立式矿热炉铜水套制造技术

一种立式矿热炉铜水套，涉及一种矿热炉的通水冷却设备。它由至少两块立式铜水套单元拼接而成，其特征在于：所述各立式铜水套单元内分别开有至少一条冷却水道。本实用新型专利技术对照现有技术的有益效果是，由于由于改进了原有的结构，消除气隙和铸造缺陷，因此能够大幅改善立式铜水套的性能，让它不容易损坏，使用寿命大幅增加，有效的保证了矿热炉的生产效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种矿热炉的通水冷却设备，更具体地说涉及一种立式矿热炉铜水套。 
技术介绍
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，主要用于生产铁合金、工业硅、电石、黄磷等产品，在该行业也俗称电炉。 铜水套是用在矿热炉里的一种通水冷却设备，由多个形状一样的单体组成一个圆筒形、矩形或多边形，每块单体铜水套内部具有独立的通水冷却通道。 矿热炉利用电弧的能量并利用炉料的电阻发热来熔炼金属，连续地作业，长期承受高温物料、熔融流体和高温粒子气流的冲刷和熔蚀。目前国内外电炉均在炉壁内采用多层不同形式数量的铜水套及耐火材料进行保护。 传统的铜水套结构是由纯铜基体及预埋铜管铸造成型，但不可避免的存在本体材料缺陷、基体与水管未熔合等情况，从而影响其冷却效果和使用寿命。 1、铸造的铜水套在铸造过程中无法根本消除的材料缺陷，例如内部有铸造组织疏松、气孔、夹渣和裂纹等。 2、铸造本体的机械性能差，导热性能差。 3、预埋铜管铸造成型的铜水套，由于纯铜基体与预埋水管未能完全熔合，内部容易出现不同程度的气隙热阻，导致整体组件的导热能力降低。 4、在高温工作环境下，铜水套不可避免会出现受热变形，这些铸造缺陷随着变形的出现而扩大，严重影响到到铜水套使用的可靠性。 
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术铜水套内部存在结构缺 陷，冷却性能较差，使用寿命短的缺点，提供一种立式矿热炉铜水套，这种立式矿热炉铜水套能够有效地消除结构缺陷，改善冷却性能，延长使用寿命。采用的技术方案如下： 一种立式矿热炉铜水套，由至少两块立式铜水套单元拼接而成，其特征在于：所述各立式铜水套单元内分别开有至少一条冷却水道。采用在铜板内通过机械切削加工方式（如钻深孔）形成冷却水道，彻底消除气隙热阻，确保导热能力稳定，并且结构简单，易于制造。  较优的方案，所述立式矿热炉铜水套呈密闭的环形或多边形。各块立式铜水套单元依次排列，组成一个密闭的环形或多边形，通过螺栓或其他联接方式固定成一个整体,也可以不互相联接。  较优的方案，所述立式铜水套单元的外侧面为曲面。 为了安放方口式铜水套单元等部件，至少一个立式铜水套单元呈“U”字形。 较优的方案，所述冷却水道的水道入口和水道出口分别开在立式铜水套单元的外侧面上。 较优的方案，所述立式铜水套单元的各冷却水道的水道入口均安装或焊接有一根连通外接水源的进水管，各冷却水道的水道出口均安装或焊接有一根连通外界的出水管，各冷却水道分别形成相互独立的冷却水循环系统。 一种方案，所述冷却水道的横截面为圆形。 另一种较佳的方案，所述冷却水道的横截面为复合孔，所述复合孔由至少两个圆孔部分重叠而成。各圆孔的直径可以相同也可以不同。复合孔型的冷却水道与圆孔型的冷却水道相比，具有两大优点：一是提升换热能力，复合孔型冷却通道与圆孔型相比，换热能力大致提高14%，冷却效果更均匀；二是减薄铜板的厚度，有效地节约铜材的用量，降低制造成本。 较优的方案，所述铜板为加工态的铜板。加工态的铜板指的是经过锻压等加工工艺处理过的铜板，机械性能高，导热能力强。 更优的方案，所述铜板的材料为铜或铜合金。例如，铜板由整块无氧铜锭经过锻压而成，组织均匀致密，机械性能优良；并且无氧铜板的热导率大于380 W/（m·K），具有优越的导热性能。铜合金加入有微量元素例如银等，再进行轧制或锻造，其硬度、耐磨性、抗蠕变性能优于无氧铜，但制造成本高。 优选的方案，所述铜板的材料为无氧铜。 本技术对照现有技术的有益效果是，通过改进原有的结构，消除铸造缺陷和气隙热阻，因此有效地改善立式铜水套的整体性能，使用寿命得到大幅提高，保证了矿热炉的生产效率。 附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图； 图2是图1所示实施例1中立式铜水套单元的结构示意图； 图3是图2的俯视图； 图4是图1所示实施例1中冷却水道的横向剖视图； 图5是本技术实施例1中呈“U”字形的立式铜水套单元的结构示意图； 图6是本技术实施例2中冷却水道的横向剖视图； 图7是本技术实施例3中冷却水道的横向剖视图。 具体实施方式下面结合附图和本技术的优选实施方式做进一步的说明。 如图1-5所示，本优选实施例中的立式矿热炉铜水套，由多块立式铜水套单元拼接而成，所述立式铜水套单元为加工态的铜板1。加工态的铜板1指的是经过锻压等加工工艺处理过的铜板1，机械性能高，导热能力强。本实施例中采用压延铜板1。所述压延铜板1的材料为无氧铜。 所述铜板1内分别开有冷却水道2。采用在铜板1内通过机械切削加工方式（如钻深孔）形成冷却水道2，能够避免出现气隙，导热能力强，并且结构变得简单，易于制造。  所述立式矿热炉铜水套呈密闭的环形或多边形。各块铜板1依次排列，组成一个密闭的环形。  所述冷却水道2的水道入口和水道出口分别开在铜板1的外侧面上。 所述铜板1的外侧面为曲面。 如图5所示，为了安放方口式铜水套单元，一个铜板1呈“U”字形。 所述铜板1的各冷却水道2的水道入口均安装或焊接有一根连通外接水源的进水管3，各冷却水道2的水道出口均安装或焊接有一根连通外界的出水管4，各冷却水道2分别形成相互独立的冷却水循环系统。 所述冷却水道2的横截面为圆形。 下面是不同制造工艺的铜冷却壁本体材料性能对比：         压延铜板的允许使用温度被确定为250℃[1]。在该温度下铜不会产生相变，同时还维持足于维持冷却壁正常工作的机械强度。而德国人对于高炉铸铜冷却器的使用上限温度界定为150℃[1]。（参考资料：[1] 钟庸 王筱留等编著：高炉设计——炼铁工艺设计理论与实践， 冶金出版社  2007 ） 铸造铜水套在高炉内热流强度的冲击下，由于其热阻较大，热面温度可能超过了它的允许使用温度值，因此，难免存在在特殊条件下烧损的隐患。 采用连铸坯经过轧制或锻压加工的铜板作为铜冷却壁的本体材料，它在最大程度上克服和避免了铸造过程中无法消除的材料缺陷，其材料性能与铸造材料相比,具有含铜纯度高、导热性能好、晶粒细化、致密度密、机械性能好等优点。 实施例2 如图6所示，本实施例中的立式铜水套与实施例1的区别在于： 所述冷却水道2＇的横截面为复合孔，所述复合孔由两个圆孔部分重叠而成。各圆孔的直径相同。 复合孔型的冷却水道与圆孔型的冷却水道相比，具有两大优点：一是提升 换热能力，复合孔型冷却通道与圆孔型相比，换热能力大致提高14%，冷却效果更均匀；二是减薄铜板的厚度，有效地节约铜材的用量，降低制造成本。 所述铜板1＇的材料为含有0.15%重量百分比的银的铜合金。 尽管锻压无氧铜的强度和热导率都比铸造纯铜高，但纯铜、无氧铜的应力松弛特性很明显。所谓应力松弛，就是当零件受到外力作用时，其内部会产生一大小相等方向相反的内应力，并随着时间的延长而降低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式矿热炉铜水套，由至少两块立式铜水套单元拼接而成，其特征在于：所述各立式铜水套单元内分别开有至少一条冷却水道。

【技术特征摘要】
1.一种立式矿热炉铜水套，由至少两块立式铜水套单元拼接而成，其特征在于：所述各立式铜水套单元内分别开有至少一条冷却水道。
2.如权利要求1所述的立式矿热炉铜水套，其特征在于：所述立式矿热炉铜水套呈密闭的环形或多边形。
3.如权利要求2所述的立式矿热炉铜水套，其特征在于：所述立式铜水套单元的外侧面为曲面。
4.如权利要求1所述的立式矿热炉铜水套，其特征在于：至少一个立式铜水套单元呈“U”字形。
5.如权利要求1所述的立式矿热炉铜水套，其特征在于：所述冷却水道的水道入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，沈大伟，鲍仁周，周兵其，江旭平，罗民寄，吴捷，吴博伟，卢博研，赖泽洪，伍志成，许领舜，陈名炯，
申请(专利权)人：汕头华兴冶金设备股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：