[发明专利]一种埋双层纯铜管铸铜水套及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷却大型镍铁电炉炉身的埋双层纯铜管铸铜水套及其制造方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，以及人们对不锈钢抗腐蚀、耐高温、强度高、表面精美等优良特性的逐步认识，我国不锈钢消费量的快速增长，目前，我国已经发展成为世界上最大的不锈钢生产国和消费国。不锈钢产量的增加带来了原料（主要是镍、铬资源）的紧张。由于我国是一个镍、铬资源短缺的国家，不锈钢产能的大发展必然带来原材料等资源的紧张。近年来镍价的飞涨，与中国不锈钢的快速发展有直接的关系，这也是发展不锈钢面临的一个重要问题。中国的现代化红土矿冶炼镍铁技术处于快速发展阶段，目前生产低镍生铁的小高炉和小矿热炉工艺由于高能耗、高污染，高成本在激烈的市场竞争下正逐渐退出历史舞台。

生产成本和环保的压力近年来国内镍铁原料生产企业都在开工建设大型镍铁电炉直接冶炼红土矿生产镍铁。因该工艺不用焦炭，原料适应性比广泛，镍铁电炉出来含镍量在9～13％之间，直接可以浇铸普通不锈钢管和轧制不锈钢薄板，省去转炉精炼兑铁水工序，与传统工艺相比非常节能、环保及生产成本低。大型镍铁电炉烟气余热可回收用于烘干矿粉或者发电，且经过烟气脱硫满足环保要求后排入大气，炉渣水淬后成为建筑工业原材料，烘干烟气余热回收蒸汽，整个过程产中，全封闭循环利用。该工艺是以低成本高效率地生产镍铁。但是该工艺普遍存在问题就是炉身寿命短，一般在3-12个月就得大修。主要原因是火法炼镍铁，炉温高达1600℃，且镍铁的比重大，高温下流动性好，长时间的洗刷炉衬耐火砖，易穿透炉墙产生镍铁水泄漏，存在较大的安全隐患。当炉衬损坏到一定程度，就必须停炉大修，更换损坏的耐火材料，以确保冶炼炉的安全运行。一座大型镍铁电炉大修一次耗资几千万，消耗耐火材料上1000吨，停产耗时1-2个月，频繁的大修和检修，对企业的生产经营影响极大，因此延长大型镍铁电炉炉身寿命技术已成为镍铁冶炼企业急需要解决的课题。

发明内容

本发明针对上述问题，目的在于提供一种能延长大型镍铁电炉炉身寿命的埋双层纯铜管铸铜水套及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种埋双层纯铜管铸铜水套，包括安装在弧形壁体内的四根双层错位冷却管道，各冷却管道的进水导管、出水导管均位于弧形壁体的外圆弧面上；各进水导管、出水导管的出头均设有护管凸台，可防止炉壳热胀冷缩剪切导管根部；弧形壁体上端面设有安装孔。冷却管道呈U形或蛇形。冷却管道、进水导管、出水导管的截面孔型呈圆状。

一种埋双层纯铜管铸铜水套的制造方法，包括在弧形壁体内部预埋四根双层错位冷却管道；各冷却管道的进水导管、出水导管均位于弧形壁体的外圆弧面上；各进水导管、出水导管的出头均设有护管凸台；弧形壁体上端面设有安装孔；所有构件采用石墨铸型一次性铸造成型；

其中，各对应的冷却管道、进水导管、出水导管均采用一根整根式的热挤压纯铜管弯制而成；弯制成形铜管经酸洗去锈打磨处理，在铜管的内腔填充树脂砂和酚醛树脂，铜管铸型内铜管卡定位，浇注系统采用补缩通道加阶梯浇注，浇注铜采用Cu≥99.95%，熔炼采用中频电炉炉底通惰性气体除气和除渣来提纯度，铜水出炉温度控制在1220-1250℃，浇注温度控制在1120-1150℃，开箱温度控制在670-760℃。

弯制成形铜管经酸洗去锈打磨处理，在铜管的内腔填充树脂砂加一定比例的酚醛树脂，利用酚醛树脂交联反应提高铜管的强度，预处理好的铜管安装管卡定位装置预埋在石墨铸型内，然后采用在铸型中设置补缩通道和阶梯浇注系统进行浇注，控制浇注温度来保证铜管外表面与浇注铜水熔合。浇注铜采用Cu≥99.95%，且熔炼纯铜时为了提高铜水的纯度采用炉内精炼通还原性或惰性气体来除去铜水中的氧化物、硫化物、氮化物和铜水中的溶解性气体来提高铜水的纯度。铜水出炉温度控制在1220-1250℃，浇注温度控制在1120-1150℃，开箱温度控制在670-760℃。

作为上述方案的进一步设置，所述树脂砂与酚醛树脂之间的重量比为100：0.6~0.8。

所述整根式的热挤压纯铜管，其规格均为?49×6。

所述铜水出炉温度控制在1230-1250℃，浇注温度控制在1145-1150℃，开箱温度控制在720-760℃。

所述铜水出炉温度控制在1225-1240℃，浇注温度控制在1125-1135℃，开箱温度控制在700-730℃。

所述铜水出炉温度控制在1242℃，浇注温度控制在1148℃，开箱温度控制在750℃。