CN1419646A - 制造冷却元件的方法和冷却元件 - Google Patents

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Abstract

一种制造冷却元件的方法，冷却元件包括一个壳体和安排在壳华体中的陶瓷衬里元件，其特征在于通过在两者的接头之间加上钎焊/铜焊剂，使得所述的陶瓷衬里元件(2)和壳体(1)之间连接，至少所述的连接区加热到钎焊/铜焊剂的熔点以上，使得在所述的壳体(1)和陶瓷衬里元件(2)之间有好的热接触的连接。还公开了一种冷却元件。

Description

制造冷却元件的方法和冷却元件
本发明涉及制造冷却元件的方法，包括一个壳体部分和安排在壳体部分中的陶瓷衬里部分。
在工业炉中，例如火花熔化炉、高炉和熔炼金属的电炉中，或者在其它的冶金炉中，典型地使用主要由铜制成的冷却元件。在冷却元件的表面上，通常安排有陶瓷衬里元件，例如由耐火砖制成。冷却元件典型地是水冷的，因此设有冷却通道系统，使得热量从耐火砖通过冷却元件的壳体传到冷却水中。冷却元件在苛刻的工作条件下使用，其中由于炉气作用或与熔融金属的接触，它们受到强的腐蚀及腐蚀应力。对于冷却元件的有效的工作，重要的是在耐火砖和冷却元件之间应有好的连接，在该情形下可达到有效的传热接触。制造已知的冷却元件的缺点是在连接陶瓷/耐火衬里时造成制造方法的复杂性，和难以得到在陶瓷衬里和冷却元件之间好的接触。这样就不能充分利用冷却元件的冷却性能。这又导致加速磨损衬里。
本发明的目的是提供一种避免上述缺点的制造冷却元件的方法。本发明的另一个目的是提供一种在陶瓷衬里元件和冷却元件的壳体之间有好的接触的冷却元件。
本发明的特点由所附的权利要求书限定。
按照本发明的安排有一些重要的优点。按照本发明的方法，可以得到在陶瓷衬里元件和冷却元件壳体之间极好的接触。因此保持了冷却元件和它的陶瓷部件(如耐火砖)的炉子侧的温度足够低，使得在元件的表面上产生一种所谓的自焊的衬里，其中包括其它的氧化和/或硫化的熔化成分。其中，砖的磨损明显减小，而冷却元件的工作寿命增加。按照本发明的方法在制造工艺也是有优点的。
下面参照附图详细说明本发明，附图中：
图1示出了本发明的冷却元件的横剖面图。
本发明的冷却元件包括一个壳体1，设有一通道系统4用于冷却水的循环，还有加在壳体的表面的至少一部分上的由多个陶瓷衬里元件2。陶瓷衬里元件2用钎焊/铜焊连接到壳体1上，使得陶瓷衬里元件和壳体之间有好的热接触。冷却元件的壳体1典型地例如由铜制成。优选地，冷却元件的壳体1例如由铸造[如牵拉铸造(draw casting)]制成。壳体1设有通道系统4用于冷却水的循环。典型地，通道4由加工(如钻孔)加上铸造制成。至少壳体1的一个表面设有多个槽3，其中安排陶瓷衬里元件2(典型地是耐火砖)。在冷却元件的壳体1和陶瓷衬里元件2之间用钎焊/铜焊剂制成连接接头，使得有好的热接触。当冷却元件处在其中槽开口向下的情形下的一个位置，陶瓷衬里元件2安排成以形状锁定方式卡在槽中。槽3可以例如是从槽底部朝着冷却元件的表面变窄，在该情形下，槽底部的槽宽W1比在槽表面处的槽宽W2大。在一个典型的实施例中，壳体表面槽宽W2比槽底部的槽宽W1窄2-10mm。在槽3和陶瓷衬里元件2之间的尺寸精度安排成使得可以从壳体的侧面，在槽3的端部把陶瓷衬里元件2插入槽中。在陶瓷衬里元件2和壳体1之间，至少在连接表面，加上一层钎焊/铜焊剂的中间层，其温度比要连接的块的熔点低。钎焊/铜焊剂可以例如箔或粉末形式加到接头处。钎焊/铜焊剂也可以方便地包括在要连接的元件中至少一个上。例如陶瓷衬里元件可在接合表面包括一层钎焊/铜焊剂，在该情形下，在把陶瓷衬里元件放在壳体的槽中之前，把所述的陶瓷衬里元件浸在钎焊/铜焊剂中。在该情形下，钎焊/铜焊剂层吸收在陶瓷衬里元件的表面。钎焊/铜焊剂可以是例如一种铜基合金，其熔点在400-700℃之间。
当把陶瓷衬里元件2(例如耐火砖)和钎焊/铜焊剂安排在槽中，至少把要连接在一起的块的连接区域加热到一个温度，在该温度下钎焊/铜焊剂熔化，和在耐火砖和壳体之间得到好的热接触。在加热过程中，也可以把更多的钎焊/铜焊剂加到连接区域。可以在可能的堵塞冷却通道的连接的同一步骤中进行加热。
按照本发明的冷却元件可用在不同的应用方面。使用本发明的冷却元件的一个典型用途是例如在一个闪速熔炼炉的底炉的炉顶。在衬里元件装上后，冷却元件中的槽的形状防止陶瓷衬里元件掉到槽外，因此陶瓷衬里元件这一侧可朝向下。槽收成窄形的程度不必要太大，因为在炉子一侧元件的温度比离开炉子一侧元件的温度高，在这一情形下，热膨胀使位于炉子侧的表面有压力伸展。按照本发明的冷却元件的典型尺寸为：宽度：0.25-1m，长度1-2m，壳体厚度100-200mm，其中，槽部分的厚度约为一半。

Claims (10)

1.一种制造冷却元件的方法，冷却元件包括一个壳体和安排在壳体中的陶瓷衬里元件，其特征在于通过在两者的接头之间加上钎焊/铜焊剂，使得所述的陶瓷衬里元件(2)和壳体(1)之间连接，至少所述的连接区加热到钎焊/铜焊剂的熔点以上，使得在所述的壳体(1)和陶瓷衬里元件(2)之间有好的热接触的连接。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的壳体主要由铜制成。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于所述的陶瓷衬里元件(2)是耐火砖。
4.按照权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于所述的钎焊/铜焊剂是公开地，例如作为粉末或箔带到连接区。
5.按照权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于所述钎焊/铜焊剂与要连接的块一起带到所述的连接区。
6.按照权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于在把衬里元件加到连接区之前，在所述的陶瓷衬里元件(2)上，至少在陶瓷衬里元件(2)的连接表面上施加上至少一个中间层，如金属层或钎焊/铜焊剂层。
7.一种冷却元件，包括一个壳体(1)，和多个陶瓷衬里元件(2)，所述的壳体设有通道系统用于冷却水循环，所述的陶瓷元件设在所述的壳体表面的至少一部分上，其特征在于所述的陶瓷衬里元件(2)和所述的壳体(1)通过钎焊/铜焊剂连接，使得在所述的陶瓷衬里元件和所述的外壳之间有好的热接触。
8.按照权利要求7的冷却元件，其特征在于所述的壳体(1)的表面设有多个槽(3)，所述的陶瓷衬里元件(2)安排成装在其中。
9.按照权利要求7或8的冷却元件，其特征在于所述的陶瓷衬里元件(2)安排成当所述的陶瓷元件在所述的槽(3)的开口向下时，以形状锁定的方式保持在所述的槽(3)中。
10.按照权利要求7-9中任一项的冷却元件，其特征在于所述的外壳的槽(3)的相对的壁之间的距离(W1、W2)从所述的槽的底部到所述的壳体(3)的表面减小。
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