冷却水套的制造方法和用于高温炉窑的冷却水套技术

本发明专利技术公开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铸型中，且铜液的温度不高于所述合金管的熔点温度，从而一体地形成冷却水套。根据本发明专利技术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，提高了冷却效率，延长了冷却水套的寿命。而且通过采用高熔点合金管，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。本发明专利技术还公开了一种采用所述制造方法制造的用于高温炉窑的冷却水套。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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°C-1600°C。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。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术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。本专利技术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。根据本专利技术的第一方面，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°C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。根据本专利技术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°C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，根据本专利技术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专利技术的一个实施例中，所述合金管的熔点为1200-1400°C。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°C。在本专利技术的一个实施例中，所述合金管被预成形为U形、蛇形或W形。在本专利技术的一个实施例中，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，以便均勻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。在本专利技术的一个实施例中，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。在本专利技术的一些实施例中，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。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于高温炉窑的冷却水套，采用根据本专利技术 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。根据本专利技术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。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1是根据本专利技术实施例的冷却水套的制造方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的用于高温炉窑的冷却水套的示意图；图3是根据本专利技术实施例的冷却水套的制造方法中冷却水套成型的示意图；和图4是图3中冷却水套成型的俯视示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本专利技术必须 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。下面参考图1-图4描述根据本专利技术实施例的冷却水套的制造方法。在下面的实 施例中，为清楚地描述根据本专利技术的冷却水套的制造方法，将以制造可用于闪速炉中的铜 合金冷却水套的方法为示例来进行描述，但是普通技术人员在阅读了本专利技术的下述的实施 例之后，显然可以使用任何其他合金管来形成上述冷却水套，例如钛合金等。此外，进一步 需要说明的是，该冷却水套不限于本专利技术中的闪速炉，其也可以用于对耐热性能具有较高 要求的其他熔炼炉、熔炼设备、加热器件等，由此上述的闪速炉只是出于示例的目的而不能 认为是限制本专利技术的保护范围。如图1和图3-图4所示，根据本专利技术实施例的冷却水套100的制造方法可以包括 如下步骤1)将熔点高于1200°C的合金管120预成形为预定形状；2)采用石墨形成铸型并烘干，如图2中所示，铸型由石墨板上箱310和石墨板下箱 320形成；3)将合金管120放入铸型中，且将合金管的入口 121和出口 122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铸型中，且铜液的温度不高于合 金管的熔点温度，从而一体地形成冷却水套100。根据本专利技术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°C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。需要说明的是，本领域内的普通技术人员可以根据冷却的需要，在铸型中可设置 多个合金管，以增加所述冷却水套100的冷却效率。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李元元，张文海，罗宗强，张卫文，詹小青，王志刚，
申请(专利权)人：中国瑞林工程技术有限公司，中国有色矿业集团有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：36