[发明专利]冷却板

说明书

本发明涉及用作冶金炉炉壁构件，尤其是熔融炉或竖炉的冷却板，这种冷却板由铜或铜合金制成，并且有通过冷却剂的通道。

在冶金炉中，有一些炉段的炉壁是由用水冷却的冷却板构成的，几年前，冷却板还是由灰口铸铁或钢制成的。这些材料的导热性较差。铜或铜合金的导热性比灰口铸铁或钢的导热性好。铜制的冷却板的内部例如有经机械深孔钻机钻出的冷却剂通道，这些通道基本上与炉壁平行。

面向炉室内的冷却板侧的高热应力改变了冷却板的机械特性。

机械特性出现了如下的一些改变：-局部降低了的硬度，-局部改变了的粒度或组织结构，-由于不对称的热膨胀引起的材料蠕变过程中出现肉眼可见的变形。

根据炉况得出：冷却板的热应力在时间上一般不是恒定的。这种热应力发生改变的情况导致冷却板壁内的温度分布随时间发生改变，与该改变过程对应的是，冷却板材料的内应力发生改变。

这种应力的改变带来的危险是引起材料疲劳(例如由于有裂缝存在时材料失效)，这使得炉况出现危机这些危险除了加剧热应力的改变外，还加剧了上述材料特性的改变。

为了克服现有技术存在的缺陷，对结构、例如冷却炉壁的冷却通道进行了改进。为此，加强对炉内炉壁的冷却，降低热负荷。

本发明基于现有技术的状况，提供了一种冷却板，这种冷却板改变了所有的运行状况，大大增强了形状的稳定性，使得可在较长的时间内运行。

为了实现本发明的目的，提供了一种面向炉内侧，有至少一层涂层的冷却板，这种板的导热性比铜基材料的导热性低。

根据该方案，冷却板对炉内的冷却效果下降，考虑到炉子的总体操作，它具有意想不到的优点。

本发明的核心也包括减少不希望有的冷却板的形变，由此降低施加在冷却板上的热负荷。为此，在面向炉室内的板的一侧上，在冷却板上涂覆了一层适当的涂层。

该涂层由一层或多层涂层构成，每一涂层的组成可不同。

一层或多层涂层最好是通过热喷涂法，例如等离子喷涂或火焰喷涂法喷涂的。

在这种情况下，有利的是，如果至少一层是起绝缘或绝热作用的涂层，那么它们的导热性就会比铜基材料的低。

根据本发明，涂层的导热性低于320W/(m·K)。若希望涂层的绝热效果特别地好，那么其导热性也可低于10W/(m·K)。

绝热层最好由金属制成，也可以由金属/非金属复合材料制成。另外，绝热层还可由一种金属和一种金属/非金属复合材料的混合物或复合物制成。

例如，绝热层由基于锆-氧化物的材料制成，其中含有适当的添加剂钇-氧化物。

底层可用具有其它组成的层，这一层可改进基体上初始绝热层或绝热层体系的粘附性，例如是MCrAlY层，其中“M”代表金属，例如Fe、Ni或Co或这些元素的组合。

为了提高涂层在基础金属上的粘附性，理想地是在涂覆前先使基础金属的表面变得粗糙。

整个层厚优选在0.1-1.5毫米的范围内。

特别优选地是，视应用领域而定，在炉侧面的冷却板表面上涂覆组成不同的涂层或者在板的不同部位涂覆厚度不同的涂层。

由于涂层材料与各种炉渣之间发生各种各样的相互作用(粘附，炉渣的熔化行为，炉渣或涂层的剥落)，优选地是在成型的冷却板表面上，特别是在远离炉室凸起的板部位涂覆一层较厚的涂层，其层厚比距离槽的凸起侧面不远的层的厚度较厚，所述的炉渣是各种炉的炉室内喷射到冷却板表面上的。