得以提高且不易出现漏水。

根据本发明的第一方面，提供了一种冷却水套的制造方法，包括如下步骤：

1)将熔点高于1200℃的合金管预成形为预定形状；

2)采用石墨形成铸型并烘干；

3)将所述合金管放入所述铸型中，且将合金管的入口和出口放置在铸型的外部；以及

4)在大气条件下熔炼纯铜并将得到的铜液浇铸到所述铸型中，且所述铜液的温度不高于所述合金管的熔点温度，从而一体地形成所述冷却水套。

根据本发明实施例的冷却水套的制造方法，通过采用石墨铸型，使得整个冷却水套的耐热性更高，从而克服了现有技术中纯铜水套过高的导热性能而容易使冷却水温过高甚至沸腾而产生水垢的缺陷，进而提高了冷却效率，延长了冷却水套的寿命。而且通过采用熔点高于1200℃的高熔点合金管，使得合金管在浇铸过程中被熔穿的几率大大降低，减少了漏水问题。进一步地，由于合金管的入口和出口均设置在铸型外部，因此在铸型内部没有管件接口，进一步避免了漏水。

另外，根据本发明第一方面实施例的冷却水套的制造方法还具有如下附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述合金管的熔点为1200-1400℃。

在将铜液浇铸到所述铸型内的过程中，所述铜液的温度控制成使得所述合金管与铜液之间的无间隙率达到95％以上，使得制成的冷却水套的质量更好。

可选地，所述铜液的温度为1100-1200℃。

在本发明的一个实施例中，所述合金管被预成形为U形、蛇形或W形。

在本发明的一个实施例中，将铜液浇铸到所述铸型中时采用封闭式雨淋浇口盆进行开放式浇注，以便均匀地将铜液浇铸到铸型内各部分，防止气泡产生，从而形成的冷却水套质量较好。

在本发明的一个实施例中，在大气条件下熔炼纯铜过程中向熔炼的铜液中加入干燥的木炭，所述木炭覆盖住所述铜液表面以防止铜液暴露而氧化。

进一步地，在熔炼纯铜过程中采用磷铜中间合金以脱氧。

在本发明的一些实施例中，在所述铜液浇铸到所述铸型中的同时向所述铸型中通入气体保护以防止所述合金管被熔穿。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于高温炉窑的冷却水套，采用根据本发明第一方面实施例的一种冷却水套的制造方法制成，且包括：水套主体；和至少一个预成形的合金管，所述合金管被铸造在所述水套主体中，且合金管的出口和入口位于所述水套主体的外部，用于冷却的流体可从合金管的入口流入所述冷却水套并从所述合金管的出口被排出。

根据本发明实施例的用于高温炉窑的冷却水套，耐热性能更高，提高了冷却效率且寿命延长，而且不易漏水，另外，制造工艺简单，成本较低。