一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法技术

本发明专利技术提供了一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，属于高炉冷却壁及铜冶炼水套技术领域。本发明专利技术包括：步骤一，对铜板与钢板进行预处理；步骤二，在惰性环境、高温及高压的条件下，将铜板与钢板预处理过的板面相对，边轧制边进行跟踪焊接，形成铜钢复合冷却壁坯体；步骤三，对铜钢复合板材进行后期加工，成为铜钢复合冷却壁。本发明专利技术采用成型板材在惰性环境、高温及高压的条件下焊接的方式，能够替代现有的轧制塑变复合、连铸连轧复合、复合铸造等方法，该方法可以选用质量较好的优质板材，而且成本也更低；并且铜板与钢板之间的结合强度比基板铜的抗拉强度更高。

A welding method for making composite cooling wall of copper and steel

The invention provides a welding type copper steel composite cooling wall making method, which belongs to the technical field of the blast furnace cooling wall and the copper smelting water jacket. The invention comprises the steps of: A, the copper plate and steel plate pretreatment; step two, in an inert environment, high temperature and high pressure conditions, the copper and steel plate pretreatment on the surface of the opposite edge rolling edge tracking welding, forming copper steel cooling stave body; step three, post processing of copper a steel composite plate, copper steel compound stave. The invention adopts the molding plate welding in an inert environment, high temperature and high pressure conditions, can replace the existing rolling plastic composite, continuous casting and rolling composite, composite casting method, this method can choose the better quality of the high-quality plates, and the cost is lower; the tensile strength strength than that of copper and copper in between with the higher plate.

【技术实现步骤摘要】
一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法
本专利技术属于高炉冷却壁及铜冶炼炉水冷套
，更具体地说，是涉及一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法。
技术介绍
在高温炉窑外壳和耐火砖内衬之间有一层冷却壁（或叫冷却水箱），目前使用的冷却壁材料主要为球墨铸铁、铸钢或纯铜板加工而成，内设冷却水通道，该冷却壁外形为长方形平板式，单纯球墨铸铁或者铸钢材料，导热效果不好，经常因为炉窑内温度过高而导致冷却壁熔蚀烧损，单纯铜制冷却壁虽然导热性好，但因为材质本身的抗变形能力差，且长方形冷却壁冷却水通道不能均匀布置，而造成冷却不均匀产生较大内应力，最终导致整体结构变形，严重时会将炉窑外壳损坏。采用铜钢板复合板材制作的铜钢复合冷却壁能够发挥铜的导热效率高和钢的强度高及成本低的优点。铜钢板复合板材的制作方法目前有：1、在基板上浇铸覆材；2、在基板上3D打印覆材；3、在基板上堆焊覆材；4、热轧塑变复合。但是这些采用后浇复合成型的方法制作的铜钢板复合板材后浇的部分强度较低，结合性能不强，且成本较高，并不能很好地满足冷却壁对材料耐久性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，以解决现有技术中存在的铜钢结合强度低以及生产成本高的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，包括：步骤一，对铜板与钢板进行预处理；步骤二，在惰性环境、高温及高压的条件下，将铜板与钢板预处理过的板面相对，边轧制边进行跟踪焊接，形成铜钢复合冷却壁坯体；步骤三，对铜钢复合冷却壁坯体进行后期加工，成为铜钢复合冷却壁。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，在步骤一中，对铜板与钢板进行的预处理包括铜板与钢板进行切割处理、除锈、打磨抛光、整平和弯曲处理中的一种或多种的组合。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，步骤二中，所述惰性环境包括真空环境或惰性气体环境，所述惰性气体环境中包含惰性气体、氮气和二氧化碳中的一种或多种的组合；所述高温条件为150℃～500℃；所述高压条件为50MPa～500MPa。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，步骤二中，所述跟踪焊接采用电子束焊接或者激光焊接。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，步骤二中，轧制的设备包括位于铜板或钢板下部固定轧辊和位于铜板或钢板上部施压轧辊，所述固定轧辊与所述施压轧辊之间作用压强为50MPa～500MPa。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，步骤二中，钢板与铜板形成夹角以使焊枪对准钢板与铜板的接触部位进行焊接。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，所述对铜钢复合冷却壁坯体进行的后期加工包括：在铜钢复合冷却壁坯体上加工冷却水通道的步骤，在铜钢复合冷却壁坯体的钢板侧面进行水道加工，水道加工深度至铜层，水道在铜层的深度为1mm～20mm的矩形或半圆形，然后用与所述钢板相同的材质封盖水道。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，所述对铜钢复合冷却壁坯体进行的后期加工包括：在铜钢复合冷却壁坯体的铜板侧面加工燕尾槽结构。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，所述对铜钢复合冷却壁坯体进行的后期加工包括：在铜钢复合冷却壁的燕尾槽部位加工耐火材料锚固结构。进一步地，前述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法中，步骤三中，对铜钢复合板材进行裁割、打磨抛光和弯曲处理中的一种或多种的组合处理的步骤。本专利技术提供的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术采用成型板材在惰性环境、高温及高压的条件下焊接的方式，能够替代现有的轧制塑变复合、连铸连轧复合、复合铸造等方法，该方法可以选用质量较好的优质板材，而且成本也更低；并且铜板与钢板之间的结合强度比基板铜的抗拉强度更高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法的工作状态示意图。其中，图中各附图标记：110钢板；120铜板；200轧辊；300焊枪。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参考附图1，现对本专利技术提供的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法进行说明。所述焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，包括：步骤一，对铜板120与钢板110进行预处理；步骤二，在惰性环境、高温及高压的条件下，将铜板120与钢板110预处理过的板面相对，边轧制边进行跟踪焊接，形成铜钢复合冷却壁坯体；步骤三，对铜钢复合冷却壁坯体进行后期加工，成为铜钢复合冷却壁。采用本专利技术的焊接式铜钢复合冷却壁制作方法既可以制作“铜-钢”单次复合的冷却壁，也可以制作“钢-铜-钢”等多次复合的冷却壁，制作“钢-铜-钢”等多次复合的冷却壁时只需根据需要重复上述步骤逐层复合即可。在本专利技术提供的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法的一种具体实施例中，铜冶炼炉底吹炉的出烟口水套，采用“钢-铜-不锈钢”多次复合坯体，热面采用不锈钢，可以有效抗冲刷抗磨损，中间采用纯铜，充分利用铜的高导热性，背面采用不同耐热钢，提高水套整体的结构强度。复合时，先将不锈钢与铜复合，将铜-不锈钢坯体与钢进行复合。本专利技术提供的焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，与现有技术相比，采用成型板材在惰性环境、高温及高压的条件下焊接的方式，能够替代现有的在基板上浇铸覆材、在基板上3D打印覆材、在基板上堆焊覆材以及热轧塑变复合的方法，从而可以选用质量较好的优质板材，利用了现有的冶炼制板技术制成的板材质量明显优于以上四种工艺，而且成本也更低；由于焊接处能够达到高于板材本身的强度，铜板120与钢板110之间的结合强度相比基板铜的的抗拉强度更高。本专利技术实施例提供的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法制成的铜钢复合板的具体参数见下表。该表数据说明该复合方案的结合强度优于纯铜材质本身的抗拉强度，在受到垂直结合面的拉伸作用时，会从纯铜材质断裂，而不会从结合面断裂。进一步地，作为本专利技术提供的焊接式铜钢复合冷却壁制作方法的一种具体实施方式，在步骤一中，对铜板120与钢板110进行的预处理包括铜板120与钢板110进行切割处理、除锈、打磨抛光、整平和弯曲处理中的一种或多种的组合。对铜板120与钢板110进行切割处理、除锈、打磨抛光、整平和弯曲处理等预处理，主要是为了提高铜板120与钢板110的焊接效果，从而提高铜板120与钢板110之间的结合强度。如果铜板120或钢板110的形状尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于，包括：步骤一，对铜板与钢板进行预处理；步骤二，在惰性环境、高温及高压的条件下，将铜板与钢板预处理过的板面相对，边轧制边进行跟踪焊接，形成铜钢复合冷却壁坯体；步骤三，对铜钢复合冷却壁坯体进行后期加工，成为铜钢复合冷却壁。

【技术特征摘要】
1.一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于，包括：步骤一，对铜板与钢板进行预处理；步骤二，在惰性环境、高温及高压的条件下，将铜板与钢板预处理过的板面相对，边轧制边进行跟踪焊接，形成铜钢复合冷却壁坯体；步骤三，对铜钢复合冷却壁坯体进行后期加工，成为铜钢复合冷却壁。2.如权利要求1所述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于：在步骤一中，对铜板与钢板进行的预处理包括铜板与钢板进行切割处理、除锈、打磨抛光、整平和弯曲处理中的一种或多种的组合。3.如权利要求1所述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于：步骤二中，所述惰性环境包括真空环境或惰性气体环境；所述高温条件为150℃～600℃；所述高压条件为50MPa～500MPa。4.如权利要求1所述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于：步骤二中，所述跟踪焊接采用电子束焊接或者激光焊接。5.如权利要求1所述的一种焊接式铜钢复合冷却壁制作方法，其特征在于：步骤二中，轧制的设备包...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛建平，霍守铭，闫丽峰，王海洋，刘尚金，
申请(专利权)人：河北万丰冶金备件有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13