專利名稱：制造冷卻元件的方法和冷卻元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造冷卻元件的方法，包括一個(gè)殼體部分和安排在殼體部分中的陶瓷襯里部分。
在工業(yè)爐中，例如火花熔化爐、高爐和熔煉金屬的電爐中，或者在其它的冶金爐中，典型地使用主要由銅制成的冷卻元件。在冷卻元件的表面上，通常安排有陶瓷襯里元件，例如由耐火磚制成。冷卻元件典型地是水冷的，因此設(shè)有冷卻通道系統(tǒng)，使得熱量從耐火磚通過(guò)冷卻元件的殼體傳到冷卻水中。冷卻元件在苛刻的工作條件下使用，其中由于爐氣作用或與熔融金屬的接觸，它們受到強(qiáng)的腐蝕及腐蝕應(yīng)力。對(duì)于冷卻元件的有效的工作，重要的是在耐火磚和冷卻元件之間應(yīng)有好的連接，在該情形下可達(dá)到有效的傳熱接觸。制造已知的冷卻元件的缺點(diǎn)是在連接陶瓷/耐火襯里時(shí)造成制造方法的復(fù)雜性，和難以得到在陶瓷襯里和冷卻元件之間好的接觸。這樣就不能充分利用冷卻元件的冷卻性能。這又導(dǎo)致加速磨損襯里。
本發(fā)明的目的是提供一種避免上述缺點(diǎn)的制造冷卻元件的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在陶瓷襯里元件和冷卻元件的殼體之間有好的接觸的冷卻元件。
本發(fā)明的特點(diǎn)由所附的權(quán)利要求書限定。
按照本發(fā)明的安排有一些重要的優(yōu)點(diǎn)。按照本發(fā)明的方法，可以得到在陶瓷襯里元件和冷卻元件殼體之間極好的接觸。因此保持了冷卻元件和它的陶瓷部件(如耐火磚)的爐子側(cè)的溫度足夠低，使得在元件的表面上產(chǎn)生一種所謂的自焊的襯里，其中包括其它的氧化和/或硫化的熔化成分。其中，磚的磨損明顯減小，而冷卻元件的工作壽命增加。按照本發(fā)明的方法在制造工藝也是有優(yōu)點(diǎn)的。
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1示出了本發(fā)明的冷卻元件的橫剖面圖。
本發(fā)明的冷卻元件包括一個(gè)殼體1，設(shè)有一通道系統(tǒng)4用于冷卻水的循環(huán)，還有加在殼體的表面的至少一部分上的由多個(gè)陶瓷襯里元件2。陶瓷襯里元件2用釬焊/銅焊連接到殼體1上，使得陶瓷襯里元件和殼體之間有好的熱接觸。冷卻元件的殼體1典型地例如由銅制成。優(yōu)選地，冷卻元件的殼體1例如由鑄造[如牽拉鑄造(draw casting)]制成。殼體1設(shè)有通道系統(tǒng)4用于冷卻水的循環(huán)。典型地，通道4由加工(如鉆孔)加上鑄造制成。至少殼體1的一個(gè)表面設(shè)有多個(gè)槽3，其中安排陶瓷襯里元件2(典型地是耐火磚)。在冷卻元件的殼體1和陶瓷襯里元件2之間用釬焊/銅焊劑制成連接接頭，使得有好的熱接觸。當(dāng)冷卻元件處在其中槽開(kāi)口向下的情形下的一個(gè)位置，陶瓷襯里元件2安排成以形狀鎖定方式卡在槽中。槽3可以例如是從槽底部朝著冷卻元件的表面變窄，在該情形下，槽底部的槽寬W1比在槽表面處的槽寬W2大。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，殼體表面槽寬W2比槽底部的槽寬W1窄2-10mm。在槽3和陶瓷襯里元件2之間的尺寸精度安排成使得可以從殼體的側(cè)面，在槽3的端部把陶瓷襯里元件2插入槽中。在陶瓷襯里元件2和殼體1之間，至少在連接表面，加上一層釬焊/銅焊劑的中間層，其溫度比要連接的塊的熔點(diǎn)低。釬焊/銅焊劑可以例如箔或粉末形式加到接頭處。釬焊/銅焊劑也可以方便地包括在要連接的元件中至少一個(gè)上。例如陶瓷襯里元件可在接合表面包括一層釬焊/銅焊劑，在該情形下，在把陶瓷襯里元件放在殼體的槽中之前，把所述的陶瓷襯里元件浸在釬焊/銅焊劑中。在該情形下，釬焊/銅焊劑層吸收在陶瓷襯里元件的表面。釬焊/銅焊劑可以是例如一種銅基合金，其熔點(diǎn)在400-700℃之間。
當(dāng)把陶瓷襯里元件2(例如耐火磚)和釬焊/銅焊劑安排在槽中，至少把要連接在一起的塊的連接區(qū)域加熱到一個(gè)溫度，在該溫度下釬焊/銅焊劑熔化，和在耐火磚和殼體之間得到好的熱接觸。在加熱過(guò)程中，也可以把更多的釬焊/銅焊劑加到連接區(qū)域。可以在可能的堵塞冷卻通道的連接的同一步驟中進(jìn)行加熱。
按照本發(fā)明的冷卻元件可用在不同的應(yīng)用方面。使用本發(fā)明的冷卻元件的一個(gè)典型用途是例如在一個(gè)閃速熔煉爐的底爐的爐頂。在襯里元件裝上后，冷卻元件中的槽的形狀防止陶瓷襯里元件掉到槽外，因此陶瓷襯里元件這一側(cè)可朝向下。槽收成窄形的程度不必要太大，因?yàn)樵跔t子一側(cè)元件的溫度比離開(kāi)爐子一側(cè)元件的溫度高，在這一情形下，熱膨脹使位于爐子側(cè)的表面有壓力伸展。按照本發(fā)明的冷卻元件的典型尺寸為寬度0.25-1m，長(zhǎng)度1-2m，殼體厚度100-200mm，其中，槽部分的厚度約為一半。
權(quán)利要求
1.一種制造冷卻元件的方法，冷卻元件包括一個(gè)殼體和安排在殼體中的陶瓷襯里元件，其特征在于通過(guò)在兩者的接頭之間加上釬焊/銅焊劑，使得所述的陶瓷襯里元件(2)和殼體(1)之間連接，至少所述的連接區(qū)加熱到釬焊/銅焊劑的熔點(diǎn)以上，使得在所述的殼體(1)和陶瓷襯里元件(2)之間有好的熱接觸的連接。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的殼體主要由銅制成。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述的陶瓷襯里元件(2)是耐火磚。
4.按照權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述的釬焊/銅焊劑是公開(kāi)地，例如作為粉末或箔帶到連接區(qū)。
5.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述釬焊/銅焊劑與要連接的塊一起帶到所述的連接區(qū)。
6.按照權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在把襯里元件加到連接區(qū)之前，在所述的陶瓷襯里元件(2)上，至少在陶瓷襯里元件(2)的連接表面上施加上至少一個(gè)中間層，如金屬層或釬焊/銅焊劑層。
7.一種冷卻元件，包括一個(gè)殼體(1)，和多個(gè)陶瓷襯里元件(2)，所述的殼體設(shè)有通道系統(tǒng)用于冷卻水循環(huán)，所述的陶瓷元件設(shè)在所述的殼體表面的至少一部分上，其特征在于所述的陶瓷襯里元件(2)和所述的殼體(1)通過(guò)釬焊/銅焊劑連接，使得在所述的陶瓷襯里元件和所述的外殼之間有好的熱接觸。
8.按照權(quán)利要求7的冷卻元件，其特征在于所述的殼體(1)的表面設(shè)有多個(gè)槽(3)，所述的陶瓷襯里元件(2)安排成裝在其中。
9.按照權(quán)利要求7或8的冷卻元件，其特征在于所述的陶瓷襯里元件(2)安排成當(dāng)所述的陶瓷元件在所述的槽(3)的開(kāi)口向下時(shí)，以形狀鎖定的方式保持在所述的槽(3)中。
10.按照權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的冷卻元件，其特征在于所述的外殼的槽(3)的相對(duì)的壁之間的距離(W1、W2)從所述的槽的底部到所述的殼體(3)的表面減小。
全文摘要
一種制造冷卻元件的方法，冷卻元件包括一個(gè)殼體和安排在殼華體中的陶瓷襯里元件，其特征在于通過(guò)在兩者的接頭之間加上釬焊/銅焊劑，使得所述的陶瓷襯里元件(2)和殼體(1)之間連接，至少所述的連接區(qū)加熱到釬焊/銅焊劑的熔點(diǎn)以上，使得在所述的殼體(1)和陶瓷襯里元件(2)之間有好的熱接觸的連接。還公開(kāi)了一種冷卻元件。
文檔編號(hào)F25D17/02GK1419646SQ01806913
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月21日
發(fā)明者里斯托·薩里寧, 于爾約·萊佩寧 申請(qǐng)人:奧托庫(kù)姆普聯(lián)合股份公司