CN107794324A - 高耐磨性高炉铜冷却壁及制作方法 - Google Patents

高耐磨性高炉铜冷却壁及制作方法 Download PDF

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韩淑峰
于成忠
张洪宇
张荣军
盖福英
李东生
孙维强
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor

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Abstract

本发明涉及高耐磨性高炉铜冷却壁，铜冷却壁本体热面设有燕尾槽，在燕尾槽间的肋条表面镶嵌铬锆银铜合金耐磨板，一条肋条分多段镶嵌耐磨板，每段耐磨板与铜冷却壁通过铆爪螺栓固定，采用一点固定一点滑动的固定方式，在铜冷却壁燕尾槽和耐磨板外表面设有SiC质复合捣打料层，铬锆银铜合金的其具体成分：铬0.3～1.6％,锆0.07～0.4％，银1.0～2.0％，其余为铜，铆爪螺栓采用耐热铸钢，SiC质复合捣打料中按重量百分比：SiC％≥75，Al2O3％≥10，F.C％≤5。本发明使铜冷却壁导热性、挂渣性好，且渣皮不易脱落，使铜冷却壁耐磨性得到显著提高。彻底解决铜冷却壁在高炉使用耐磨性差的问题，使铜冷却壁的使用寿命达到15年以上。

Description

高耐磨性高炉铜冷却壁及制作方法
技术领域
本发明涉及炼铁高炉冷却设备，特别涉及一种高耐磨性高炉铜冷却壁及制作方法。
背景技术
铜冷却壁是炼铁高炉冷却的关键设备，材质为TU2，设计寿命15年以上，近十年来在国内外大、中型高炉上广泛使用，但铜冷却壁在渣皮脱落，耐磨性差成为最为突出的问题，一般使用寿命仅5-8年，严重制约着铜冷却壁的高效使用，使高炉长寿难以实现。本发明专利就是针对这一问题而提出、制定和实施的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐磨性高炉铜冷却壁，使铜冷却壁导热性、挂渣性好，且渣皮不易脱落，使铜冷却壁耐磨性好得到显著提高，彻底解决铜冷却壁在高炉使用耐磨性差的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
高耐磨性高炉铜冷却壁，铜冷却壁本体热面设有燕尾槽，在燕尾槽间的肋条表面镶嵌铬锆银铜合金耐磨板，一条肋条分多段镶嵌耐磨板，每段耐磨板与铜冷却壁通过铆爪螺栓固定，采用一点固定一点滑动的固定方式，在铜冷却壁燕尾槽和耐磨板外表面设有SiC质复合捣打料层，铬锆银铜合金的其具体成分：铬0.3～1.6％,锆0.07～0.4％，银1.0～2.0％，其余为铜，铆爪螺栓采用耐热铸钢，SiC质复合捣打料中按重量百分比：SiC％≥75，Al2O3％≥10，F.C％≤5。
所述的SiC质复合捣打料层厚200-300mm。
所述的铆爪螺栓包括双头螺栓及与双头螺钉固定连接的铆爪。
所述的耐热铸钢为ZG40Cr25Ni20Si2Re。
高耐磨性高炉铜冷却壁的制作方法：
1.铜冷却壁本体在深孔钻床钻孔，两端焊接进出水管，在铣床加工铜冷却壁热面燕尾槽，钻床加工固定点圆孔和滑动点圆孔；
2.耐磨板经锻造加轧制成型并经固溶时效热处理,钻床加工固定点沉槽，铣床加工滑动点沉槽；
3.铆爪螺栓的双头螺栓和铆爪采用腊模精密铸造成型，车床加工双头螺栓外螺纹，铆爪与双头螺栓焊接固定；
4.装配铜冷却壁本体、耐磨板、铆爪螺栓。
5.铜冷却壁在高炉安装前用人工在铜冷却壁本体热面捣打200-300mm厚SiC质复合捣打料，并上窑200-300℃，烘干24-36h。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.铜冷却壁肋条热面全部镶嵌铬锆银铜合金耐磨板，高导热(导热系数300W/m.k)、高耐磨性(硬度HB100～150，耐磨性提高1.5倍)，锻造加轧制成型并经固溶时效热处理，可承受500℃温度下长期使用。
2.每段耐磨板固定方式采用一点固定，一点滑动，可以吸收膨胀，解决铜冷却壁本体与耐磨板膨胀不同步的问题。
3.铆爪螺栓材质为ZG40Cr25Ni20Si2Re可承受1000～1250℃温度下长期使用。
4.在铜冷却壁热面镶嵌耐磨板、安装耐热耐磨铆爪螺栓和捣打耐渣铁冲刷侵蚀、导热性好的SiC质复合捣打料，使铜冷却壁导热性、挂渣性好，且渣皮不易脱落，使铜冷却壁耐磨性得到显著提高。彻底解决铜冷却壁在高炉使用耐磨性差的问题，使铜冷却壁的使用寿命达到15年以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构正视图。
图3为铆爪螺栓结构示意图。
图4为耐磨板俯视图。
图5为耐磨板侧视图。
图中：铜冷却壁本体1、耐磨板2、铆爪螺栓3、SiC质复合捣打料层4、铆爪5、双头螺栓6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1-图5，铜冷却壁本体1材质为TU2，导热系数380W/m.k，硬度HB40～45，铜冷却壁本体1在深孔钻床钻孔，两端焊接进出水管，在铣床加工铜冷却壁热面燕尾槽，燕尾槽之间肋条表面全部镶嵌铬锆银铜合金耐磨板2，厚度10mm，具体成分：铬0.3～1.6％,锆0.07～0.4％，银1.0～2.0％，其余为铜，导热系数300W/m.k、硬度HB100～150，锻造加轧制成型并经固溶时效热处理，一条肋条分三段镶嵌耐磨板2，每段耐磨板2固定方式采用两个铆爪螺栓3紧固，一点固定一点滑动，即耐磨板2与铜冷却壁本体1固定点一处沉头孔为圆孔，一处沉头孔为长圆孔，沉头孔采用钻床和铣床加工。铆爪螺栓3与铜冷却壁要采取300℃热装的防松措施。铆爪螺栓采用耐热铸钢，材质为ZG40Cr25Ni20Si2Re，具体成分：铬24～26％,镍20～22％，硅2～3％，稀土0.02～0.04％。包括双头螺栓6和铆爪5，采用腊模精密铸造成型，车床加工双头螺栓外螺纹，铆爪与双头螺栓焊接固定。铜冷却壁本体、耐磨板、铆爪螺栓在工厂装配好后运到现场。
铜冷却壁在高炉安装前用人工在铜冷却壁本体热面捣打200-300mm厚SiC质复合捣打料层4，并上窑200-300℃，烘干24-36h。
SiC质复合捣打料理化指标见表1；
表一：
应用高耐磨性高炉铜冷却壁，高炉一代炉龄15年可至少节省一次更换铜冷却壁的中修。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (5)

1.高耐磨性高炉铜冷却壁，其特征在于，铜冷却壁本体热面设有燕尾槽，在燕尾槽间的肋条表面镶嵌铬锆银铜合金耐磨板，一条肋条分多段镶嵌耐磨板，每段耐磨板与铜冷却壁通过铆爪螺栓固定，采用一点固定一点滑动的固定方式，在铜冷却壁燕尾槽和耐磨板外表面设有SiC质复合捣打料层，铬锆银铜合金的其具体成分：铬0.3～1.6％,锆0.07～0.4％，银1.0～2.0％，其余为铜，铆爪螺栓采用耐热铸钢，SiC质复合捣打料中按重量百分比：SiC％≥75，Al2O3％≥10，F.C％≤5。
2.根据权利要求1所述的高耐磨性高炉铜冷却壁，其特征在于，所述的SiC质复合捣打料层厚200-300mm。
3.根据权利要求1所述的高耐磨性高炉铜冷却壁，其特征在于，所述的铆爪螺栓包括双头螺栓及与双头螺钉固定连接的铆爪。
4.根据权利要求1所述的高耐磨性高炉铜冷却壁，其特征在于，所述的耐热铸钢为ZG40Cr25Ni20Si2Re。
5.根据权利要求1所述的高耐磨性高炉铜冷却壁的制作方法：，其特征在于，
1)铜冷却壁本体在深孔钻床钻孔，两端焊接进出水管，在铣床加工铜冷却壁热面燕尾槽，钻床加工固定点圆孔和滑动点圆孔；
2)耐磨板经锻造加轧制成型并经固溶时效热处理,钻床加工固定点沉槽，铣床加工滑动点沉槽；
3)铆爪螺栓的双头螺栓和铆爪采用腊模精密铸造成型，车床加工双头螺栓外螺纹，铆爪与双头螺栓焊接固定；
4)装配铜冷却壁本体、耐磨板、铆爪螺栓。
5)铜冷却壁在高炉安装前用人工在铜冷却壁本体热面捣打200-300mm厚SiC质复合捣打料，并上窑200-300℃，烘干24-36h。
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