一種復(fù)合冷卻壁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鋼鐵工業(yè)中的煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種由多材質(zhì)組成的復(fù)合 冷卻壁。
【背景技術(shù)】
[0002] 今天，冶金企業(yè)的高爐呈現(xiàn)出大型化及高強(qiáng)度冶煉化的特點(diǎn)，而高強(qiáng)度冶煉的同 時(shí)，導(dǎo)致?tīng)t體的熱負(fù)荷較過(guò)去有大幅度增加，使得爐體承受熱沖擊也隨之加大，致使?fàn)t體的 維護(hù)工作越來(lái)越受到重視，延長(zhǎng)高爐的一代爐役，尤其是爐體冷卻設(shè)備的使用壽命，也就成 為煉鐵工作者主要研究的課題之一。為做到使高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)，眾多的國(guó)內(nèi)外企業(yè)，都升 級(jí)和裝備了一系列先進(jìn)裝備，如磚壁合一薄內(nèi)襯結(jié)構(gòu)結(jié)合閉路軟水循環(huán)系統(tǒng)，爐缸和爐底 使用大塊碳磚結(jié)合國(guó)產(chǎn)微孔陶瓷的復(fù)合砌筑技術(shù)，新增水溫差及熱流強(qiáng)度監(jiān)控與爐頂紅外 測(cè)溫系統(tǒng)用于日常生產(chǎn)及爐體判斷技術(shù)等等，并且都取得不錯(cuò)的效果，為延長(zhǎng)現(xiàn)階段高爐 使用壽命、強(qiáng)化高爐冶煉做出巨大貢獻(xiàn)。但與此同時(shí)，在高爐高強(qiáng)度冶煉的同時(shí)，也導(dǎo)致了 爐體冷卻設(shè)備破損增加的風(fēng)險(xiǎn)，從近幾年高爐生產(chǎn)實(shí)際情況來(lái)看，爐體的冷卻設(shè)備，尤其是 爐身中下部、爐腰等部位的冷卻壁破損嚴(yán)重，這種不利生產(chǎn)的現(xiàn)象發(fā)生，制約了高爐的高強(qiáng) 度冶煉生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)有安全隱患，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何避免這類影響生 產(chǎn)的問(wèn)題事故發(fā)生，就成為當(dāng)前企業(yè)面臨的首要問(wèn)題。為此，不少冶金企業(yè)專門成立了高爐 長(zhǎng)壽團(tuán)隊(duì)，從爐體設(shè)計(jì)，到冷卻設(shè)備制定，再到爐內(nèi)磚襯的選型等等，都開(kāi)展了全方位的研 究，形成了具有本企業(yè)特色的長(zhǎng)壽管理制度，并都取得一定的效果，如鞍鋼、武鋼、寶鋼等國(guó) 內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)。但在現(xiàn)實(shí)中，冷卻壁的破損問(wèn)題，仍然是制約高爐長(zhǎng)壽的瓶頸之一，為此， 對(duì)于冷卻壁的研究很多，在此基礎(chǔ)上形成了以銅質(zhì)材料為主的薄壁型為代表的新一代冷卻 壁，但就目前來(lái)講，雖使用效果較過(guò)去鑄鐵冷卻壁有所改善，但是仍然還是未能達(dá)到人們對(duì) 它的預(yù)期使用效果。國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的研究也都集中在如下兩個(gè)方面，第一材質(zhì)角度，如采 用純銅質(zhì)、鋼制及鑄鐵材、同時(shí)采用在冷卻壁的熱面附著新型的耐火材料等;或者是強(qiáng)化冷 卻措施，如增大冷卻壁內(nèi)水冷面積等方式，兩類措施的應(yīng)用，都對(duì)于減緩冷卻壁破損，延長(zhǎng) 一代高爐壽命有著重要的意義，但是兩類措施的實(shí)施，也有著一些固有缺陷，如有些設(shè)計(jì)制 作及材料費(fèi)用較高，有些冷卻壁冷卻效果有限，而如果能將兩類措施結(jié)合應(yīng)用，將會(huì)起到減 緩冷卻壁破損速度，延長(zhǎng)高爐壽命的效果。
[0003] 國(guó)內(nèi)外專家和研究人員對(duì)于冷卻壁的關(guān)注也較多，如通過(guò)材質(zhì)改進(jìn)的，做到傳統(tǒng) 薄壁冷卻壁有所區(qū)別的，通過(guò)強(qiáng)化冷卻壁本體強(qiáng)度等方法，做到減輕冷卻壁的破損(見(jiàn)中國(guó) 專利"雙金屬冷卻壁及其制造方法"專利申請(qǐng)?zhí)朇N1380426，"陶瓷結(jié)合冷卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)?CN87214698，"銅與含鐵合金組合的高爐冷卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)朇N2597480，"高爐鑄鋼冷卻壁" 專利申請(qǐng)?zhí)朇N2390891，"微合金化鑄鋼冷卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)朇N2697105等等）都是采用一些 銅以外的金屬或者非金屬材質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度高、成本低，缺陷是此類材料的導(dǎo)熱性能要較 銅質(zhì)材料的冷卻壁相差較多；或者是強(qiáng)化掛渣效果，通過(guò)形成的渣皮，進(jìn)而保護(hù)冷卻壁(見(jiàn) 中國(guó)專利"銅釘掛渣結(jié)構(gòu)的銅板冷卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)朇N2579903，"齒形掛渣槽結(jié)構(gòu)的銅板冷 卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)朇N2545210, "帶凸臺(tái)銅冷卻壁"專利申請(qǐng)?zhí)朇N2668645, "點(diǎn)陣式鑲磚冷卻 壁及其制備工藝"專利申請(qǐng)?zhí)朇N103233090A等等)此類設(shè)計(jì)都大幅度減少了內(nèi)襯厚度，降低 了投資，而且容易形成穩(wěn)定的渣皮保護(hù)層，但是缺點(diǎn)也是顯而意見(jiàn)的，就是為能夠強(qiáng)化冷卻 壁的冷卻能力，未能從根本上解決減緩破損問(wèn)題；亦或是國(guó)內(nèi)外一些文獻(xiàn)專利關(guān)于此方面 的介紹，但大多數(shù)都是集中于研究高爐冷卻壁等的熔損機(jī)理(見(jiàn)期刊《鋼鐵研究學(xué)報(bào)》"薄型 銅冷卻壁的熱性能" 2008年，20卷，4期，8-10，《煉鐵》"高爐銅冷卻壁的技術(shù)進(jìn)展" 2006年，25 卷，6期，56-58，期刊《煉鐵》"高爐銅冷卻壁的設(shè)計(jì)及應(yīng)用探討" 2003年，22卷，2期等等），這 些文獻(xiàn)資料都有提及冷卻壁，尤其是銅冷卻壁的設(shè)計(jì)及熱性能論述及分析，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有 一定的指導(dǎo)意義，但其中也未提及到，為降低高爐制作成本，采用復(fù)合材料的方式制作冷卻 壁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是依據(jù)高爐節(jié)省投資和強(qiáng)化冶煉的需要，提供一種多材質(zhì)的復(fù) 合冷卻壁，通過(guò)在高爐施工過(guò)程中采用這種由多材質(zhì)組成，易于加工制作，在保證冷卻效果 的同時(shí)，能降低冷卻壁單體造價(jià)，用于高爐爐身、爐腰、爐缸等部位的冷卻壁裝置，在高爐日 常生產(chǎn)中，能夠保持冷卻壁本體有較大強(qiáng)度，延長(zhǎng)冷卻壁使用壽命，使高爐處于較高冶煉強(qiáng) 度，降低高爐投資及煉鐵成本。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種復(fù)合冷卻壁，包括磚襯層、耐磨合金鋼襯層、鋼板層、銅板層、掛渣凸臺(tái)、水冷 管道，從熱面到冷面依次由磚襯層、耐磨合金鋼襯層、鋼板層、銅板層固定連接組成冷卻壁 主體，在鋼板層和銅板層內(nèi)部設(shè)置有水冷管道，水冷管道在鋼板層中的數(shù)量不低于2個(gè)，水 冷管道在銅板層中的數(shù)量不低于2個(gè)，在磚襯層上部固定有掛渣凸臺(tái)，掛渣凸臺(tái)由多個(gè)W型 凸臺(tái)排列而成。
[0007] 所述耐磨合金鋼襯層的厚度為1mm~10mm。
[0008] 所述銅板層4中的含銅量2 95.0%。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0010] -種復(fù)合冷卻壁，通過(guò)在高爐施工過(guò)程中采用這種由多材質(zhì)組成的復(fù)合冷卻壁， 用于高爐爐身、爐腰、爐缸等部位的冷卻壁，單體造價(jià)能較純銅質(zhì)冷卻壁降低一倍，在高爐 日常生產(chǎn)中，能夠保持冷卻壁本體有較大強(qiáng)度，延長(zhǎng)冷卻壁使用壽命2年及提高冶煉強(qiáng)度 0.1以上，降低高爐投資及煉鐵成本，同時(shí)可以保證冷卻壁的冷卻效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型一種復(fù)合冷卻壁的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2是圖1的A-A向視圖；
[0013]圖中：1_磚襯層2-耐磨合金鋼襯層3-鋼板層4-銅板層5-水冷管道6-掛渣凸 臺(tái)
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本實(shí)用新型的實(shí) 施不限于以下的實(shí)施方式。
[0015] 見(jiàn)圖1-圖2所示，一種復(fù)合冷卻壁，包括磚襯層1、耐磨合金鋼襯層2、鋼板層3、銅板 層4、掛渣凸臺(tái)6、水冷管道5,從熱面到冷面依次由磚襯層1、耐磨合金鋼襯層2、鋼板層3、銅 板層4固定連接組成冷卻壁主體，在鋼板層3和銅板層4內(nèi)部設(shè)置有水冷管道5，水冷管道5在 鋼板層3中的數(shù)量不低于2個(gè)，水冷管道5在銅板層4中的數(shù)量不低于2個(gè)，在磚襯層1上部固 定有掛渣凸臺(tái)6,掛渣凸臺(tái)6由多個(gè)W型凸臺(tái)排列而成。W型掛渣凸臺(tái)6可以強(qiáng)化掛渣效果，通 過(guò)形成的渣皮，有效的保護(hù)冷卻壁。
[0016] 所述磚襯層1中的SiC含量不低于20%。
[0017] 所述而f磨合金鋼襯層2的厚度為1mm~10mm。
[0018] 所述鋼板層3的材質(zhì)為含鎳的耐熱鋼。
[0019] 所述銅板層4中的含銅量2 95.0%。
[0020] 所述水冷管道5均勻布置在鋼板層3和銅板層4中，鋼板壁3中的水冷管道5直徑為 20mm~60mm，銅板壁4中的水冷管道5的直徑為30mm~100mm。
[0021 ] 水冷管道5內(nèi)以工業(yè)水為冷卻介質(zhì)，冷卻水壓為0.4~2. OMpa。
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明：
[0023] 實(shí)施例1:
[0024] 一種復(fù)合冷卻壁，應(yīng)用于高爐有效爐容450m3的爐身下部，冷卻壁從熱面到冷面依 次由磚襯層1、耐磨合金鋼襯層2、鋼板層3、銅板層4組成，其中磚襯中的SiC含量不低于 20 %，耐磨合金鋼中含有Ni、Cr、B等元素，通過(guò)焊接固定在鋼板層3表面，厚度為1mm，鋼板層 3為含鎳耐熱鋼，銅板層4為銅質(zhì)材料鑄造而成，其中銅含量2 95.0% ;冷卻壁長(zhǎng)度為300mm， 寬度為200m