RO119213B1

RO119213B1 - Metodă de fabricare a unui element de răcire şi element de răcire

Info

Publication number: RO119213B1
Application number: ROA200201219A
Authority: RO
Inventors: Risto Saarinen; Yrjo Leppanen
Original assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2004-05-28
Also published as: KR20020087419A; BR0109309B1; BG107122A; FI112534B; CN1419646A; CN1301395C; CA2403844A1; BR0109309A; ZA200207287B; US6742699B2; CA2403844C; WO2001071267A3; ES2274876T3; KR100735593B1; FI20000658A0; PE20020136A1; PL197177B1; FI20000658A; BG64806B1; JP2003528285A

Abstract

Invenţia se referă la o metodă de fabricare a unui element de răcire şi la un element de răcire folosit în cadrul unui cuptor industrial, cum ar fi: un cuptor de topire cu descărcare în arc sau un furnal sau un cuptor electric pentru elaborarea metalelor. Metoda conform invenţiei constă în legarea prin lipire a unor elemente de căptuşeală confecţionate din ceramică, de o parte de carcasă a unui element de răcire, confecţionat, în special, din cupru, în care cel puţin aria de îmbinare este încălzită, cel puţin până la temperatura de topire a agentului de lipire, aflat sub forma unei pulberi sau sub cea a unei folii, astfel încât se creează o îmbinare, având un bun contact termic cu partea de carcasă a elementului şi cu elementul de căptuşeală, suprafaţa părţii de carcasă a elementului de răcire susţinând elementele de căptuşeală. Elementul de răcire, conform invenţiei, obţinut prin aplicarea metodei, cuprinde nişte elemente (2) de căptuşeală, confecţionate din ceramică, care sunt legate de o parte (1) de carcasă, cu ajutorul unui agent de lipire, care asigură un bun contact termic între elementul (2) ceramic şi partea (1) de carcasă, suprafaţa părţii (1) de carcasă fiind prevăzută cu nişte canale (3), în care sunt dispuse elementele (2) de căptuşeală susţinute, în centru, prin forma canalelor, o distanţă (W$1$ şi W$2$) dintre nişte pereţi opuşi, ai canalelor (3), din partea de carcasă, având o valoare descrescătoare, pornind de la baza canalelor (3) către suprafaţa părţii (1) de carcasă. ŕ

Description

Invenția se referă la o metodă de fabricare a unui element de răcire și, de asemenea, la un element de răcire.

în legătură cu cuptoarele industriale, de exemplu, cuptoare de topire cu descărcare în arc, furnale și cuptoare electrice, folosite la fabricarea metalelor, sau în legătură cu alte reactoare metalurgice, se folosesc elemente de răcire care, în mod tipic, sunt confecționat,e în special, din cupru. Pe suprafața elementului de răcire, este dispusă adesea o căptușeală ceramică, de exemplu, confecționată din cărămizi refractare. Elementele de răcire sunt răcite, în mod specific, cu apă și prevăzute cu un sistem de canale pentru apa de răcire, astfel încât căldura este transferată de la cărămizile refractare, prin carcasa elementului de răcire, la apa de răcire. Elementele de răcire sunt folosite în condiții de lucru extreme, ele fiind supuse la o puternică solicitare, prin coroziune și eroziune, provocată de atmosfera din cuptor sau de contactul cu materialul topit. Pentru o funcționare eficientă a elementului de răcire, este important ca legătura dintre cărămizile refractoare și elementul de răcire să fie bună, caz în care se obține un contact de transfer efectiv al căldurii. Un dezavantaj în fabricația elementelor de răcire, cunoscute, constă în complexitatea metodelor de fabricație la atașarea căptușelii ceramice/refractare și dificultatea de obținere a unui contact bun între căptușeala ceramică și respectivul element. în acest fel, proprietățile de răcire ale elementului nu pot fi pe deplin utilizate. Acest fapt, la rândul lui, are ca rezultat o uzură accelerată a căptușelii.

Obiectivul invenției este acela de a realiza o metodă de fabricare a unui element de răcire, metodă prin care să poată fi evitate dezavantajele din stadiul tehnicii. Un alt obiectiv al invenției este acela de a realiza un element de răcire, care să aibă un contact bun între căptușeala ceramică și carcasa elementului.

Metoda de fabricare a elementului de răcire, conform invenției, este caracterizată prin aceea că elementele de căptușeală ceramică sunt legate de partea de carcasă a elementului, folosind, în îmbinarea dintre elementele de căptușeală și partea de carcasă, un agent de lipire/lipire tare, în care cel puțin aria de îmbinare este încălzită cel puțin până la temperatura de topire a agentului de lipire/lipire tare, astfel încât se creează o îmbinare având un bun contact termic cu partea de carcasă a elementului și cu elementul de căptușeală ceramică.

Construcția conform invenției are câteva avantaje remarcabile. în conformitate cu metoda, se obține un contact extrem de bun între elementele de căptușeală ceramică și carcasa elementului de răcire. Acest fapt menține temperatura pe fața dinspre cuptor a elementului de răcire și a părților ceramice, de exemplu, cărămizi refractare, la un nivel suficient de scăzut, astfel încât pe suprafața elementului se creează o așa numită căptușeală autogenă care, între altele, cuprinde componente topite oxidice și/sau sulfidice. Acum, între altele, uzura cărămizilor este substanțial încetinită, iar durata de serviciu a elementului de răcire este sporită. Metoda conform invenției est, de asemenea, avantajoasă și în ceea ce privește tehnologia de fabricație.

Invenția este explicată, în mod detaliat, mai jos, în legătură și cu desenul anexat care ilustrează elementul de răcire, conform invenției, văzut în secțiune transversală.

Elementul de răcire, conform invenției, cuprinde o parte 1 de carcasă, prevăzută cu un sistem 4 de canale pentru circulația apei de răcire și o căptușeală formată din elemente ceramice, aplicate pe cel puțin o parte a suprafeței părții de carcasă. Elementele 2 ale căptușelii ceramice sunt atașate pe partea 1 de carcasă, cu ajutorul unui agent de lipire/lipire tare, într-un mod ce are ca efect un bun contact termic între partea de ceramică și partea de carcasă. Partea 1 do carcasă a elementului de răcire este confecționată, în mod specific, din cupru, de exemplu. în mod avantajos, partea 1 de carcasă a elementului de răcire este

R0119213 Β1 confecționată, de exemplu, prin turnare cu aspirație. Partea de carcasă este prevăzută cu un sistem de canale 4 pentru circulația apei de răcire. în mod specific, sistemul de canale 50 4 este confecționat prin prelucrare, de exemplu, prin găurire, sau în legătură cu turnarea.

Cel puțin una din suprafețele carcasei 1 este prevăzută cu niște canale 3, unde sunt dispuse elementele 2 ale căptușelii ceramice, în mod specific, cărămizi. între partea 1 de carcasă a elementului de răcire și elementele 2 ceramice, este executată o legătură, care face posibil un bun contact termic, cu ajutorul unui agent de lipire/lipire tare. Elementele 2 ceramice sunt 55 dispuse pentru a fi ținute în canalele menținute într-un mod de blocare prin formă, când elementul se află într-o poziție în care canalul se deschide în jos. Canalele 3 se pot de exemplu îngusta de la baza canalului către suprafața elementului, caz în care lățimea W, a canalului, la baza canalului, este mai mare decât lățimea W₂ a canalului la nivelul suprafeței. într-un exemplu caracteristic de realizare, lățimea W₂ a canalului, la nivelul suprafeței părții - de car- 60 casă, este cu 2-1 Omm mai mică decât lățimea W, a canalului la baza respectivului canal. Toleranța dimensională între canalele 3 și elementele 2 de căptușeală ceramică este stabilită astfel încât elementele 2 ceramice să poată fi introduse în canalele 3, la capetele acestora, din partea laterală a carcasei elementului. între elementele 2 ceramice și partea 1 de carcasă, cel puțin la suprafețele de îmbinare, este aplicat un strat intermediar din agentul 65 de lipire/lipire tare, acesta având o temperatură de topire care este mai joasă decât temperatura de topire a pieselor ce trebuie îmbinate. Agentul de lipire/lipire tare poate fi adus în respectiva îmbinare, de exemplu sub formă de folie sau pulbere. Agentul de lipire/lipire tare poate fi de asemenea gata inclus în cel puțin una din piesele ce trebuie îmbinate. De exemplu, elementele de căptușeală ceramică pot include un strat de agent de lipire/lipire tare pe 70 suprafața de îmbinare, caz în care respectivele elemente sunt scufundate în agentul de lipire/lipire tare, aflat în stare topită, înainte de a le instala în canalele menționate ale părții de carcasă. în acest caz, un strat de agent de lipire/lipire tare este absorbit în suprafața elementului de căptușeală ceramică. Agentul de lipire/lipire tare poate fi de exemplu, un aliaj pe bază de cupru, cu punct de topire situat între 400 și 700°C. 75

Când elementele 2 de căptușeală ceramică, de exemplu, cărămizi refractare și agentul de lipire/lipire tare sunt așezate în respectivul canal, aria de îmbinare, cel puțin a pieselor ce trebuie îmbinate, este încălzită până la o temperatură la care agentul de lipire/lipire tare se topește și face un bun contact termic între respectivele cărămizi și partea de carcasă.

Este, de asemenea, posibil să se aducă mai mult agent de lipire/lipire tare la aria de îmbi- 80 nare, în timpul procesului de încălzire. încălzirea poate fi executată în aceeași fază, în care se face o posibilă îmbinare cu blocare a canalului.

Elementele de răcire, conform invenției, pot fi folosite în câteva aplicații diferite. Un obiect specific pentru utilizarea elementului de răcire, conform invenției, este, de exemplu, tavanul cuptorului de la partea inferioară dintr-un cuptor de topire cu descărcare în arc. 85 Acolo, forma canalelor făcute în elementele de răcire împiedică elementele de căptușeală ceramică să cadă din respectivele canale, cu toate că elementul este instalat astfel, încât partea de căptușeală să fie orientată în jos. Canalele nu trebuie să fie îngustate foarte mult, deoarece temperatura elementelor pe partea orientată către cuptor este mai înaltă decât temperatura pe partea orientată dinspre cuptor, caz în care dilatarea termică determină o 90 strângere sub presiune pe suprafața situată pe partea orientată către cuptor.

Se menționează acum dimensiuni specifice pentru un element de răcire, conform invenției, lățime: 0,25... 1m, lungime: 1...2m și grosime a părții de carcasă:100-200mm, din care grosimea părții de canal reprezintă aproximativ jumătate.

Claims

Revendicări

1. Metodă de fabricare a unui element de răcire, cuprinzând o parte de carcasă și elemente de căptușeală ceramică, dispuse pe suprafața părții de carcasă, caracterizată prin aceea că elementele (2) de căptușeală ceramică sunt legate de partea (1) de carcasă a elementului, confecționat, în special, din cupru, folosind în îmbinarea dintre elementele de căptușeală și partea de carcasă un agent de lipire, în care cel puțin aria de îmbinare este încălzită cel puțin până la temperatura de topire a agentului de lipire, astfel încât se creează o îmbinare având un bun contact termic cu partea (1) de carcasă a elementului și cu elementul (2) de căptușeală ceramică, suprafața părții (1) de carcasă a elementului de răcire fiind prevăzută cu canale (3), în care sunt montate elementele (2) de căptușeală ceramică.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că elementele (2) de căptușeală ceramică sunt cărămizi refractare.
3. Metodă conform revendicării 1 sau 2, caracterizată prin aceea că agentul de lipire este adus separat la aria de îmbinare, de exemplu sub forma unei pulberi sau a unei folii.
4. Metodă conform oricăreia din revendicările 1-3, caracterizată prin aceea că agentul de lipire este adus separat la aria de îmbinare împreună cu piesele ce trebuie îmbinate împreună.
5. Metodă conform oricăreia din revendicările 1 -4, caracterizată prin aceea că, în elementele (2) de căptușeală ceramică, cel puțin pe suprafața de îmbinare a acestora, este aplicat cel puțin un strat de agent intermediar, cum ar fi un strat de metal sau un strat de agent de lipire, înainte de aducerea elementelor la aria de îmbinare.
6. Element de răcire, cuprinzând o parte de carcasă, prevăzută cu un sistem de canale pentru circulația apei de răcire și o căptușeală confecționată din elemente ceramice, în cel puțin o parte a suprafeței părții de carcasă, caracterizat prin aceea că elementele (2) de căptușeală ceramică sunt legate de partea (1) de carcasă, confecționată, în special, din cupru, cu ajutorul unui agent de lipire, într-un astfel de mod încât rezultă un bun contact termic între elementul ceramic și partea de carcasă, suprafața părții (1) de carcasă a elementului de răcire fiind prevăzută cu canale (3), în care sunt dispuse elementele (2) de căptușeală ceramică pentru a fi montate.
7. Element conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că elementele (2) de căptușeală ceramică sunt dispuse pentru a fi ținute în canale (3), într-un mod de blocare prin formă, atunci când elementul se află într-o poziție în care canalele se deschid în jos.
8. Element de răcire, conform revendicării 6 sau 7, caracterizat prin aceea că distanța (W_t W₂) dintre pereții opuși ai canalelor (3) din partea de carcasă se reduce pornind de la baza canalelor către suprafața părții de carcasă.