专利名称：高炉铸铜冷却壁的加工方法
技术领域：
本发明涉及冶金系统高炉部件制造技术领域，特别是一种高炉铸铜冷 却壁的加工方法。
背景技术：
目前，铜冷却壁作为高炉的冷却部件正成为高炉长寿最新、最先进的技术之一。当前国内外的冶金企业，通过在高炉上进行的铜冷却壁试验和操作均取得了成功，尤其是在大型高炉上铜冷却壁的产品制造技术已得到了较为广泛的应用。铜冷却壁的制造主要有三种，即轧制铜板钻孔、连铸式铸出带孔板坯和铸造直接成型。武钢近年来通过自主创新，全面采用铸造成型的铸铜冷却壁，分别应用于武钢的五座高炉上。铸造直接成型又分为直接成型和铸管式两种工艺路线，经过实践证明，直接成型无法回避接管焊接的工序，所以我们主要采用铸管式的工艺方案。目前武钢生产制造铸管式一铸铜冷却壁主要是圆管形状的。但圆管形状的铸铜冷却壁几何厚度过大，散热条件较差，生产成本较高，管子与壁体之间的冶金结合强度也不太好。发明内容本发明的目的是提供一种高炉铸铜冷却壁的加工方法，使其铜冷却壁 的冷却效果好，生产成本低，管子与壁体之间的冶金结合强度高。 本发明的目的由以下技术方案来实现:本发明在加工铸铜冷却壁时首先将其中的冷却管制成为扁形管，然后 放入砂型中进行铸造。上述所加工的扁形冷却管为呈迂回状的"蛇"形单管，或由多根平行上述加工扁形冷却管时选用钢管、铜管或合金管。经研究与计算表明，所制作的扁管铸铜冷却壁比圆管铸铜冷却壁的冷 却性能好，即在等过流截面、等流量和流速的情况下，扁管比圆管的冷却 效果可提高14. 4%左右。现计算比较如下1. 冷却水管截面形状及过流截面积(1) 圆管冷却壁:单根圆钢管的截面(见图1)。设圆截面的直径cN80m， 管壁厚二 6mra，则过流截面积A圆管二 ir d2/4 二 3. 14X(80 —6X 2)2/4 =3630 (醒)2 。(2) 扁管冷却壁单根扁钢管的截面(见图2)。过流截面面积相当一 个圆(由左右两个半圆构成)加上一个长方形。此扁管由上面①80mm圆管 压成，此时小圆直径为52mm，长方形的"长"和"宽"分别为52,和44,。 则A'扁管二 A小圆+ A长方形二 3.14X (52 — 6X2)2/4 + 44X (52 —6 X2) =3016 (mm)2 。2. 圆管与扁管的流量与流速(1)若保持扁管与圆管的平均流速相同，即V' 二 V; VQ = V'A (圆 管)，Q' = V' *A'(扁管)；.'.Q'(扁管)/Q (圆管)=A'(扁管) /A (圆管)二3016X / 3630= 0 . 8 3 1; Q'(扁管)二 0. 8 31Q(圆 管)即在扁管与圆管的平均流速相同的条件下，扁管的流量比圆管的流量 低，约为圆管的83.P/。。(2)若保持扁管与圆管的流量相同，即Q'(扁管)二 Q (圆管) V' / V = A / A' = 3630 / 3016^1.204 V' "1.204 V即在扁管与圆管的流量相同的条件下，扁管的流速比圆管的流速高， 约为圆管的1.2倍。在等过流截面、等流量和流速的情况下，扁管比圆管 的冷却效果可提高14.4%左右。很显然，若在同等冷却强度条件下，扁管可 以节约较多冷却水。同时还可以减少铸铜冷却壁的厚度，节约大量有色件 原材料，降低产品的制造成本。此外还可提高管子与壁体之间的冶金结合 强度。综上所述，虽然仅仅是将圆管压成了扁管，但扁管铸铜冷却壁在冷 却性能等方面均比现有的圆管铸铜冷却壁要好得多。
图1是现有的圆管铸铜冷却壁的结构示意图。4图2是本发明所加工的扁管铸铜冷却壁的结构示意图。
具体实施方式
以上图2所公开的结构是本发明中一个实施例的结构。 图中，l为冷却壁的壁体；2为冷却管。参阅图2，实施时可将圆钢管通过弯管机，采用专用模具，将其轧弯如 图2所示的扁管形状，并将其放入砂型之中进行铸造成型即可。所加工的 扁形冷却管为呈迂回状的"蛇"形单管，也可由多根(如四根)平行单管 构成。加工时所选材料除钢管以外还可采用铜管或合金管，具体实施方式
相同。本发明也适用于轧制孔的铜冷却壁，即扁孔形状比圆孔形状冷却效 果更好。以上叙述中若有未详细说明的内容，应为本领域的技术人员公知或应 知的技术，在此不再赘述。
权利要求
1.一种高炉铸铜冷却壁的加工方法，其特征在于首先将其中的冷却管制成为扁形管，然后放入砂型中进行铸造。
2. 根据权利要求1所述的高炉铸铜冷却壁的加工方法，其特征在于: 上述所加工的扁形冷却管为呈迂回状的"蛇"形单管，或由多根平行单管 构成。
3. 根据权利要求1或2所述的高炉铸铜冷却壁的加工方法，其特征在 于上述加工扁形冷却管时选用钢管、铜管或合金管。
全文摘要
一种冶金领域高炉铸铜冷却壁的加工方法，该加工方法是首先将冷却管制成为扁形管，然后放入砂型中进行铸造。由扁管制成的铸铜冷却壁比现有的圆管铸铜冷却壁的冷却效果要好，即在等过流截面、等流量和流速的情况下，扁管比圆管的冷却效果可提高14.4％左右。同时还可以减少铸铜冷却壁的厚度，节约大量有色件原材料，降低产品的制造成本。此外还可提高管子与壁体之间的冶金结合强度。
文档编号C21B7/00GK101654718SQ200910063918
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者余光明, 卢献忠, 凯 金, 毅 钟 申请人:武汉钢铁(集团)公司