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　　摘要：分析高炉冷却壁的使用情况、结构、设计要求，详细论述了使用树脂砂生产冷却壁的铸造工艺方案，及采取的各项质量保证措施，生产出了高质量要求的冷却壁。
　　关键词：树脂砂 冷却壁 渗碳 球墨铸铁 　　球墨铸铁冷却壁是高炉炉体的重要部件，在长期连续的高温下工作，正常工作时表面温度可达750℃左右，是影响高炉寿命的重要部件。目前，国内高炉主要使用的冷却壁材质有灰铁冷却壁、球墨铸铁冷却壁、耐热铸铁冷却壁、钢冷却壁及铜冷却壁等。这次我们厂承接的青钢1#高炉炉体系统炉身球墨铸铁冷却壁的制作，设计正常使用寿命15年以上。因此，冷却壁的设计和制造工艺直接关系到一代炉龄的长短。本次高炉钢甲采用工厂预先开孔，冷却壁的型位公差特别是管距、及镶入螺母位置要求严格。我厂承制炉腹、炉腰、炉身球墨铸铁冷却壁的制作。在制造过程中，根据冷却壁的使用条件和技术要求，我们采取先进的树脂砂铸造生产技术，从冷却水管的制做到产品的检查，制定切实有效的工艺方案，生产出高质量要求的冷却壁。 　　1 冷却壁的技术要求 　　从S-2至R-3段的冷却壁的结构差别不大，共210块，铸造生产工艺基本相同，我们就以S-2段为例研究其铸造工艺及生产。冷却壁结构如图（1）所示。轮廓尺寸为：2095mm×889.3 mm×243.4mm，全部不加工。材质为QT400-18，单件重2652.6 kg，铸件内铸入冷却水管4根，其材质为 10号无缝钢管。固定孔为4个铸入螺母。 　　技术要求： 　　1） 冷却壁采用附铸试块的力学性能：δb≥380MPa、δ≥17%，石墨球化级别应1-4级、铁素体占90%以上。 　　2） 冷却壁的尺寸公差，高度尺寸公差：±5 mm，总厚度尺寸公差：±5 mm，铸入水管保护套管距冷却壁上表面长度公差-5～+10mm，冷却水管与保护套的同轴度公差为±2.5mm。每端水管头中心距横向公差±2mm，每端水管头中心距纵向公差±2mm。 　　3） 冷却壁的铸造表面要求平整光滑，粗糙度为Ra50。不允许有任何裂纹。 　　4） 冷却水管、保护管必须采取防渗碳处理。防渗碳涂料涂层厚0.2-0.3mm。 　　5） 蛇形钢管铸后应用0.76倍内径的球进行通球检验。 　　6） 铸造后此件必须进行打压试验。压力为1.6MPa，保压30min。用0.75公斤锤敲击无渗漏无压降。 　　2 铸件工艺设计和工艺参数的选择 　　此铸件为厚壁、大型球墨铸铁件，铸件内部镶有4根冷却水管，而且各部分尺寸及公差要求非常严格。按照以往用粘土砂生产工艺已不能满足此件的要求。因此，我们决定采用树脂砂铸造工艺生产此备件。 　　2.1 分型面的选择 为保证厚度的尺寸公差及下芯方便，模样的分型面选择在冷却壁上部的弧形面处，将凸台部分置于上箱，铸件其余部分完全置于下箱。工艺简图如（2）所示。 　　2.2 木模的设计及工艺参数 　　1）为了保证冷却水管的位置准确，在木样上冷却水管管头部位镶嵌钢套，用钢套与水管套配合来确定冷却水管的位置，木模采用拆分燕尾槽结构。在冷却壁纵向50mm处拆分。 　　2）模样伸尺 此冷却壁为球墨铸铁件，内部镶有4根U型冷却水管，考虑到本体与冷却水管膨胀和收缩的不一致，我们采用本体伸尺1%，铸入冷却水管选用伸尺0.5%，以确保浇注后获得的铸件本体尺寸及冷却水管的位置尺寸符合技术要求。 　　3）本次冷却壁螺栓孔改为铸入材质为35号钢的螺母，。为了保证尺寸准确，而且螺纹不会在铸造过程中损坏，我们采取铸后钻孔套丝来解决尺寸容易超差的。螺母铸入前刷防渗碳涂料，防止在铸造过程中渗碳。 　　2.3 浇注系统 设计浇注系统的原则是使铁水尽快的均匀地充满铸型，铁水流动平稳，避免卷入空气，产生金属氧化物夹杂和冷隔、皱皮等缺陷，并且浇注系统应简单、可靠。根据结构特点，防止铁水冲刷冷却水管，内浇道开在铸型的一侧两砖槽芯之间，底铸4道内浇道。浇注系统的采用半封闭式结构，比例为：∑F直∶∑F横∶∑F内=1.2∶1.4∶1。 　　2.4 造型材料的选择 树脂砂的硬化速度和硬化后的强度直接关系到冷却壁表面质量，尤其是冷却水管的凸台处容易出现掉砂、气孔等现象。原砂选用大林砂，选用质量好的圣全树脂和固化剂。 　　涂料采用底料和面料两种醇基涂料。底层涂料要使骨料有一定的渗入深度，采用醇基锆英粉快干涂料，刷涂两遍，点燃干燥。面层涂料为石墨快'……剩余内容，请点击下方按钮显示。前一篇：后一篇：本标准代替YBT高炉用铸铁冷却壁_百度文库
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浅谈高炉铸铁冷却壁制造质量的控制
2013年第2期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要： 高炉施工作业是钢铁工业铺展推进的关键表现途径之一，而高炉冷却壁则是保障高炉铸铁作业系统推进实施的关键性流程环节，这其中尤以冷却壁的制造处理的要求质量最为严格精细。进一步加强细化冷却壁制造工艺的流程步骤，稳步提升冷却壁整体质量等级的技术水准，进而有力保障高炉铸铁施工作业的安全、稳定、长效发展。 中国论文网 /7/view-3966031.htm　　Abstract： Blast furnace construction work is the key to promote the iron and steel industry， while blast furnace cooling stave is the key process link of promote and implement blast furnace iron operating system， which especially the quality demand of cooling wall manufacturing is highest. Steadily improving quality of cooling wall manufacturing is important to assure the safety， stability， and long-term development of blast furnace cast iron construction work. 　　关键词： 高炉；铸铁冷却壁；制造工艺；技术改进；质量控制 　　Key words： blast furnace；cast iron cooling wall；manufacturing process；technical improvement；quality control 　　中图分类号：TF1 文献标识码：A 文章编号：（0-02 　　0 引言 　　冷却壁作为高炉铸铁运转系统的关键性组件设备，主要承担着整个系统的散热降温的重要作业，其通过再高炉炉体、炉腰、炉腹、炉缸等主要部分的架设适配，将热力气流在炉壳与耐火砖之间进行疏散释放，从而构筑形成组件系统化的冷却降温循环体系，进而有力保证了高炉炉身整体的稳定安全以及铸铁作业的有序高效。 　　铸铁高炉的冷却壁主要由冷却壁系统、冷却输送水管、保护套管组件以及螺母等关键部件构成，其通过借助炉衬内部的耐火材料所产生的热力气流传输进入冷却壁系统，冷却壁系统然后将热力气流传输至冷却输送水管，再由输送水管内的循环冷却水通过吸热反应将热力气流持续释放放出炉体，从而使得高炉系统得以稳定协调的温度比值下进行铸铁作业。 　　持续加强高炉铸铁冷却管制造的质量把关、调整规范冷却通流试验、严格执行冷却壁后期综合处理的流程操作，从而快速促进高炉铸铁作业系统结构整体质量的提升改进，进而实现高炉冷却壁制造技术更新适配与铸铁产业运营系统的协调双赢。 　　1 牢固夯实冷却壁制造的质量控制环节的流程操作 　　1.1 稳步提升冷却水管的制造水准 冷却水管的成分构成务必依照铸铁高炉施工细则的10号钢的基本标准，用于热力气流输送的必须是采用冷拔无缝制造工艺的标准孔径的钢管，相关技术检测人员同时需要对冷却水管的规格、属性、品质等基本要素进行成分抽测、抗拉性试验以及延伸值的反复校正，最大限度保证所采用的无缝钢管锈斑量小、腐蚀度低以及坑纹聚合少。尤其需要注意的是，被选用的无缝钢管务必在投入作业之前进行通球试验，强化对口径大小、管壁厚度、通气性能等关键参数的规范把关。 　　而在一些制造工艺的细化层面，相关技术人员也需要格外注意以下几个环节：首先，冷却水管应当采用整根一体制造，通过钢管机进行冷弯操作，其中U型水管不得采用热矫正、焊接拼凑操作，水管的弯曲半径应当控制在1：1.5之间，并利用样板进行测试，同时需要用卡子来固定冷却钢管的合箱箱体位置，注意不能使用焊接水管来进行位置固定；其次，冷却钢管的弯曲部位不能出现皱皮、裂纹、起皮等工艺瑕疵。在确定没有工艺缺陷之后，需要再从U型冷却管中随即抽取一个作为检测试样；第三，冷却管弯制之后的水管抽取率应当限定在5％，同时需要再次对弯曲部位进行表层着色与超声波测试，对于出现裂纹、凹槽等明显缺陷的试样水管，则需要再次对整个批次的水管进行全部检测。 　　1.2 精密规范冷却水管通球测试的实效操作 在通球试验之前，相关技术人员需要进行冷却水管的承载压力测试，试验压力为额定的1.4MPA，并适配做好相关防渗碳的辅助措施。首先，在进行涂料喷抹之前压迫使用喷丸对钢管管体的表层进行细致清洗处理，务必使其呈现出钢管材质的锃亮色泽，同时需要进行管体表面防渗碳操作，该作业周期需要25-30M；其次，在进行防渗碳涂料喷抹进行中要尽量避免涂料脱落、堆积。完成防渗碳操作之后，需要及时干燥水管，并采用超声波测厚仪对管体涂层的实际厚度进行细致检查；第三，强化冷却钢管防渗碳的实效效果以及钢管管体之间的间隔缝隙，严格依照作业细则进行间距距离测试调整，测试调整之时禁止对管体进行敲打。 　　1.3 严格执行冷却壁解操作的步骤推进 相关技术人员需要将S段以及R段这两个关键部位的冷却壁作为主要的测试解剖对象，可以在这两个段位各自选取一块作为测试解剖试样。首先，需要将耐火砖彻底去除，然后在冷却壁壁体中间沿横向切面进行剖开，接着对断面进行铣平处理，一般情况下，需要沿冷却壁的热切面切开，定位到U型管的二分之一处；其次，沿U型管朝纵向切开定位到至二分之一处，水管管体表面避免共晶、过共晶以及自由渗碳体组织的集中出现，需要注意的是，钢管管体与冷却壁壁体之间间务必保障避免熔合现象的出现；第三，依照操作细则规定，冷却管壁本体与水管之间的间隔距离偏差应当保持在4-10mm之间，而水管表面与冷却壁表面之间的距离则为-4-10mm。同时冷却壁的内部要避免出现缩松、砂眼、裂纹等工艺缺陷。 　　2 持续强化冷却壁质量控制综合处理的步骤作业 　　2.1 细化冷却壁表体的质量调节 首先，冷却壁壁体的任意部位都要禁止进行打腻子以及金属胶涂抹操作，也要务必保障裂纹、孔洞的及时检测处理，当冷却壁的壁体深度小于等于10mm（从壁体表面作为起始值）、单个管体的缺陷直径不大于40toni之时，相关人员方可进行维护修补操作，需要注意的是，冷却璧壁体的维修缺陷部位要最大限度地保持在3处以内，并严格按照要求使用Z308焊条进行打磨平整，保障整个管体的平滑锃亮；其次，相关技术人员要对冷却壁的冷面进行段号、件号、铸号等细节进行细致检测。对于不符合规则要求的不予不允验收。对于符合要求的管体则需要用白油漆在其前端面或者热面进行标价。而在管体出厂之前，需要及时对冷却壁的冷却钢管进行人工通气、吹干测试，彻底清除管体内部的残留杂物，并用橡胶塞外扣堵住管体管口进行反复测试；第三，禁止对冷却壁水管、冷却壁其他任何部位在A检验收之前进行油漆料涂抹，而在完成A检验收之后，相关技术人员方可对冷却壁水管以及外露部位进行防锈漆的涂抹操作，需要注意的是，涂抹距离务必保持在距离管头50mm，而且在操作之中，要尽量减少对冷却壁的相互碰撞，从而最大限度保护管头与镶砖的质量。 　　2.2 规范提升冷却壁核查验收的流程作业 相关技术检验人员需要严格依照工艺制作图纸以及相关技术要求进行冷却管的逐件检测验收。其中管体附体的基本力学性能、关键金相组织抽检的标准都需要保持在5％之内，球铁冷却壁的解剖力学性能、心部金相组织检验相以及钢管防渗碳等关键参数务必交由第三方检测方进行抽测，并需要开出国家单位以及资格单位的抽测验收结果单据。而在进行冷却壁的附体试块的制造之中，相关技术人员也需要对作业现场的成品进行随机抽查，务必保证附体试块本体的对应连接。 　　2.3 有效处理验收产品质量的报告回馈程序 冷却管的质量检测报告主要包含单位冷却壁的有机化学成分检测、规格尺寸检测、通球力学实验以及水压承载负荷测试等方面。其中单根铸试棒与附体试块的力学性能、金相组织的参数检测，需要先进行附体样抽样检测，并通过一系列的掏钻取样、解剖切开、渗碳反应等复杂细致的第三方交付检测，从而制作冷却管验收的质量报告。需要注意的是，相关采购人员要将材料原始供货合同以及出厂质检单统一收集保管，尤其是对于无缝钢管、管套、吊环、铸入螺母的防渗碳的检测报告，需要特别整理备份。 　　3 结语 　　高炉铸铁冷却壁制造质量的作业控制作为一项具备基础式、组件化、技术性的程序作业，在整个钢铁锻造工程作业系统中发挥着连接协调的关键效用。从保障高炉施工设施的质量稳定以及整个钢铁锻造工程的安全效益的基本立足点出发，进一步强化高炉铸铁冷却壁制造工艺的技术理论创新、细化具体的工艺锻造步骤，切实合理地进行规范集约的全新途径方法的改进推广，从而稳步提升冷却壁制造的工艺质量，进而实现高炉铸铁冷却壁施工作业的稳定、安全、高效推进。 　　参考文献： 　　[1]张文明.铁基材质高炉冷却壁的解剖研究与破损机理[J].钢铁，2011（9）. 　　[2]李平.铸钢冷却壁的铸造工艺[J].铸造，2011（11）. 　　[3]陈小灵.浅析铸钢工艺的常见问题[J].城市建设理论研究， 2012（1）. 　　[4]高福生.本钢五号高炉铜冷却壁破损分析及改进[J].金属世界，2012（3）.
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