CN101523144B - 用于镀覆冷却元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于镀覆冷却元件(1)的方法,该冷却元件主要用铜制成,具有冷却水管(2),特别用于冶金炉之类,其中,该冷却元件包括与熔融金属、悬浮物或过程气体接触的受火面(3);侧面(6);和外表面(7),在受火面(3)的至少一部分上镀覆耐腐蚀镀层(5)。
Description
技术领域
本发明涉及用于镀覆冷却元件的方法。按照本发明,用耐腐蚀镀层镀覆与熔融金属、悬浮气体或过程气体接触的冷却元件受火面的至少一部分。
背景技术
在工业炉、特别是用于金属制造的工业炉例如闪速熔炼炉、鼓风炉和电炉或其它冶金反应器中,使用主要由铜制作的冷却元件。冷却元件一般为水冷,因此设有冷却水槽道,以便把热量从炉衬中的耐火砖经冷却元件主体传递给冷却水。工作条件极为恶劣,在此恶劣条件下,冷却元件受到由炉内气氛或熔融接触造成的强烈腐蚀和侵蚀应变。例如,构成闪速吹炼炉沉降槽中壁衬的砖衬用冷却元件保护,其目的是保持砖石结构的温度低,使得由上述所举原因造成的砖石结构中砖的磨损较慢。但是随着时间的推移,砖石结构变得越来越薄,会出现熔融金属与铜制冷却元件接触的情况。在直接熔融接触的情况下,特别是如果熔融金属流动或湍流时,铜制冷却元件一般抵抗不了熔融金属的影响,而是开始熔化,因此冷却元件的冷却能力超负荷,并且冷却元件受损。这会造成巨大的经济损失。
在熔炼硫化物精矿的炉子中,冷却元件中受到大热负荷和化学磨损的部位用砖层或金属层保护。通常,冷却元件前部中的砖石结构层磨损,从而使冷却元件的受火面与过程气体、悬浮物或熔融物接触。由于条件变化,冷却元件受火面(即位于炉子空间侧的表面)的温度在较大范围、例如在100-350℃的范围内波动。一般说来,冷却元件的其它表面较冷,这取决于热负荷、水流速度和水温。一般说来,部分冷却元件表面至少有时与过程气体、二氧化硫/三氧化硫接触,二氧化硫/三氧化硫的露点温度在与这些冷却元件表面相同的温度范围内,从而造成所述表面腐蚀损坏。众所周知,铜对这类损坏的抵抗能力很差。因此,炉子周围或炉子内部气体中所含硫化合物对铜冷却元件造成的腐蚀损坏成为严重问题。这些问题发生在用砖层和金属层保护的冷却元件中。特别是,这些问题出现在这样的炉子部位,在该部位,冷却元件由于热负荷和化学磨损严重而发生应变。在冷却水被引导到冷却元件内钻出的冷却水槽道的这样的冷却元件中,铜冷却管与冷却元件的结合部容易发生腐蚀损坏。在铜制冷却元件用金属层或砖层保护的这样的冷却元件中,腐蚀问题例如出现在保护层与铜之间的界面上。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免现有技术的缺点的冷却元件。特别是,本发明的目的是提供一种能抵抗工艺的损坏条件的冷却元件。
本发明的特征见所附权利要求。
按照本发明,提供一种用于镀覆冷却元件的方法,该冷却元件主要用铜制成,具有冷却水管,特别用于冶金炉之类,在这种情况下,该冷却元件具有与熔融金属、悬浮物或过程气体接触的受火面;侧面;和外表面,在受火面的至少一部分上镀覆耐腐蚀镀层。
按照本发明一实施例,在部分受火面上形成保护层,因此在冷却元件受火面与保护层的界面的至少一部分上镀覆耐腐蚀镀层。通过给冷却元件表面镀覆以便耐腐蚀,冷却元件的使用寿命提高,维护工作减轻。按照本发明一优选实施例,该保护层至少部分地由钢制成。按照本发明另一优选实施例,该保护层至少部分地由陶瓷材料制成。通过在冷却元件的该表面上形成保护层,冷却元件对炉子中工艺条件的抵抗能力大大提高。通过把构成保护层的元件设置在形成于冷却元件受火面上的紧固点,例如凹槽,得出了一种极端功能性和有效的紧固装置。
按照本发明一实施例,该镀层由铅构成,厚度优选为0.1-1mm。由于铅可与硫的氧化物形成不溶解的硫酸盐,因此铅对硫的氧化物造成的腐蚀有良好的抵抗作用。如果冷却元件的任何表面的温度升高到比铅的熔点高,铅就会与底下的铜形成熔点更高、从而能很好地抗硫的氧化物腐蚀的金属合金。铅镀层的制作过程成本低,因此制造成本和维修成本低。
按照本发明一实施例,该镀层形成在冷却元件的侧面上。按照本发明,该镀层也可形成在冷却元件的外表面上以及现有冷却水管与外表面的结合点上。
按照该方法一实施例,冷却元件用熔融方法镀覆,在这种情况下,把熔融铅镀覆在对象表面上。铅层的厚度视熔融镀覆次数的不同而不同。例如,可把锡用作中间层,以提高铅的结合力。
在该方法一实施例中,用电解法形成该镀层,在这种情况下,通过把铜制冷却元件作为阴极浸没在镀槽中来形成该镀层,所用阳极为纯铅板。按照本发明方法一实施例,在冷却元件中施加保护层之前形成该镀层。
按照本发明一实施例,要被镀覆的冷却元件为闪速熔炼炉的炉顶、炉壁、上升烟道或反应塔的冷却元件。按照另一实施例,要被镀覆的冷却元件为闪速吹炼炉的炉顶、炉壁、上升烟道或反应塔的冷却元件。按照一实施例,镀覆的冷却元件为闪速熔炼炉或闪速吹炼炉与废热锅炉之间的孔的冷却元件。在上述部位,由于工艺条件极苛刻,冷却元件容易发生腐蚀损坏,因此本发明镀层在这些部位是很管用的。
附图说明
下面结合附图举例详细说明本发明,附图中:
图1示出本发明的冷却元件,以及
图2为图1剖面图。
具体实施方式
例如连铸而成、将要用于冶金炉之类的本发明冷却元件1主要由铜制成,设有主要由铜制成的冷却水管2,冷却水经冷却水管2在冷却元件内例如流入钻出的冷却水槽道。该例子的冷却元件1为闪速熔炼炉的炉顶元件,在这种情况下,它的受火面3与闪速熔炼炉悬浮物和/或过程气体接触,它的侧面6至少有时与过程气体接触。外表面7为与受火面相反的一面,冷却水管2经冷却元件的外表面相通。冷却元件的受火面3上包埋有由耐火元件例如砖构成的保护层4。保护层4部分地保护冷却元件不受气体和/或炉悬浮物造成的损害,但随着时间的推移常常发生磨损。冷却元件受火面3的温度一般为100-350℃,其它表面以及铜制冷却水管2的温度为30-350℃,在这些温度下,所述这些表面容易受到由炉中形成的硫化合物造成的腐蚀损坏,这是因为这些表面一般处在过程气体所含三氧化硫的露点范围内。为防止所述腐蚀损坏,在冷却元件1的受火面3与保护层4的界面8上镀覆优选为铅的耐腐蚀镀层5。
按照该例子,用电解法形成该镀层。镀层5是这样形成的:把铜制冷却元件1浸没在镀槽中作为阴极,所使用的阳极为纯铅板。镀覆电解液例如为氟硼酸盐电解液。通过使用电解法,镀层淀积在冷却元件的所有表面上,因此保护所需表面3、6和7不受过程气体中所含硫化合物造成的腐蚀。此外,冷却水管与冷却元件外表面7的结合点9也用铅层保护。在升高的温度下,铅扩散入铜中,从而形成也极耐腐蚀的各种铜铅合金,因此通过金属键得到良好的结合力。冷却元件的形状和尺寸视使用目的而定。
本发明不限于上述实施例,在由后附权利要求限定的本发明范围内可作出许多改变。
Claims (13)
1.一种用于镀覆冷却元件(1)的方法,该冷却元件主要用铜制成,具有冷却水管(2),用于冶金炉,其特征在于,该冷却元件包括与熔融金属、悬浮物或过程气体接触的受火面(3);侧面(6);和外表面(7),在受火面(3)的至少一部分上镀覆耐腐蚀镀层(5),其中,在部分受火面(3)上形成保护层(4),在这种情况下,在冷却元件(1)的受火面(3)与保护层(4)之间的界面(8)的至少一部分上也镀覆耐腐蚀镀层(5)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该保护层(4)至少部分地由钢制成。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该保护层(4)至少部分地由陶瓷材料制成。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该耐腐蚀镀层(5)由铅制成。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,该铅镀层的厚度为0.1-1mm。
6.根据上述任一权利要求所述的方法,其特征在于,在冷却元件的侧面(6)上形成耐腐蚀镀层(5)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在冷却元件(1)的外表面(7)上形成耐腐蚀镀层(5),以及在冷却元件中冷却水管(2)与外表面(7)的结合点(9)上形成耐腐蚀镀层(5)。
8.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,该耐腐蚀镀层由熔融法形成。
9.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,该耐腐蚀镀层用电解法形成。
10.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,在冷却元件中添加保护层(4)之前形成该耐腐蚀镀层(5)。
11.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,要被镀覆的冷却元件(1)为闪速熔炼炉的炉顶、炉壁、上升烟道或反应塔的冷却元件。
12.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,被镀覆的冷却元件(1)为闪速吹炼炉的炉顶、炉壁、上升烟道或反应塔的冷却元件。
13.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,被镀覆的冷却元件(1)为闪速熔炼炉或闪速吹炼炉与废热锅炉之间的孔的冷却元件。
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