一种高炉用铸钢冷却壁及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高炉用铸钢冷却壁及其制造方法，属于高炉冷却壁技术领域。其步骤为：步骤一：将弯管前的冷却水管的一端堵住，从冷却水管的另一端装填耐高温填料；将装填耐高温填料后的冷却水管在弯管机上按弯头顺序进行冷弯操作；步骤二：型砂的准备包括面砂和背砂的准备；步骤三、利用型砂进行造型；铸钢冷却壁的浇注钢水出钢温度控制在1610～1620℃，浇注温度控制在1550～1560℃之内；步骤四、后续处理。本发明专利技术使得冷却水管与铸钢冷却壁本体无缝隙熔合在一起，在高温钢水包熔下冷却水管的管壁也不会熔穿，成功达到“熔而不化”而“无缝隙”的效果，使得铸钢冷却壁的冷却水管通球率达100％，冷却水管经水压试验合格率达100％。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于高炉冷却壁
。其步骤为：步骤一：将弯管前的冷却水管的一端堵住，从冷却水管的另一端装填耐高温填料；将装填耐高温填料后的冷却水管在弯管机上按弯头顺序进行冷弯操作；步骤二：型砂的准备包括面砂和背砂的准备；步骤三、利用型砂进行造型；铸钢冷却壁的浇注钢水出钢温度控制在1610～1620℃，浇注温度控制在1550～1560℃之内；步骤四、后续处理。本专利技术使得冷却水管与铸钢冷却壁本体无缝隙熔合在一起，在高温钢水包熔下冷却水管的管壁也不会熔穿，成功达到“熔而不化”而“无缝隙”的效果，使得铸钢冷却壁的冷却水管通球率达100％，冷却水管经水压试验合格率达100％。【专利说明】
本专利技术属于高炉冷却壁
，更具体地说，涉及。
技术介绍
炼铁高炉中大量使用冷却壁砌就，作为新一代高炉冷却壁的铸钢冷却壁与目前普遍采用的球墨铸铁冷却壁相比，具有延伸率高、抗拉强度高、熔点高、抗热冲击性及整体导热性能好等优点。铸铁冷却壁基体与冷却水管材质相差很大，受基体材质和铸造工艺的限制，基体与冷却水管之间存在0.1?0.3mm的气隙，导致热阻增大。然而，铸钢冷却壁基体与冷却水管材质相同或相近，特别的铸造技术使冷却水管的外壁与基体熔合为一体无缝隙，而内壁不熔化、不变形。铸钢冷却壁基体与冷却管道融为一体，消除了球墨铸铁冷却壁中基体与冷却管之间的间隙，减少了热阻，从而提高了高炉的使用寿命。用机械解剖和金相显微镜观察熔合交界区域无气隙和夹层，其组织为冶金结合组织。 铸钢冷却壁的基体材质为熔点很高的低碳合金钢，一般都选用与基体材质相同或相近的低碳钢热轧无缝钢管作为冷却管道，以取得良好的导热效果。由于冷却管道的形状根据冷却壁的具体使用场合往往设计成复杂不规则的形状，所以一般只能采用铸造工艺生产，然而在铸造过程中，即使采用常用的气冷、油冷等冷却方式来降低冷却管道温度，但由于铸钢钢水温度很高，还是很容易使冷却管道发生变形和熔穿，特别是可能在浇注过程中因急剧膨胀的热气流来不及排放而引起爆炸的危险，长期以来这一铸造难题一直没有得到很好解决，有些冷却管道形状比较复杂的铸钢冷却壁甚至无法生产出来。目前，在铸钢冷却壁的铸造过程中，防止冷却水管熔穿，并使其“熔而不化”，是铸造工艺中的最大难点，防熔芽措施王要有两种: (I)从外部防止冷却水管熔穿。从外部防止冷却水管熔穿，可以在水管外焊制一层随型内冷铁笼，或在水管外表涂刷隔热涂层。此类方法虽然可以从一定程度上防止水管熔穿，但是如果设计不当，将会严重影响冷却水管和冷却壁本体之间的熔合率，使水管的散热能力极大地降低，这也削弱了铸钢冷却壁导热性能好的优势。 (2)从内部防止冷却水管熔穿。从内防止水管熔穿，可以在冷却水管内部通入气体/固体冷却介质。通气可以使用氮气或者其他稀有气体，通气能够防止水管内壁在浇注过程中被氧化，并且保护冷却水管使其“熔而不穿”。几乎所有形状的冷却水管都可以用通气的方式来冷却，但是通气需要额外的通气设备，并且通气时的气压、流速等诸多参数需要根据具体情况，反复摸索才能得出。灌入固体冷却介质到冷却水管中是一种比较简易并且可靠的方法，对灌入的固体介质的要求是:蓄热能力大，有较强的激冷作用；热膨胀系数小，热稳定性好；不发生化学反应，不生成气体；不熔化、不粘连管壁、易清理。通常使用多种材料混合而成，但是，固体冷却介质的配比对于实现“熔而不穿”至关重要，且受多方面因素的影响，反复摸索才能得出。 通过专利检索，关于铸钢冷却壁的生产方法已有相关的技术方案公开。如，中国专利申请号:01144238.7，申请日:2001-12_14，专利技术创造名称为:无热阻铸钢冷却壁及铸造方法，该申请案公开了的冷却壁组成是在低碳铸钢冷却体内铸有冷却水管，冷却壁本体与铸入的冷却水管外壁间为冶金熔合的铸钢冷却壁，该冷却壁的铸造方法是采用对冷却水管内壁冷却的一次铸造成型方法和两次增厚铸造成型的方法。该申请案在冷却壁与冷却水管之间不涂裹防渗碳涂层，在一定程度上能够提高冷却壁整体的导热性能。此外，中国专利申请号:03113465.3，申请日:2003-05_12，专利技术创造名称为:一种金属基体冷却壁的铸造方法公开的技术方案。中国专利申请号:94112599.8，申请日:1994-11_02，专利技术创造名称为:一种高炉用铸钢冷却壁的铸造方法公开的技术方案。这些申请案都是从保护冷却水管“熔而不穿”的角度进行设计改进的，但是其实际使用的效果有待进一步完善。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题 本专利技术的目的在于克服现有技术中铸钢冷却壁铸造工艺的不足，提供了，采用本专利技术的技术方案，能够使得铸钢冷却壁的废品率达到最低，且在铸钢冷却壁的铸造过程中，能够有效防止冷却水管熔穿，并使其达到“熔而不化”且“无缝隙熔合”的技术效果。 2.技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为: 其一，本专利技术的一种高炉用铸钢冷却壁的制造方法，其步骤为: 步骤一:冷却水管的处理 将弯管前的冷却水管的一端用木塞堵住，从冷却水管的另一端向冷却水管内部装填耐高温填料；将装填耐高温填料后的冷却水管在弯管机上按弯头顺序进行冷弯操作，并对弯管后的冷却水管进行尺寸复检，复检后对弯管后的冷却水管进行尺寸校正； 步骤二:型砂的准备 型砂的准备包括面砂和背砂的准备，面砂的组分按如下质量份组成:复合原砂100?110份、硬化剂0.35份和粘结剂3?4份；背砂的组分按如下质量份组成:废砂100?105份、陶土 8?10份和波美度为40° Be'的水玻璃3?4份； 步骤三、造型并熔炼浇注 利用步骤一的冷却水管和步骤二的型砂，根据铸造工艺选择砂箱，并安置好浇注系统，利用型砂进行造型；铸钢冷却壁的浇注钢水包括如下质量百分含量的成分:C:0.20 ?0.30%,Si:0.20 ?0.50%,Mn:0.50 ?0.90%,P..( 0.04%,S..( 0.04%，其余是Fe和不可避免的杂质元素；钢水出钢温度控制在1610?1620°C，浇注温度控制在1550?1560。。之内； 步骤四、后续处理。 更进一步地，步骤一中耐高温填料由铬铁矿砂、铝粉、石墨粉、珍珠岩粉、石灰粉、高炉瓦斯灰、金红石型钛白粉和无钙铬渣组成，各组分按如下质量份组成:铬铁矿砂80?83份、铝粉9?13份、石墨粉5?6份、珍珠岩粉3?4份、石灰粉2?3份、高炉瓦斯灰6?9份、金红石型钛白粉2?3份、无钙铬渣7?10份，其中:铬铁矿砂由粒度为20?30目、30?40目、40?50目粉料组成，其中粒径在20?30目的粉料占铬铁矿砂总质量的11%,粒径在30?40目的粉料占铬铁矿砂总质量的80%，粒径在40?50目的粉料占铬铁矿砂总质量的9% ;石墨粉、石灰粉、金红石型钛白粉的粒度均为100?120目，珍珠岩粉、铝粉、高炉瓦斯灰、无钙铬渣的粒度均为80?100目。 更进一步地，步骤二中的复合原砂由如下质量百分比的成分组成:57%铬铁矿砂、14%石英砂、13%宝珠砂和16%天然硅砂，其中:所述的铬铁矿砂由粒径为< 104μπι、104?140 μ m、140?180 μ m、180?200 μ m、200?400 μ m粉料组成，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉用铸钢冷却壁的制造方法，其特征在于，其步骤为：步骤一：冷却水管的处理将弯管前的冷却水管的一端用木塞堵住，从冷却水管的另一端向冷却水管内部装填耐高温填料；将装填耐高温填料后的冷却水管在弯管机上按弯头顺序进行冷弯操作，并对弯管后的冷却水管进行尺寸复检，复检后对弯管后的冷却水管进行尺寸校正；步骤二：型砂的准备型砂的准备包括面砂和背砂的准备，面砂的组分按如下质量份组成：复合原砂100～110份、硬化剂0.35份和粘结剂3～4份；背砂的组分按如下质量份组成：废砂100～105份、陶土8～10份和波美度为40°Be′的水玻璃3～4份；步骤三、造型并熔炼浇注利用步骤一的冷却水管和步骤二的型砂，根据铸造工艺选择砂箱，并安置好浇注系统，利用型砂进行造型；铸钢冷却壁的浇注钢水包括如下质量百分含量的成分：C：0.20～0.30％、Si：0.20～0.50％、Mn：0.50～0.90％、P：≤0.04％、S：≤0.04％，其余是Fe和不可避免的杂质元素；钢水出钢温度控制在1610～1620℃，浇注温度控制在1550～1560℃之内；步骤四、后续处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱童斌，庆辉，李以则，
申请(专利权)人：马鞍山市润通冶金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34