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铸钢冷却壁技术及其开发情况
铸钢冷却壁的生产制作是当前国内外专家研究的重大课题,其核心难点就是如何解决铸钢冷却壁在浇注过程中冷却水管不被熔穿，不变形，并且使基体与冷却水管之间熔合良好，无间隙，无热阻层。
推广的目的和意义
高炉冷却设备是炼铁高炉炉体结构的重要组成部分，其性能的优劣，直接制约着炼铁高炉的一代炉龄。冷却壁是构造高炉炉体的主要部件，它的生产制作一直是国内外冶金专家研究的重大课题。
多年来，国内外有关专家针对我国炼铁高炉的具体情况，目前基本达成这样一个共识，即我国的炼铁高炉多为2000m3级以下的高炉，这些高炉往往冶炼强度大，原料供给和操作不稳定，冷却壁工作环境很恶劣。国外普遍推广使用的铜冷却壁虽然导热性能好但造价太高，相对于中、小高炉来说综合经济效益不好。而铸钢冷却壁由于具有优良的性能价格比，成为当前国内外专家研究的重大课题。相对于传统的球墨铸铁冷却壁，铸钢冷却壁导热系数和延伸率大幅度提高，克服了球墨铸铁冷却壁表芯延伸率差别很大的技术缺陷，因此铸钢冷却壁能够使得高炉的一代炉龄由原来的5—6年，提高到10—12年。现在国内的大多数高炉仍在采用球铁冷却壁，由于其使用寿命较短，严重限制着高炉的炉龄长寿化。推广应用铸钢冷却壁，将有效地改变这一状况，使高炉的一代炉龄产生大的飞跃，由此创造出巨大的经济效益。
推广的主要技术内容
铸钢冷却壁生产制作的核心难点是解决铸钢冷却壁在浇注过程中冷却水管不被熔穿、不变形，并且使基体与冷却水管之间熔合良好，无间隙无热阻层。
要推广的主要技术内容是：1.利用熔合内冷铁热平衡原理，合理设置螺旋内冷铁的型式、尺寸。2.吹入超低温气体，改变冷却水管周围的温度场分布，提高内铸冷却水管强度。3.严格控制浇注温度和浇注时间。4.合理开设铸件浇冒口系统，促使铸件顺序凝固，不产生内部缺陷。
本成果采用的合作方式主要有购买技术和购买产品两种方式，本产品已经申请了专利，其中的实用新型专利已经公布实施。技术合作方式可参照专利的使用与合作方式。
主要技术原理和措施
1.利用熔合内冷却铁热平衡原理，依据公式G冷=fv0ρ冷(M0-Mr)5M0计算出内冷铁的重量，合理设置螺旋内冷铁的型式、尺寸，以改变铸钢冷却壁的温度场，降低浇注时冷却水管表面的钢水温度。
2.应用传热学原理，吹入超低温气体，改变冷却水管周围的温度场分布，提高冷却水管强度，避免产生变形。
3.冷却水管表面不需涂刷任何防护涂料，如果使用反而会极大地影响铸钢冷却壁的整体导热性能。
4.严格控制浇注温度和浇注时间。浇注温度和浇注时间选择不当，就会直接造成冷却壁水管被熔穿和变形。我们在制作中，经过理论计算并经实际验证浇注温度控制在1510℃—1550℃，浇注时间46s。
5.合理开设浇冒系统，要避免钢水通过内浇口直接冲刷冷却壁内铸水管。
通过采用这些工艺措施，我们克服了球铁冷却壁冷却水管和基体材料间存在气隙热阻层、壁体导热性差的难题，解决了铸钢冷却壁内铸冷却水管易熔穿变形等技术难题。
主要技术性能指标
1.通球率为钢管内径的0.76倍，达到球铁冷却壁的部颁的通球率标准。
2.在1.0MPa水压下进行压力试验，无任何泄压和渗漏现象。
3.机械性能检验：σb≥410MPa，δ≥30%，芯部δ≥20%。
4.解剖检查：内铸冷却水管、基体、螺旋内冷铁之间熔合良好，无间隙，无热阻层，保证了整体导热性能优良，导热系数λ=51.9W5m.℃。
应用情况
铸钢冷却壁的应用前景十分广阔。特别是针对我国的炼铁高炉特点和冶炼操作状况，迫切需要开发应用铸钢冷却壁，实现高炉长寿。截止到2002年年底，国内的大多数高炉（有数百座）仍在采用球铁冷却壁，由于它使用寿命较短，严重影响着高炉的一代炉龄。推广应用铸钢冷却壁，将有效地改变这一状况，使高炉的一代炉龄发生大的飞跃，由此产生巨大的经济效益。
铸钢冷却壁在炼铁高炉推广使用后，使高炉的一代炉龄由5—6年提高到10—12年，年创直接经济效益约860万元，受到了炼铁厂的一致好评。该技术达到了国内领先水平。
铸钢冷却壁的研制成功，可在中小型高炉上取代球墨铸铁冷却壁，能够解决球铁冷却壁导热系数较低、冷却水管与本体存在涂层间隙热阻层、冷却能力差、冷却水管易渗碳变脆而断裂、球铁热疲劳性能差、力学性能不稳定、使用寿命短等重大技术缺陷，实现了高炉冷却壁长寿的技术跨跃，推动了冶炼行业的技术进步。
实施该项目的基础条件
该项目的实施要有硬件设施和软件设施，根据本成果的主要技术内容，硬件方面的技术要求有：1.能够使用超低温气体。2.有卧式车床。3.两吨以上炼钢电炉及完善的测温系统。4.铸造场地及造型设备。在软件方面：1.熟练的铸造造型工、模型工及熟练的浇钢工。2.铸造技术工艺人员，能利用铸造CAE系统对铸件凝固过程进行模拟分析。3.质量检查系统，对生产过程进行监控，保证质量。4.理化性能指标的检测，保证化学成分和物理性能的达标。
评价情况
本项目属于材料科学与工程专业，填补了冷却壁制作技术的一项空白。该产品特别适用于我国炼铁高炉提高寿命，增加产量的需要。本项目已获得河南省冶金建材厅科技成果一等奖，安钢2002年度科技成果一等奖，申请的实用新型专利已于2002年10月24日公布实施，申请的发明专利也于2004年获得公布，本项目已被评为河南省科学技术进步奖。本性能指标由安钢质量处理化实验室测试，主要性能指标全部优于部颁的球铁冷却壁标准，其σb≥410MPa,δ≥30%，导热系数λ＝51.9w5m·℃。此铸钢冷却壁已在炼铁厂4、5、7号高炉上使用，均能有效地稳定炉况，增长高炉的一代炉龄。河南冶金厅专家评定该项目为国内领先水平，本项目实现了适用于我国的炼铁高炉长寿的目的，推进了高炉冶炼行业的技术进步。
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推广的目的和意义
高炉冷却设备是炼铁高炉炉体结构的重要组成部分，其性能的优劣，直接制约着炼铁高炉的一代炉龄。冷却壁是构造高炉炉体的主要部件，它的生产制作一直是国内外冶金专家研究的重大课题。
多年来，国内外有关专家针对我国炼铁高炉的具体情况，目前基本达成这样一个共识，即我国的炼铁高炉多为2000m3级以下的高炉，这些高炉往往冶炼强度大，原料供给和操作不稳定，冷却壁工作环境很恶劣。国外普遍推广使用的铜冷却壁虽然导热性能好但造价太高，相对于中、小高炉来说综合经济效益不好。而铸钢冷却壁由于具有优良的性能价格比，成为当前国内外专家研究的重大课题。相对于传统的球墨铸铁冷却壁，铸钢冷却壁导热系数和延伸率大幅度提高，克服了球墨铸铁冷却壁表芯延伸率差别很大的技术缺陷，因此铸钢冷却壁能够使得高炉的一代炉龄由原来的5—6年，提高到10—12年。现在国内的大多数高炉仍在采用球铁冷却壁，由于其使用寿命较短，严重限制着高炉的炉龄长寿化。推广应用铸钢冷却壁，将有效地改变这一状况，使高炉的一代炉龄产生大的飞跃，由此创造出巨大的经济效益。
推广的主要技术内容
铸钢冷却壁生产制作的核心难点是解决铸钢冷却壁在浇注过程中冷却水管不被熔穿、不变形，并且使基体与冷却水管之间熔合良好，无间隙无热阻层。
要推广的主要技术内容是：1.利用熔合内冷铁热平衡原理，合理设置螺旋内冷铁的型式、尺寸。2.吹入超低温气体，改变冷却水管周围的温度场分布，提高内铸冷却水管强度。3.严格控制浇注温度和浇注时间。4.合理开设铸件浇冒口系统，促使铸件顺序凝固，不产生内部缺陷。
本成果采用的合作方式主要有购买技术和购买产品两种方式，本产品已经申请了专利，其中的实用新型专利已经公布实施。技术合作方式可参照专利的使用与合作方式。
主要技术原理和措施
1.利用熔合内冷却铁热平衡原理，依据公式G冷=fv0ρ冷(M0-Mr)5M0计算出内冷铁的重量，合理设置螺旋内冷铁的型式、尺寸，以改变铸钢冷却壁的温度场，降低浇注时冷却水管表面的钢水温度。
2.应用传热学原理，吹入超低温气体，改变冷却水管周围的温度场分布，提高冷却水管强度，避免产生变形。
3.冷却水管表面不需涂刷任何防护涂料，如果使用反而会极大地影响铸钢冷却壁的整体导热性能。
4.严格控制浇注温度和浇注时间。浇注温度和浇注时间选择不当，就会直接造成冷却壁水管被熔穿和变形。我们在制作中，经过理论计算并经实际验证浇注温度控制在1510℃—1550℃，浇注时间46s。
5.合理开设浇冒系统，要避免钢水通过内浇口直接冲刷冷却壁内铸水管。
通过采用这些工艺措施，我们克服了球铁冷却壁冷却水管和基体材料间存在气隙热阻层、壁体导热性差的难题，解决了铸钢冷却壁内铸冷却水管易熔穿变形等技术难题。
主要技术性能指标
1.通球率为钢管内径的0.76倍，达到球铁冷却壁的部颁的通球率标准。
2.在1.0MPa水压下进行压力试验，无任何泄压和渗漏现象。
3.机械性能检验：σb≥410MPa，δ≥30%，芯部δ≥20%。
4.解剖检查：内铸冷却水管、基体、螺旋内冷铁之间熔合良好，无间隙，无热阻层，保证了整体导热性能优良，导热系数λ=51.9W5m.℃。
应用情况
铸钢冷却壁的应用前景十分广阔。特别是针对我国的炼铁高炉特点和冶炼操作状况，迫切需要开发应用铸钢冷却壁，实现高炉长寿。截止到2002年年底，国内的大多数高炉（有数百座）仍在采用球铁冷却壁，由于它使用寿命较短，严重影响着高炉的一代炉龄。推广应用铸钢冷却壁，将有效地改变这一状况，使高炉的一代炉龄发生大的飞跃，由此产生巨大的经济效益。
铸钢冷却壁在炼铁高炉推广使用后，使高炉的一代炉龄由5—6年提高到10—12年，年创直接经济效益约860万元，受到了炼铁厂的一致好评。该技术达到了国内领先水平。
铸钢冷却壁的研制成功，可在中小型高炉上取代球墨铸铁冷却壁，能够解决球铁冷却壁导热系数较低、冷却水管与本体存在涂层间隙热阻层、冷却能力差、冷却水管易渗碳变脆而断裂、球铁热疲劳性能差、力学性能不稳定、使用寿命短等重大技术缺陷，实现了高炉冷却壁长寿的技术跨跃，推动了冶炼行业的技术进步。
实施该项目的基础条件
该项目的实施要有硬件设施和软件设施，根据本成果的主要技术内容，硬件方面的技术要求有：1.能够使用超低温气体。2.有卧式车床。3.两吨以上炼钢电炉及完善的测温系统。4.铸造场地及造型设备。在软件方面：1.熟练的铸造造型工、模型工及熟练的浇钢工。2.铸造技术工艺人员，能利用铸造CAE系统对铸件凝固过程进行模拟分析。3.质量检查系统，对生产过程进行监控，保证质量。4.理化性能指标的检测，保证化学成分和物理性能的达标。
评价情况
本项目属于材料科学与工程专业，填补了冷却壁制作技术的一项空白。该产品特别适用于我国炼铁高炉提高寿命，增加产量的需要。本项目已获得河南省冶金建材厅科技成果一等奖，安钢2002年度科技成果一等奖，申请的实用新型专利已于2002年10月24日公布实施，申请的发明专利也于2004年获得公布，本项目已被评为河南省科学技术进步奖。本性能指标由安钢质量处理化实验室测试，主要性能指标全部优于部颁的球铁冷却壁标准，其σb≥410MPa,δ≥30%，导热系数λ＝51.9w5m·℃。此铸钢冷却壁已在炼铁厂4、5、7号高炉上使用，均能有效地稳定炉况，增长高炉的一代炉龄。河南冶金厅专家评定该项目为国内领先水平，本项目实现了适用于我国的炼铁高炉长寿的目的，推进了高炉冶炼行业的技术进步。
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