1.本实用新型涉及一种高炉风口小套。
背景技术：
2.高炉风口小套的主要作用是向高炉供风，提供燃料燃烧所需要的氧气。在风口小套的出口处，氧和煤粉、焦炭剧烈燃烧，产生大量的热，温度很高，一般都超过1500℃。风口小套一般由含铜量不低于99.5%的铜合金制成，其熔点为1050℃左右，为了防止烧坏水套，在水套内部通循环水，给水套降温。
3.近年来，随着高炉富氧率提高，风口小套出口处的温度进一步提高，有的已经超了2000℃，使得风口小套的出口更容易过热融化塌陷；另外，富氧量提高后，喷煤量也随之增加，使得风口小套的出口通道容易磨损破裂。
4.上述原因共同作用造成了水套容易出现以下3中故障：
5.（1）小套风口容易受高速喷煤的磨损，影响水套口向高炉通风，严重时甚至出现漏水；
6.（2）水套内部水道容易出现死角，局部高温，容易形成局部真空至局部过热，造成风口小套前端容易高温融化塌陷；
7.（3）焊缝处受热后容易漏水。
技术实现要素：
8.本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有风口小套出现的故障，提出一种高炉风口小套，采取的技术方案：
9.一种高炉风口小套，包括风口小套本体、水道和封板，风口小套本体以铜水灌入铸膜形成，水道预先埋入铸膜内，风口小套本体与水道一体结构；封板焊接在风口小套本体的出风端的端面上，水道的进水口和出水口都位于风口小套本体的进风端。
10.进一步，封板由铜板和钢板焊接而成，封板的铜板与风口小套本体的出风端的端面焊接。
11.在风口小套本体的出风口的风道内壁设置一层耐磨耐高温陶瓷层，耐磨耐高温陶瓷层至风口向内的深度为220mm，耐磨耐高温陶瓷层的厚度为0.5mm。耐磨耐高温陶瓷层，增加了风口小套的出风口的耐磨性。
12.耐磨耐高温陶瓷层采用喷涂或者堆焊工艺制作。喷涂或者堆焊工艺都为已知的工艺，本领域技术人员已知。
13.水道选取壁厚为3
?
5mm的铜管，水道整体呈立体锥形，由铜管经过多次弯折后沿竖直轴方向卷成锥形。在弯管过程中保证铜管不产生褶皱、破损、局部变形。
14.铜水为含铜量是98%
?
99%的铸造用铜。
15.本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
16.本实用新型，水道采用铜管埋管整体铸造，铸造完成后水道与水套整体无缝接触，
热阻低，导热效果好，流道顺畅无死角。
附图说明
17.图1为本实用新型高炉风口小套的剖视图。
18.图2为本实用新型高炉风口小套的侧视图。
19.图3为水道的弯管平面图。
20.图4为立体锥形水道的立体示意图。
21.图5为立体锥形水道的侧视图。
22.图6为埋管铸造件风口小套的示意图。
具体实施方式
23.下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
24.为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1
?
图6和具体实施方式做进一步的描述。
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.如图1和2所示，一种高炉风口小套，包括风口小套本体1、水道2和封板3，风口小套本体1以铜水灌入铸膜形成，水道2预先埋入铸膜内，风口小套本体1与水道2一体结构；封板3焊接在风口小套本体1的出风端的端面上，水道2的进水口21和出水口22都位于风口小套本体1的进风端。
27.如图3和4所示，本实施方式，水道2选取壁厚为3
?
5mm的铜管制作，水道2整体呈立体锥形，由铜管经过多次弯折后沿竖直轴方向卷成锥形。在弯管过程中保证铜管不产生褶皱、破损、局部变形。
28.本实施方式，水道采用铜管埋管整体铸造，铸造完成后水道与水套整体无缝接触，热阻低，导热效果好，流道顺畅无死角。
29.如图1所示，封板3由铜板和钢板焊接而成，形成铜钢复合板结构，钢层采用高温耐热钢，封板3的铜板与风口小套本体1的出风端的端面焊接。
30.如图1所示，在风口小套本体1的出风口的风道内壁设置一层耐磨耐高温陶瓷层，耐磨耐高温陶瓷层至风口向内的深度为220mm，耐磨耐高温陶瓷层的厚度为0.5mm。耐磨耐高温陶瓷层采用喷涂或者堆焊工艺制作。喷涂或者堆焊工艺都为已知的工艺，本领域技术人员已知。
31.本实施例提出一种高炉风口小套的制作方法，包括如下步骤：
32.步骤1、根据现有高炉风口小套尺寸铸一个铸膜；
33.步骤2、制作水道2；
34.步骤3、水道2浸蜡，具体方法如下：将水道2的外表面上缠绕塑料胶带，将水道2放入100
?
120℃石蜡溶液中，静置，直到温度恒定后快速取出；等待1
?
5s，然后快速从一头倒出剩余石蜡，使水道2的内表面附着0.3
?
1.5mm厚度的石蜡层；
35.步骤4、制作填砂，具体方法如下：将铸造型沙与可发性聚酯珠粒按体积比为1：（0.1
?
0.2）进行混合，搅拌均匀；
36.步骤5、将步骤4中的填砂灌注到步骤2的水道2内并振实，水道2的进水口21和出水口22封闭；
37.步骤6、将步骤5中的水道2置于步骤1的铸膜内，将1110
?
1140℃的铜水灌入铸膜，等待几十秒，待铜水温度降低100℃，并快速打开水道2的进水口21和出水口22，缓慢冷却三小时以上；
38.步骤7、清理填砂，具体方法如下：
39.将步骤6铸造好的高炉风口小套放到振动工作台上，振动15min以上，灌注到水道2内的填砂掉出；再从水道2一端口内插入压缩空气喷嘴，快速通入压缩空气，将水道2内的填砂清理干净，形成带有加工余量的高炉风口小套铸件；
40.步骤8、步骤7中铸件的出风口的端面上焊接封板3，形成留有加工余量的焊接件；
41.步骤9、步骤8中焊接件机加工成型；
42.步骤10、试压，具体方法如下：从水道2的出入口通入2mpa水试压，保压5
?
20min不泄露，则合格，反之，不合格；
43.步骤11、步骤10中，合格件加工耐磨耐高温陶瓷层，打磨至耐磨耐高温陶瓷层的厚度为0.5mm。
44.如图1所示，本实施方式的方法，步骤1中，根据现有高炉风口小套尺寸铸一个铸膜，这里提及的铸膜，为已知的工艺，本技术领域人员已知。
45.如图3、4和5所示，步骤2中，水道2选取壁厚为3
?
5mm的铜管，水道2的具体方法如下：
46.选取壁厚为3
?
5mm的铜管，铜管的两头开口分别为进水口和出水口；铜管的两头也就是水道2的进水口21和出水口22。
47.铜管由进水口向前一段作为第一进水段23，在第一进水段23的端头处进行第一次折弯，第一次折弯后铜管的出水口朝向进水口所在侧，第一次折弯处形成第一段折弯圆弧a。
48.第一次折弯后铜管再向前一段作为第二进水段24，第二进水段24与第一进水段23的水流方向相反，在第二进水段24的端头处进行第二次折弯，第二次折弯后铜管的出水口朝向背离进水口的一侧，第二次折弯处形成第二段折弯圆弧b。
49.第二次折弯后铜管再向前一段作为第三进水段25，第三进水段25与第一进水段23的水流方向相同，在第三进水段25的端头处进行第三次折弯，第三次折弯后铜管的出水口朝向进水口所在侧，第三次折弯处形成第三段折弯圆弧c。
50.第三次折弯后铜管再向前一段作为第四进水段26，第四进水段26与第二进水段24的水流方向相同，在第四进水段26的端头处进行第四次折弯，第四次折弯后铜管的出水口朝向背离进水口的一侧，第四次折弯处形成第四段折弯圆弧d。
51.第四次折弯后铜管再向前一段作为第五进水段27，第五进水段27与第一进水段23的水流方向相同，在第五进水段27的端头处进行第五次折弯，第五次折弯后铜管的出水口朝向进水口所在侧，第五次折弯处形成第五段折弯圆弧e。
52.第五次折弯后铜管再向前一段作为第六进水段28，第六进水段28的末端为铜管的
出水口。
53.如图3所示，第一进水段23和第六进水段28在考虑到高炉风口小套进风端尺寸大于出风端尺寸， 也考虑到高炉风口小套进风端的壁厚，因此第一进水段23上有两个拐点29，两个拐点29的设置是保证给高炉风口小套的风口小套本体1冷却均匀。
54.如图3和5所示，完成铜管的折弯，形成弯管，折弯后铜管的出水口与进水口位于同一侧且基本齐平，弯管上位于同一侧的第二段折弯圆弧b和第四段折弯圆弧d低于铜管的出水口与进水口，弯管上位于另一侧的第一段折弯圆弧a、第三段折弯圆弧c和第五段折弯圆弧e基本齐平。
55.如图4所示，保持弯管高度方向形状不变，再对弯管沿竖直轴方向卷成锥形，形成立体锥形的水道2，立体锥形的水道2的大端为铜管的出水口、进水口、第二段折弯圆弧b和第四段折弯圆弧d所在侧，立体锥形的水道2的小端为第一段折弯圆弧a、第三段折弯圆弧c和第五段折弯圆弧e所在侧。
56.本具体实施方式，方法中，步骤3内，水道2浸蜡，将水道2从石蜡溶液中取出后等待的时间的长短，可以根据气温决定，温度高等待时间短，温度低等待时间长。
57.本具体实施方式，方法中，步骤4内，铸造型沙和可发性聚酯珠粒，为已知产品，直接购买获得，在使用时，铸造型沙与可发性聚酯珠粒按体积比为1：（0.1
?
0.2）进行混合，搅拌均匀，即可完成填砂制作。
58.本具体实施方式，方法中，步骤5内，水道2的进水口21和出水口22用橡胶塞或者铜盖封闭，防止填砂流出。
59.本具体实施方式，方法中，步骤6内，铸一个铸膜，将制作好的铜管放入膜具适当的位置，根据设计参数确定，保证风口小套本体1均匀水冷。铜水为含铜量是98%
?
99%的铸造用铜。
60.本具体实施方式，方法中，步骤7完成后，形成一个带有加工余量的风口小套铸件。如图6所示。
61.本具体实施方式，方法中，步骤8，焊接前，在铸件出风口的端面加工一个与铸件中心锥孔垂直的焊接平面，在焊接平面上和封板3的铜板上开坡口；焊接时，将铸件和封板3加热至835
?
845℃焊接在一起，形成留有加工余量的焊接件。
62.本具体实施方式，方法中，步骤9，按照设计参数要求，对步骤8的留有加工余量的焊接件，进行机加工成型。
63.本具体实施方式，方法中，步骤10，对水道进行试压，此试压方法为已知方法。
64.本具体实施方式，方法中，步骤11，耐磨耐高温陶瓷层可采用喷涂或堆焊的工艺制作，本实施例优先采用堆焊工艺制作。喷涂或堆焊的工艺，都为已知工艺，本领域技术人员已知。
65.以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。技术特征：
1.一种高炉风口小套，其特征在于：包括风口小套本体（1）、水道（2）和封板（3），风口小套本体（1）以铜水灌入铸膜形成，水道（2）预先埋入铸膜内，风口小套本体（1）与水道（2）一体结构；封板（3）焊接在风口小套本体（1）的出风端的端面上，水道（2）的进水口（21）和出水口（22）都位于风口小套本体（1）的进风端。2.根据权利要求1所述的一种高炉风口小套，其特征在于：封板（3）由铜板和钢板焊接而成，封板（3）的铜板与风口小套本体（1）的出风端的端面焊接。3.根据权利要求1所述的一种高炉风口小套，其特征在于：在风口小套本体（1）的出风口的风道内壁设置一层耐磨耐高温陶瓷层（4），耐磨耐高温陶瓷层（4）至风口向内的深度为220mm，耐磨耐高温陶瓷层（4）的厚度为0.5mm。4.根据权利要求3所述的一种高炉风口小套，其特征在于：耐磨耐高温陶瓷层采用喷涂或者堆焊工艺制作。5.根据权利要求1所述的一种高炉风口小套，其特征在于：水道（2）选取壁厚为3
?
5mm的铜管制作，水道（2）整体呈立体锥形，由铜管经过多次弯折后沿竖直轴方向卷成锥形。6.根据权利要求1所述的一种高炉风口小套，其特征在于：铜水为含铜量是98%
?
99%的铸造用铜。
技术总结
本实用新型公开了一种高炉风口小套，包括风口小套本体、水道和封板，风口小套本体以铜水灌入铸膜形成，水道预先埋入铸膜内，风口小套本体与水道一体结构；封板焊接在风口小套本体的出风端的端面上，水道的进水口和出水口都位于风口小套本体的进风端。优点，本实用新型，水道采用铜管埋管整体铸造，铸造完成后水道与水套整体无缝接触，热阻低，导热效果好，流道顺畅无死角。畅无死角。畅无死角。
技术研发人员：黄忠念 毛炳志 王琪华
受保护的技术使用者：南京玛格耐特智能科技有限公司
技术研发日：2021.01.21
技术公布日：2021/9/21
声明：
“高炉风口小套的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：南京玛格耐特智能科技有限公司
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2025年03月28日 ~ 30日 
