CN115355721A - 一种铜钢复合型水套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜钢复合型水套，涉及铜钢水套的技术领域，包括铜基体、钢铁条一、钢铁条二、钢铁段、钢铁管及钢铁板，铜基体的上侧设有矩形的存水槽，铜基体在整个存水槽内矩形阵列有矩形的凸台一，铜基体在存水槽的中间线性阵列有圆形的凸台二；钢铁条一设有一对并对称镶嵌于铜基体的前后两侧；钢铁条二设有一对并对称镶嵌于铜基体的左右两侧；钢铁段设有若干个并对应镶嵌于各个凸台一内；钢铁管设有若干个并对应镶嵌于各个凸台二内；钢铁板水平设于存水槽的上方，钢铁板分别与钢铁条一、钢铁条二、钢铁段及钢铁管之间密封焊接。本发明中的铜钢复合型水套既具有紫铜的耐腐蚀性、耐磨性、高导热性，又具有碳钢良好的良好的综合机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及铜钢水套的技术领域，具体涉及一种铜钢复合型水套。
背景技术
铜水套是一种以铜为材质的冷却水套，用于冶金炉及高温炉上的冷却设备，包括壁体、进水管道及出水管道，在壁体内设有冷却铜管，冷却铜管与进水管道及出水管道为一体式结构，冷却铜管是以水为热交换介质，利用紫铜的循环水的导热性能，传递冶金炉窑本体温度，是冶金炉窑上重要的冷却装置，在冶金行业得到广泛应用。
现有铜水套的缺陷和不足：紫铜的热传导性好，但高温强度也差，同时紫铜焊接性能差，现有铜水套，由于生产产能的不断提高，富氧浓度的提高造成水套热负荷过高，局部过热，迫切需要进一步提高铜水套的高温强度，更好的带走炉内热量，发挥更高效的热传导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜钢复合型水套，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种铜钢复合型水套，包括铜基体、钢铁条一、钢铁条二、钢铁段、钢铁管及钢铁板，其中：
所述铜基体的上侧设有矩形的存水槽，所述铜基体在整个存水槽内矩形阵列有矩形的凸台一，所述铜基体在存水槽的中间线性阵列有圆形的凸台二，所述凸台二的中心处同轴设有圆形的贯通口；
所述钢铁条一设有一对并对称镶嵌于铜基体的前后两侧，所述钢铁条一的中下部交错分布有两行圆形的结合孔一；
所述钢铁条二设有一对并对称镶嵌于铜基体的左右两侧，所述钢铁条二的中下部交错分布有两行圆形的结合孔二；
所述钢铁段设有若干个并对应镶嵌于各个凸台一内，所述钢铁段的中下部交错分布有两行圆形的结合孔三；
所述钢铁管设有若干个并对应镶嵌于各个凸台二内，所述钢铁管的下端部做斜切处理，所述钢铁管的中下部交错分布有两行圆形的结合孔四；
所述钢铁板水平设于存水槽的上方且其下表面与铜基体、凸台一及凸台二的上表面相接触，所述钢铁板与通过两个钢铁条一及两个钢铁条二所围成的矩形框之间间隙配合，所述钢铁板分别与钢铁条一及钢铁条二之间密封焊接，所述钢铁板在各个钢铁段的上方均设有矩形的配合口一，所述钢铁段与配合口一之间间隙配合，所述钢铁板在各个钢铁管的上方均设有圆形的配合口二，所述钢铁管与配合管二之间间隙配合，所述钢铁板分别与钢铁段及钢铁管之间密封焊接。
优选的，所述钢铁板的左右两边分别焊接有进水管及出水管。
优选的，所述钢铁条一的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱一，所述钢铁条二的外侧居中焊接有斜向上的钢铁柱二，所述钢铁条一与钢铁条二的相邻端之间焊接有斜着的钢铁柱三，所述钢铁段的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱四，在前后的钢铁条一之间横跨连接有一对“︹”的钢铁柱四，所述钢铁柱四与每个钢铁管之间焊接有一对钢铁柱六。
优选的，这种铜钢复合型水套的成型工艺，包括以下步骤：
步骤1：准备钢制件：选用235Q钢板来制作钢铁条一、钢铁条二、钢铁段及钢铁板，选用235Q无缝钢管来制作钢铁管；
步骤2：焊接预埋件：在钢铁条一的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱一，在钢铁条二的外侧居中焊接上斜向上的钢铁柱二，在钢铁条一与钢铁条二的相邻端之间焊接上斜着的钢铁柱三，在钢铁段的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱四，在前后的钢铁条一之间横跨焊接一对“︹”的钢铁柱四，并在钢铁柱四与每个钢铁管之间焊接上一对钢铁柱六；
步骤3：造型：将木模具放置造型平板上，将砂箱放置其上，制作型腔；
步骤4：预热：将砂箱放入烘房中烧制，温度360℃，保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
步骤5：放入预埋件：将准备好的预埋件对应放置并固定在预热过的型腔中，盖上盖箱，并固定牢固；
步骤6：熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
步骤7：浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，等待凝固；
步骤8：开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
步骤9：锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
步骤10：机加工：按要求对毛坯进行机加工，得到铜基体；
步骤11：喷涂：在铜基体的内壁上均匀喷涂上含紫铜或铜合金的金属粉末，以获得防渗透层；
步骤12：检查结合性：将铜基体水平放置，并在铜基体的存水槽中放满水，再静止观察铜基体是否漏水；
步骤13：焊接预埋件：先将钢铁板分别与钢铁条一及钢铁条二进行密封焊接，再将钢铁板分别与钢铁段及钢铁管进行密封焊接，得到铜钢复合型水套；
步骤14：检测耐水压性：在铜钢复合型水套内部充入0.45Mpa的水流，检查铜钢复合型水套的外表面是否漏水。
与现有技术相比，本发明中的铜钢复合型水套具有以下优点：
1.铜钢复合水套是一种以紫铜为基材，与优质钢材整体铸造成型的双金属高效节能新型复合材料，经过特殊加工工艺，高温整体铸造复合而成，使得两种材料在高温下结合在一起，不能分开的新型水套。该水套既具有紫铜的耐腐蚀性、耐磨性、高导热性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、延伸性及钢材良好的综合机械性能。
2.更改后的加工工艺流程简便，提高部品生产效率。可以广泛应用于冶金、机械、核工业等工业领域。是一种全新的工艺方法，有明显的优势：①铜钢复合后，各自的性能优势互补，扩大了使用范围。②复合质量好，与其他部件的接口利用钢材的焊接性能，实行完全的冶金结合，大大提高了水套的使用价值。③扩展了铜的运用领域，满足社会发展的需要。④符合国家产业结构调整的需要。
附图说明
图1为本发明整体三维的结构示意图。
图2为本发明局部爆炸的结构示意图。
图3为本发明中的铜基体的结构示意图。
图4和图5为本发明中的预埋件的结构示意图。
其中：
11-铜基体；11a-存水槽；11b-贯通口；111-凸台一；112-凸台二；12-钢铁条一；12a-结合孔一；13-钢铁条二；13a-结合孔二；14-钢铁段；14a-结合孔三；15-钢铁管；15a-结合孔四；16-钢铁板；16a-配合口一；16b-配合口二；161-进水管；162-出水管；17-钢铁柱一；18-钢铁柱二；19-钢铁柱三；20-钢铁柱四；21-钢铁柱五；22-钢铁柱六。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，一种铜钢复合型水套，包括铜基体11、钢铁条一12、钢铁条二13、钢铁段14、钢铁管15及钢铁板16，其中：
所述铜基体11的上侧设有矩形的存水槽11a，所述铜基体11在整个存水槽11a内矩形阵列有矩形的凸台一111，所述铜基体11在存水槽11a的中间线性阵列有圆形的凸台二112，所述凸台二112的中心处同轴设有圆形的贯通口11b；
所述钢铁条一12设有一对并对称镶嵌于铜基体11的前后两侧，所述钢铁条一12的中下部交错分布有两行圆形的结合孔一12a；
所述钢铁条二13设有一对并对称镶嵌于铜基体11的左右两侧，所述钢铁条二13的中下部交错分布有两行圆形的结合孔二13a；
所述钢铁段14设有若干个并对应镶嵌于各个凸台一111内，所述钢铁段14的中下部交错分布有两行圆形的结合孔三14a；
所述钢铁管15设有若干个并对应镶嵌于各个凸台二112内，所述钢铁管15的下端部做斜切处理，所述钢铁管15的中下部交错分布有两行圆形的结合孔四15a；
所述钢铁板16水平设于存水槽11a的上方且其下表面与铜基体11、凸台一111及凸台二112的上表面相接触，所述钢铁板16与通过两个钢铁条一12及两个钢铁条二13所围成的矩形框之间间隙配合，所述钢铁板16分别与钢铁条一12及钢铁条二13之间密封焊接，所述钢铁板16在各个钢铁段14的上方均设有矩形的配合口一16a，所述钢铁段14与配合口一16a之间间隙配合，所述钢铁板16在各个钢铁管15的上方均设有圆形的配合口二16b，所述钢铁管15与配合管二16b之间间隙配合，所述钢铁板16分别与钢铁段14及钢铁管15之间密封焊接。
在本实施例中，所述钢铁板16的左右两边分别焊接有进水管161及出水管162。通过进水管161将外部的冷水引入到该铜钢复合型水套的腔室中，通过出水管162将位于铜钢复合型水套的腔室中热水排出。
在本实施例中，所述钢铁条一12的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱一17，所述钢铁条二13的外侧居中焊接有斜向上的钢铁柱二18，所述钢铁条一12与钢铁条二13的相邻端之间焊接有斜着的钢铁柱三19，所述钢铁段14的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱四20，在前后的钢铁条一12之间横跨连接有一对“︹”的钢铁柱四20，所述钢铁柱四20与每个钢铁管15之间焊接有一对钢铁柱六22。
在本实施例中，这种铜钢复合型水套的成型工艺，包括以下步骤：
步骤1：准备钢制件：选用Q235钢板来制作钢铁条一12、钢铁条二13、钢铁段14及钢铁板16，选用Q235无缝钢管来制作钢铁管15；
步骤2：焊接预埋件：在钢铁条一12的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱一17，在钢铁条二13的外侧居中焊接上斜向上的钢铁柱二18，在钢铁条一12与钢铁条二13的相邻端之间焊接上斜着的钢铁柱三19，在钢铁段14的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱四20，在前后的钢铁条一12之间横跨焊接一对“︹”的钢铁柱四20，并在钢铁柱四20与每个钢铁管15之间焊接上一对钢铁柱六22；
步骤3：造型：将木模具放置造型平板上，将砂箱放置其上，制作型腔；
步骤4：预热：将砂箱放入烘房中烧制，温度360℃，保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
步骤5：放入预埋件：将准备好的预埋件对应放置并固定在预热过的型腔中，盖上盖箱，并固定牢固；
步骤6：熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
步骤7：浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，等待凝固；
步骤8：开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
步骤9：锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
步骤10：机加工：按要求对毛坯进行机加工，得到铜基体11；
步骤11：喷涂：在铜基体11的内壁上均匀喷涂上含紫铜或铜合金的金属粉末，以获得防渗透层；
步骤12：检查结合性：将铜基体11水平放置，并在铜基体11的存水槽11a中放满水，再静止观察铜基体11是否漏水；
步骤13：焊接预埋件：先将钢铁板16分别与钢铁条一12及钢铁条二13进行密封焊接，再将钢铁板16分别与钢铁段14及钢铁管15进行密封焊接，得到铜钢复合型水套；
步骤14：检测耐水压性：在铜钢复合型水套内部充入0.45Mpa的水流，检查铜钢复合型水套的外表面是否漏水。
这种铜钢复合型水套在实际应用时：
1.铜钢复合水套是一种以紫铜为基材，与优质钢材整体铸造成型的双金属高效节能新型复合材料，经过特殊加工工艺，高温整体铸造复合而成，使得两种材料在高温下结合在一起，不能分开的新型水套。该水套既具有紫铜的耐腐蚀性、耐磨性、高导热性，又具有碳钢良好的可焊性、成型性、延伸性及钢材良好的综合机械性能。
2.更改后的加工工艺流程简便，提高部品生产效率。可以广泛应用于冶金、机械、核工业等工业领域。是一种全新的工艺方法，有明显的优势：①铜钢复合后，各自的性能优势互补，扩大了使用范围。②复合质量好，与其他部件的接口利用钢材的焊接性能，实行完全的冶金结合，大大提高了水套的使用价值。③扩展了铜的运用领域，满足社会发展的需要。④符合国家产业结构调整的需要。
因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (4)
1.一种铜钢复合型水套，其特征在于：包括铜基体(11)、钢铁条一(12)、钢铁条二(13)、钢铁段(14)、钢铁管(15)及钢铁板(16)，其中：
所述铜基体(11)的上侧设有矩形的存水槽(11a)，所述铜基体(11)在整个存水槽(11a)内矩形阵列有矩形的凸台一(111)，所述铜基体(11)在存水槽(11a)的中间线性阵列有圆形的凸台二(112)，所述凸台二(112)的中心处同轴设有圆形的贯通口(11b)；
所述钢铁条一(12)设有一对并对称镶嵌于铜基体(11)的前后两侧，所述钢铁条一(12)的中下部交错分布有两行圆形的结合孔一(12a)；
所述钢铁条二(13)设有一对并对称镶嵌于铜基体(11)的左右两侧，所述钢铁条二(13)的中下部交错分布有两行圆形的结合孔二(13a)；
所述钢铁段(14)设有若干个并对应镶嵌于各个凸台一(111)内，所述钢铁段(14)的中下部交错分布有两行圆形的结合孔三(14a)；
所述钢铁管(15)设有若干个并对应镶嵌于各个凸台二(112)内，所述钢铁管(15)的下端部做斜切处理，所述钢铁管(15)的中下部交错分布有两行圆形的结合孔四(15a)；
所述钢铁板(16)水平设于存水槽(11a)的上方且其下表面与铜基体(11)、凸台一(111)及凸台二(112)的上表面相接触，所述钢铁板(16)与通过两个钢铁条一(12)及两个钢铁条二(13)所围成的矩形框之间间隙配合，所述钢铁板(16)分别与钢铁条一(12)及钢铁条二(13)之间密封焊接，所述钢铁板(16)在各个钢铁段(14)的上方均设有矩形的配合口一(16a)，所述钢铁段(14)与配合口一(16a)之间间隙配合，所述钢铁板(16)在各个钢铁管(15)的上方均设有圆形的配合口二(16b)，所述钢铁管(15)与配合管二(16b)之间间隙配合，所述钢铁板(16)分别与钢铁段(14)及钢铁管(15)之间密封焊接。
2.根据权利要求1所述的一种铜钢复合型水套，其特征在于：所述钢铁板(16)的左右两边分别焊接有进水管(161)及出水管(162)。
3.根据权利要求1所述的一种铜钢复合型水套，其特征在于：所述钢铁条一(12)的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱一(17)，所述钢铁条二(13)的外侧居中焊接有斜向上的钢铁柱二(18)，所述钢铁条一(12)与钢铁条二(13)的相邻端之间焊接有斜着的钢铁柱三(19)，所述钢铁段(14)的左右两侧对称焊接有斜向上的钢铁柱四(20)，在前后的钢铁条一(12)之间横跨连接有一对“︹”的钢铁柱四(20)，所述钢铁柱四(20)与每个钢铁管(15)之间焊接有一对钢铁柱六(22)。
4.一种根据权利要求3所述的铜钢复合型水套的成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：准备钢制件：选用Q235钢板来制作钢铁条一(12)、钢铁条二(13)、钢铁段(14)及钢铁板(16)，选用Q235无缝钢管来制作钢铁管(15)；
步骤2：焊接预埋件：在钢铁条一(12)的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱一(17)，在钢铁条二(13)的外侧居中焊接上斜向上的钢铁柱二(18)，在钢铁条一(12)与钢铁条二(13)的相邻端之间焊接上斜着的钢铁柱三(19)，在钢铁段(14)的左右两侧对称焊接上斜向上的钢铁柱四(20)，在前后的钢铁条一(12)之间横跨焊接一对“︹”的钢铁柱四(20)，并在钢铁柱四(20)与每个钢铁管(15)之间焊接上一对钢铁柱六(22)；
步骤3：造型：将木模具放置造型平板上，将砂箱放置其上，制作型腔；
步骤4：预热：将砂箱放入烘房中烧制，温度360℃，保温6～7小时，至砂箱干燥无水分；
步骤5：放入预埋件：将准备好的预埋件对应放置并固定在预热过的型腔中，盖上盖箱，并固定牢固；
步骤6：熔化：将紫铜板放入电炉中，熔化至温度1140～1160℃紫铜液出炉，倾倒至预热过的浇包中；
步骤7：浇注：浇注速度控制在1.0m/s，将紫铜液浇入型腔中，等待凝固；
步骤8：开箱：浇注完10～15分钟后开箱，取出铸件毛坯；
步骤9：锯冒口：将毛坯冒口锯掉；
步骤10：机加工：按要求对毛坯进行机加工，得到铜基体(11)；
步骤11：喷涂：在铜基体(11)的内壁上均匀喷涂上含紫铜或铜合金的金属粉末，以获得防渗透层；
步骤12：检查结合性：将铜基体(11)水平放置，并在铜基体(11)的存水槽(11a)中放满水，再静止观察铜基体(11)是否漏水；
步骤13：焊接预埋件：先将钢铁板(16)分别与钢铁条一(12)及钢铁条二(13)进行密封焊接，再将钢铁板(16)分别与钢铁段(14)及钢铁管(15)进行密封焊接，得到铜钢复合型水套；
步骤14：检测耐水压性：在铜钢复合型水套内部充入0.45Mpa的水流，检查铜钢复合型水套的外表面是否漏水。
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|---|---|---|---|
| CN202210925020.4A CN115355721A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种铜钢复合型水套 |
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| CN202210925020.4A CN115355721A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种铜钢复合型水套 |
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| CN115355721A true CN115355721A (zh) | 2022-11-18 |
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Family Applications (1)
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| CN202210925020.4A Pending CN115355721A (zh) | 2022-08-03 | 2022-08-03 | 一种铜钢复合型水套 |
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