專利名稱：生產(chǎn)冷卻元件的方法和冷卻元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的鍍覆用于冶金爐等中的冷卻 元件的基體元件的方法，所述基體元件主要是由銅制成的，至少局部鍍有金屬鍍層，其中， 在所述冷卻元件中設置有冷卻水通道系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分所述的尤其是用于冶金爐等的冷 卻元件，所述冷卻元件包括主要是由銅制成的基體元件，所述基體元件中設置有冷卻水通 道系統(tǒng)，冷卻元件的所述基體元件至少局部鍍有金屬鍍層。
背景技術(shù)：
從公開文件WO 02/37044中已知了一種冷卻元件，特別是用于冶金爐等中的冷卻 元件，所述冷卻元件包括基體元件，基體元件中設置有用于冷卻水的冷卻水通道系統(tǒng)。所述 冷卻元件與熔融金屬接觸的至少一部分表面是由鋼制成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是獲得一種用于鍍覆冷卻元件的基體元件的方法，基體元件設有冷 卻水通道系統(tǒng)，該冷卻元件用于冶金爐等，所述基體元件主要是由銅制成的，至少局部鍍有 金屬鍍層，以便獲得一種在基體元件和金屬鍍層之間的熱接觸比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)更好的冷卻元 件。本發(fā)明的目的是通過根據(jù)獨立權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)的，該方法用于鍍覆 設有冷卻水通道系統(tǒng)的、用于冶金爐等的冷卻元件的基體元件，所述基體元件主要是由銅 制成的，至少局部具有金屬鍍層。在從屬權(quán)利要求2-10中闡述了根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)獨立權(quán)利要求11的前序部分所述的、尤其是用于冶金爐 等的冷卻元件，所述冷卻元件包括主要是由銅制成的基體元件，所述基體元件中設置有冷 卻水通道系統(tǒng)，所述冷卻元件至少局部鍍有金屬鍍層。在從屬權(quán)利要求12-19中闡述了根據(jù)本發(fā)明的冷卻元件的優(yōu)選實施例。通過將金屬鍍層爆炸焊接到基體元件上，在基體元件和金屬鍍層之間獲得了連 接，所述連接具有用于在基體元件和金屬鍍層之間傳遞熱能的特別好的能力。通過爆炸焊 接，在基體元件和金屬鍍層之間優(yōu)選地然而并非必然地獲得了冶金聯(lián)接。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，至少局部地通過從基體元件外面鉆孔來機 加工冷卻水通道系統(tǒng)，以便在基體元件的表面上形成孔。在該優(yōu)選實施例中，至少一部分孔 至少局部地被插塞堵住，所述插塞與基體元件的外表面齊平地裝配在孔中，使得在基體元 件中鉆出的孔形成了冷卻水通道系統(tǒng)的至少一部分。在該優(yōu)選實施例中，基體元件通過爆 炸焊接而被在插塞處鍍有金屬鍍層，使得金屬鍍層至少局部地覆蓋住裝配在孔中的插塞。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，存在金屬鍍層，其厚度小于100毫米，有利 地為大致1毫米-大致20毫米厚，優(yōu)選為大致10毫米厚。
在根據(jù)本 發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，通過首先鑄造主要由銅制成的基體坯料來 生產(chǎn)出冷卻元件，通過將金屬鍍層爆炸焊接到基體坯料上來至少局部地鍍覆所述基體坯 料，以便獲得具有金屬鍍層的基體坯料。設有金屬鍍層的基體坯料被機加工，使得冷卻元件 獲得其最終形狀；并且冷卻元件設有可能要求的管接頭，以用于把冷卻水循環(huán)流引導向冷 卻元件的冷卻水通道系統(tǒng)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，金屬鍍層是由鉻含量超過10. 5%的不銹鋼 制成的，有利地是由根據(jù)標準EN 10095 (耐火鋼和鎳合金)的耐火不銹鋼制成的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，金屬鍍層是由鉻含量為約17-30%范圍 (例如，22-24%、24-28%或者29-30% )的不銹鋼制成的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，金屬鍍層是由鎳合金制成的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，金屬鍍層是由鉛合金制成的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，金屬鍍層至少局部覆有陶瓷內(nèi)襯。在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例中，在冷卻元件使用期間面向放置在冶金爐等 中的熔融金屬的基體元件的表面至少局部鍍有金屬鍍層。


以下參照附圖來更詳細地描述本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，其中圖1是基體坯料的分解側(cè)視圖，圖2是具有金屬鍍層的基體坯料的分解側(cè)視圖，圖3是冷卻元件的分解側(cè)視圖，以及圖4是具有陶瓷內(nèi)襯的冷卻元件的分解側(cè)視圖。
具體實施例方式附圖顯示了冷卻元件的分解圖，該冷卻元件包括主要由銅制成的基體元件1。在基 體元件1中，設置有冷卻水通道系統(tǒng)2。冷卻元件的基體元件1至少局部鍍有金屬鍍層3。以下更詳細地描述了根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，至少局部地用金屬鍍層3鍍覆冷卻元件的基體元件1，該 冷卻元件供冶金爐等使用，所述冷卻元件主要是由銅制成的，所述金屬鍍層3被爆炸焊接 到主要由銅制成的冷卻元件上。根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選(但不是必定地)包括以下步驟至少局部地通過從基體 元件1的外面鉆孔4來為基體元件1提供冷卻水通道系統(tǒng)2，以便在基體元件1的表面上形 成孔4，即，使孔4延伸到基體元件3的表面上。然后，用插塞5至少部分地堵塞至少一部分 孔，所述插塞5與基體元件1外表面齊平地被裝配到孔中，使得在基體元件1中鉆出的孔形 成冷卻元件的冷卻水通道系統(tǒng)2的至少一部分。然后，優(yōu)選(但不是必定地)在插塞5處 通過爆炸焊接為基體元件1鍍覆金屬鍍層3，以使金屬鍍層3至少局部地覆蓋住裝配在孔4 中的插塞5。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在基體元件1中，優(yōu)選通過爆炸焊接來提供金屬鍍層3， 其厚度小于100毫米，有益地為大致1-大致20毫米，優(yōu)選為大致10毫米。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，冷卻元件優(yōu)選(但不是必定地)被這樣制造，首先鑄造主要由銅制成的基體坯料8，如圖1中所示。此后，通過將金屬鍍層3爆炸焊接到主要由銅制 成的基體坯料上來為所述基體坯料8鍍層，以便獲得具有金屬鍍層3的基體坯料，如圖2所 示。接著，對具有金屬鍍層3的所述基體坯料8機加工，以使冷卻元件獲得其最終形狀，并 且為冷卻元件提供可能需要的管接頭，用于將冷卻水循環(huán)流引向冷卻元 件的冷卻水通道系 統(tǒng)2，如圖3所示。金屬鍍層3優(yōu)選(但不是必定地)至少部分地由鉻含量超過10. 5%的不銹鋼制 成，有益地是由根據(jù)標準EN 10095 (耐火鋼和鎳合金)的耐火不銹鋼制成的。例如，金屬鍍層3可至少部分地由鉻含量為約17-30% (例如，22-24%、24-28%或 者29-30%)的不銹鋼制成。在金屬鍍層3至少部分地由鋼制成的情況下，所述鋼優(yōu)選(但 不是必然地)至少是不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼或耐火鋼。作為替代或附加，金屬鍍層3可以 至少部分地由鎳或鉛、或者鎳合金或鉛合金制成。在所述方法中，金屬鍍層3優(yōu)選(但不是必然地)設有用于陶瓷內(nèi)襯7的連接錨 定件6。金屬鍍層3優(yōu)選(但不是必然地)覆有陶瓷內(nèi)襯7。在所述方法中，在冷卻元件使用期間面向放置在冶金爐等中的熔融金屬的基體元 件1的表面至少局部地(有益地為基本上完全地)鍍有金屬鍍層3。以下更詳細地描述了根據(jù)本發(fā)明的冷卻元件以及根據(jù)本發(fā)明的冷卻元件的幾個 優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明的冷卻元件包括主要由銅制成的基體元件1，在所述基體元件1中設 置有冷卻水通道系統(tǒng)2。冷卻元件的基體元件1至少局部鍍有金屬鍍層3，所述金屬鍍層3 被爆炸焊接到冷卻元件的基體元件1上，所述基體元件主要由銅制成。優(yōu)選(但不是必然地)至少局部地通過從基體元件1的外面在基體元件1中鉆出 孔4來加工而成冷卻水通道2，使得在基體元件1的表面上形成孔4。然后，至少一部分孔 至少局部地被插塞5堵塞，所述插塞5與基體元件1外表面齊平地被裝配到孔4中，使得在 基體元件1中鉆出的孔形成了冷卻水通道系統(tǒng)2的至少一部分。因此，基體元件1優(yōu)選是 (但不是必定地)在插塞5處通過爆炸焊接鍍覆有金屬鍍層3，以使金屬鍍層3至少局部地 覆蓋住裝配在孔4中的插塞5。金屬鍍層3的厚度優(yōu)選(但不是必然地)小于100毫米，有益地為大致1-大致20 毫米，優(yōu)選為大致10毫米。冷卻元件優(yōu)選(但不是必然地)被這樣制造，使得首先鑄造主要由銅制成的基體 坯料8。此后，通過將金屬鍍層3爆炸焊接到主要由銅制成的基體坯料8上來為所述基體坯 料8鍍層，以便獲得具有金屬鍍層3的基體坯料8。接著，對具有金屬鍍層3的所述基體坯 料8機加工，以使冷卻元件獲得其最終形狀，并且為冷卻元件配備可能需要的管接頭，用于 將冷卻水循環(huán)流引向冷卻元件的冷卻水通道系統(tǒng)2。金屬鍍層3優(yōu)選(但不是必定地)至少部分地由鉻含量超過10. 5%的不銹鋼制成 的，有益地是由根據(jù)標準EN 10095 (耐火鋼和鎳合金)的耐火不銹鋼制成的。例如，金屬鍍層3可以至少部分地由鉻含量約17-30%范圍(例如，22-24%、 24-28%或者29-30%)的不銹鋼制成。在金屬鍍層3至少部分由鋼制成的情況中，所述鋼 優(yōu)選(但不是必然地)至少是不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼或耐火鋼。作為替代或附加，金屬鍍層3可以至少部分由鎳或鉛、或者鎳合金或鉛合金制成。金屬鍍層3優(yōu)選(但不是必然地)設有用于陶瓷內(nèi)襯7的連接錨定件6或者其他 緊固件。金屬鍍 層3優(yōu)選(但不是必然地)覆有陶瓷內(nèi)襯7。至少是在冷卻元件使用期間面向放置在冶金爐等中的熔融金屬的基體元件1的 表面優(yōu)選(但不是必然地)至少局部鍍有金屬鍍層3。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，隨著技術(shù)的發(fā)展，顯然可以按許多不同的方式來實現(xiàn)本 發(fā)明的基本思想。因此，本發(fā)明及其優(yōu)選實施例不限于上述的實例，但是它們可以在所附權(quán) 利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于至少局部地利用金屬鍍層(3)來鍍覆供冶金爐等使用的主要由銅制成的 冷卻元件的基體元件(1)的方法，其中，在所述冷卻元件(1)中設有冷卻水通道系統(tǒng)O)，其 特征在于，所述金屬鍍層C3)被爆炸焊接到主要由銅制成的冷卻元件的基體元件(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于-所述冷卻水通道系統(tǒng)( 是至少局部地通過從所述基體元件(1)的外面鉆出孔(4) 來機加工而成，以便在所述基體元件(1)的表面上形成孔G)，-至少一部分所述孔(4)至少局部地被插塞( 堵塞，所述插塞( 與所述基體元件 (1)的外表面齊平地被裝配在孔中，使得在所述基體元件(1)中鉆出的所述孔(4)形成至少 一部分所述冷卻水通道系統(tǒng)( ，以及-通過爆炸焊接在所述插塞( 處給所述基體元件(1)鍍有金屬鍍層( ，以便所述金 屬鍍層( 至少局部地覆蓋住裝配在所述孔中的插塞(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，金屬鍍層(3)被制成為厚度小于100 毫米，有益地為大致1毫米-大致20毫米，優(yōu)選為大致10毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于-通過首先鑄造主要由銅制成的基體坯料(8)來制造所述冷卻元件，-通過將所述金屬鍍層( 爆炸焊接到所述基體坯料(8)上來至少局部地鍍覆所述基 體坯料(8)，以便獲得具有金屬鍍層(3)的基體坯料，以及-對具有金屬鍍層(3)的基體坯料(8)機加工，以使所述冷卻元件獲得其最終的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至少部分地 由鉻含量超過10. 5%的不銹鋼制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至少部分地 由鉻含量為約17-30%，例如22- %、24- %或者四_30%的不銹鋼制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至少部分地 由鎳或鉛、或者鎳合金或鉛合金制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鍍層(3)具有用于陶 瓷內(nèi)襯(7)的連接錨定件(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至少局部覆 有陶瓷內(nèi)襯⑵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，在冷卻元件使用期間面向放 置在冶金爐等中的熔融金屬的所述基體元件(1)的表面上至少局部鍍有金屬鍍層(3)。
11.一種特別是供冶金爐等中使用的冷卻元件，所述冷卻元件包括主要由銅制成的基 體元件(1)，在所述基體元件中設置有冷卻水通道系統(tǒng)O)，并且冷卻元件的所述基體元件 (1)至少局部鍍有金屬鍍層(3)，其特征在于，所述金屬鍍層C3)被爆炸焊接到主要由銅制 成的所述基體元件(1)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻元件，其特征在于-所述冷卻水通道( 至少局部地通過從所述基體元件(1)的外面鉆出孔(4)來機加 工而成，以便在所述基體元件(1)的表面上形成孔G)，-至少一部分所述孔(4)至少局部地被插塞( 堵塞，所述插塞與所述基體元件(1)的 外表面齊平地被裝配在鉆出的孔(4)中，使得在所述基體元件(1)中鉆出的所述孔(4)形成了所述冷卻水通道O)的至少一部分，以及-通過爆炸焊接在所述插塞( 處給所述基體元件(1)鍍覆金屬鍍層( ，以便所述金 屬鍍層C3)至少部分地覆蓋住裝配在所述孔中的插塞(5)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)的厚度小 于100毫米，有益地為大致1-大致20毫米，優(yōu)選為大致10毫米。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項所述冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至少 部分地由鉻含量超過10. 5%的不銹鋼制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項所述的冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至 少部分地由鉻含量為約17-30 %、有益地為22-28 %、優(yōu)選為22-22 %或者24- %的不銹鋼 制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項所述的冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至 少部分地由鎳或鉛、或者鎳合金或鉛合金制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中任一項所述的冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)具 有用于陶瓷內(nèi)襯(7)的連接錨定件(6)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17中任一項所述的冷卻元件，其特征在于，所述金屬鍍層(3)至 少局部覆有陶瓷內(nèi)襯。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18中任一項所述的冷卻元件，其特征在于，至少是在所述冷卻元 件使用期間面向放置在冶金爐等中的熔融金屬的基體元件(1)的表面上被至少局部鍍有 金屬鍍層⑶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于至少局部利用金屬鍍層(3)來鍍覆供冶金爐等中使用的冷卻元件(1)的基體元件的方法，所述基體元件主要由銅制成。在所述方法中，金屬鍍層(3)被爆炸焊接到主要由銅制成的冷卻元件(1)的基體元件上。本發(fā)明還涉及一種特別是供冶金爐等中使用的冷卻元件，所述冷卻元件包括主要由銅制成的基體元件(1)，在所述基體元件中設置有冷卻水通道系統(tǒng)(2)，冷卻元件(1)的所述基體元件至少局部鍍有金屬鍍層(3)。金屬鍍層(3)被爆炸焊接到主要由銅制成的基體元件(1)上。
文檔編號F27B1/24GK102077047SQ200980124782
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者E·普拉尼米, K·賽佩萊, M·加夫斯 申請人:奧圖泰有限公司