[发明专利]一种新型耐磨铜冷却壁及其制造方法

说明书

本发明涉及一种新型耐磨铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，其特征是：还包括至少一个耐磨板，耐磨板贴合在所述铜冷却壁本体的热面上，每个耐磨板通过至少一个搅拌摩擦焊焊缝与铜冷却壁本体连接。本发明还提供上述新型耐磨铜冷却壁的一种制造方法。这种新型耐磨铜冷却壁中铜冷却壁本体与耐磨板之间的结合强度高，无气隙热阻，导热性能好，延长了耐磨板的使用寿命，起到保护铜冷却壁热面的作用。

技术领域

本发明涉及冶金电炉设备技术领域，特别涉及一种新型耐磨铜冷却壁。

背景技术

铜冷却设备（如铜冷却壁）应用比较广泛，一般应用于高炉、电弧炉、矿热炉等高温炉体，通常高炉炉体的工作温度很高，局部温度能达到1600℃以上。而常规高炉采用的铜冷却壁，是通过导热和对流等换热的方式，带走多余热量，形成渣皮，延长高炉的使用寿命。然而在高炉的工作过程中，铜冷却壁的热面经常受到炉料和铁水的冲刷，造成铜冷却壁热面的磨损。如图10所示，目前，为了保护铜冷却壁01的热面，一般采用在铜冷却壁01热面的槽顶、槽底或者两者兼具的位置上，增加耐磨板02，通过螺柱03或螺钉04将耐磨板02锁紧在铜冷却壁01的热面上。但是从铜冷却壁01的加工工艺上看，加工铜冷却壁01热面的螺纹孔，拧紧螺柱03或者螺钉04等工序的工作量大；从铜冷却壁01的使用角度上看，耐磨板02、螺柱03或螺钉04与铜冷却壁01间均不存在冶金结合，存在一定的气隙热阻，散热不良，随着铜冷却壁01热面的温度上升，螺柱03或螺钉04和耐磨板02的变形加大，且强度、硬度和耐磨性能降低，从而加速磨损。当高炉的局部温度高到超过螺柱03或螺钉04的熔点时，螺柱03或螺钉04就会失效，并且进一步增加耐磨板02与铜冷却壁01热面之间的气隙热阻，甚至起不到保护铜冷却壁01热面的作用。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型耐磨铜冷却壁，这种新型耐磨铜冷却壁中铜冷却壁本体与耐磨板之间的结合强度高，无气隙热阻，导热性能好，延长了耐磨板的使用寿命，起到保护铜冷却壁热面的作用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种新型耐磨铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，其特征是：还包括至少一个耐磨板，耐磨板贴合在所述铜冷却壁本体的热面上，每个耐磨板通过至少一个搅拌摩擦焊焊缝与铜冷却壁本体连接。

通常，铜冷却壁本体朝向高炉炉腔的一面为热面，背向高炉炉腔的一面为冷面。

上述耐磨板处于铜冷却壁本体的热面上，采用搅拌摩擦焊的工艺形成搅拌摩擦焊焊缝，将耐磨板和铜冷却壁本体的热面焊接在一起，实现耐磨板与铜冷却壁本体贴合面的冶金结合（冶金结合是指两件金属的界面间原子相互扩散而形成的结合），其结合强度高，无气隙热阻，导热性能好，延长了耐磨板的使用寿命，起到保护铜冷却壁热面不被烧损的作用。

上述耐磨板的材质为铸铁、钢（如不锈钢）或者铜合金（如铜锆合金、铜铬合金、铜银合金、铜锌合金或者铜锡合金）。

上述铜冷却壁本体的材质为紫铜或者铜合金（如铜银合金、铜锆合金或者铜铬合金）。

作为本发明的优选方案，所述搅拌摩擦焊焊缝为点状或条状。

作为本发明的优选方案，所述铜冷却壁本体的热面上均布有多个挂渣槽，所述耐磨板的形状加工成与挂渣槽相匹配，耐磨板通过搅拌摩擦焊焊缝与相应挂渣槽的槽底连接。上述挂渣槽使得铜冷却壁本体的热面上易于形成渣皮，能够更好的保护铜冷却壁。上述挂渣槽可以为直槽或燕尾槽。

作为本发明进一步的优选方案，所述耐磨板贴合在相邻两个所述挂渣槽之间的所述铜冷却壁本体热面上。

本发明还提供上述新型耐磨铜冷却壁的一种制造方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）使铜冷却壁本体的热面朝上，将耐磨板放置在铜冷却壁本体的热面上，并将铜冷却壁本体及其上的耐磨板紧固在机床上；