專利名稱：豎爐用板式冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為保護(hù)爐殼而在用于礦石等的熔解的高爐等冶金爐的爐 壁內(nèi)表面四周設(shè)置的豎爐用板式冷卻器。
技術(shù)背景在高爐等的豎爐內(nèi)，由于爐內(nèi)的高溫氣體的影響，為了保護(hù)爐殼， 在爐內(nèi)表面的四周設(shè)置板式冷卻器來冷卻。過去，板式冷卻器用鑄鐵或 銅制造。在板式冷卻器內(nèi)部設(shè)置有許多冷卻水路，將來自爐內(nèi)側(cè)的熱隔 斷，以保護(hù)爐殼。近年來，^^別是在高爐中，從風(fēng)口吹入的微細(xì)碳粉吹入量有增大的 傾向，由此高爐爐壁的熱負(fù)荷增大，且熱負(fù)荷在變動(dòng)。由于這樣的熱負(fù) 荷，為了保護(hù)高爐的爐殼， 一部分采用銅或銅合金制(以下銅或銅合金 制統(tǒng)稱銅制)的板式冷卻器取代鑄鐵制板式冷卻器。例如日本專利特公 昭63-56283號(hào)公報(bào)中公開了這種銅制板式冷卻器。圖1是表示過去的銅制板式冷卻器構(gòu)造的剖面圖。該過去的銅或銅合 金制板式冷卻器設(shè)置在高爐等的豎爐(冶金爐)爐殼104的爐內(nèi)側(cè)。在 銅制板式冷卻器中設(shè)置了在內(nèi)部形成冷卻水路109的銅制冷卻板(stave) 主體IOI。通過在冷卻水路109中流通冷卻水，爐殼104被冷卻。冷卻板 主體IOI由鍛造或軋制形成，冷卻水路109由在冷卻板主體101上鉆孔加 工而成。冷卻水路109的兩端由塞焊形成塞焊部110。另外，冷卻水配管 102被焊接在比爐殼104靠近爐內(nèi)側(cè)的冷卻板主體101上。冷卻水配管102 的端部被插入在冷卻板主體IOI的供水口 108中，并通過形成坡口的V型 填角焊接連接在供水口108的外緣部上。這時(shí)，在冷卻水配管102貫通爐 殼104的地方接合伸縮管107。圖1僅示出冷卻板主體101的下部，其上部的構(gòu)造與下部的構(gòu)造大致 對(duì)稱。冷卻水從下部的冷卻水配管102經(jīng)供水口108流入冷卻板主體101 內(nèi)，經(jīng)上部的排水口從冷卻水配管流出。在日本專利特開平l l-293312號(hào)公報(bào)中公開了以下的板式冷卻器的 制造方法。首先，用型芯進(jìn)行水路造型，同時(shí)鑄造銅或銅合金的冷卻板 主體。凝固后，從多個(gè)開口處破壞并除去型芯形成水路。然后，在冷卻 板主體上焊接冷卻水配管。另外，過去，在板式冷卻器的爐內(nèi)表面如圖l所示地將耐火磚等可鑄 材料105在圓周方向進(jìn)行多階鑄入或嵌合。另外，有時(shí)在板式冷卻器的 爐內(nèi)表面還施加噴涂耐火材料。例如，在日本專利公報(bào)實(shí)公昭51-82706號(hào)中，提出為了使耐火磚難 以脫落、爐殼一側(cè)的耐火磚高度比冶金爐內(nèi)側(cè)的耐火磚高度高的板式冷 卻器。另外，在日本專利公報(bào)實(shí)公昭58-65352號(hào)中，提出鑄入耐火磚的 底邊朝向水平方向或上方的冷卻板。還有，在日本專利公報(bào)特開 2001-49314號(hào)中，提出在耐火磚的各階之間用母材填充、切槽部上表面 相對(duì)于水平面的仰角設(shè)定在20-30度范圍的板式冷卻器，以及進(jìn)一步將 切槽部下表面相對(duì)于水平面的仰角設(shè)定在10-30度范圍的板式冷卻器。在進(jìn)行以水泥為粘合劑的噴涂材料施工的場(chǎng)合，以同樣的形狀形成 從板式冷卻器主體突出的突出部，或從冷卻板主體立起壁骨來保持噴涂 材料。但是，上述的過去冷卻水路的構(gòu)造和冷卻板主體的爐內(nèi)面一側(cè)的構(gòu) 造存在以下問題。首先，關(guān)于過去冷卻水路的構(gòu)造第l.由于在冷卻板主體中配置的水路用冷卻板主體的母材(銅或銅 合金)形成，所以其傳熱性很好，但如果萬一由材質(zhì)缺陷或使用中產(chǎn)生 的細(xì)微裂紋發(fā)展為龜裂，立即損壞水路的密封性，引起向高爐爐內(nèi)的漏 水。第2.由于在形成密閉水路時(shí)不可避免要進(jìn)行塞焊，在長期的殘酷條 件下可靠性存在不安因素。第3.由于冷卻水配管102以與冷卻板主體101接近直角的角度被焊 接，在焊接部冷卻水的流動(dòng)方向驟變。因此，有壓力損失增加和在水路 端部產(chǎn)生冷卻水滯留的危險(xiǎn)。第4.如上所述，由于冷卻水配管102通過V型填角焊接被連接在供 水口108或上部的排水口中，所以，對(duì)彎曲和拉伸的焊接強(qiáng)度未必足夠 強(qiáng)。為此，對(duì)冷卻水配管102貫通爐殼104的部位進(jìn)行密封連接時(shí)，要通 過伸縮管107。所以，在爐殼104的爐外側(cè)需要所需空間。其次，關(guān)于冷卻板主體的爐內(nèi)面一側(cè)的構(gòu)造-第l.耐火磚或噴涂材料(可鑄材料)禁不住爐內(nèi)的溫度變動(dòng)，從表 層起慢慢的剝離損壞，不久消失掉。其結(jié)果，冷卻板主體的母材的突出 部分殘存下來。然后，由于冶金爐豎爐部的冷卻板主體傾斜，突出部的 上表面朝向爐內(nèi)側(cè)并與水平稍成俯角，難以穩(wěn)定地堆積爐內(nèi)原料。第2.突出部分的下表面也朝向爐內(nèi)側(cè)與水平成俯角，與爐內(nèi)氣體的 接觸面積增大，板式冷卻器的吸熱有增大的傾向。第3.由于上述第1和第2個(gè)問題，耐火轉(zhuǎn)或噴涂材料消失后的冷卻板 的突出部，更易于受到爐內(nèi)氣體溫度變動(dòng)的影響。其結(jié)果，突出部的根 部附近由于反復(fù)的熱應(yīng)力易于產(chǎn)生龜裂，在長期使用的場(chǎng)合，該龜裂使 冷卻板主體存在斷裂的危險(xiǎn)。第4.特別是近年來，在高爐中伴隨著從風(fēng)口吹入的微細(xì)碳粉吹入量 的增大，爐體的高熱負(fù)荷有達(dá)到豎爐部分的傾向。為此，即使高熱負(fù)荷 部達(dá)到豎爐部，可能產(chǎn)生達(dá)不到原料熔融溫度的狀態(tài)。這樣的場(chǎng)合，由 熔融物的附著引起的板式冷卻器表面的保護(hù)不進(jìn)行，易于產(chǎn)生上述的第 l至第3的問題。第5.近年來，與上述熱負(fù)荷的增加相對(duì)應(yīng)，銅冷卻板的使用正在擴(kuò) 大，但希望更輕更經(jīng)濟(jì)的銅冷卻板。第6.希望形成在冷卻板前表面的不定形耐火材料的壽命更長。第7.由于板式冷卻器的吸熱量增加，有必要增加循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水 量。因此，有必要增強(qiáng)循環(huán)泵和熱交換器的能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第l個(gè)目的是提供在冷卻水路線上無焊接處、漏水的危險(xiǎn)性 極低、冷卻水的壓力損失低、沒有滯留、可省去伸縮管、可縮短冷卻水 配管長度的豎爐用板式冷卻器。本發(fā)明的第2個(gè)目的是提供一種豎爐用板式冷卻器，進(jìn)一步提高不定 形耐火材料的保持性能，耐火材料消除后可抑制板式冷卻器的突出部與 爐內(nèi)氣體的接觸面積，同時(shí)突出部的根部附近很少發(fā)生龜裂，壽命長， 可減少循環(huán)冷卻水量，經(jīng)濟(jì)性好的。本發(fā)明涉及的第1個(gè)豎爐用板式冷卻器，設(shè)置在豎爐的爐內(nèi)壁面四周，具有銅或銅合金的鑄件，含99.9質(zhì)量％以上的銅；l或2根以上的鋼管，在表面進(jìn)行了噴丸處理之后被鑄入到上述鑄件中，在其中流通冷卻水；在設(shè)有上述鑄件的上述鋼管端部的一側(cè)的表面形成有鼓起部，具 備有內(nèi)螺紋的蓋形螺母被將上述內(nèi)螺紋朝向外側(cè)地埋入上述鼓起部內(nèi)。 本發(fā)明涉及的第2個(gè)豎爐用板式冷卻器，設(shè)置在豎爐的爐內(nèi)壁面四 周，具有銅或銅合金的鑄件，含99.9質(zhì)量％以上的銅；域2根以上的鋼管，在表面進(jìn)行了噴丸處理之后被鑄入到上述鑄f^中，在其中流通冷卻水；在配置在上述鑄件的豎爐的中心側(cè)的第l表面上，在整個(gè)寬度上 形成上表面的仰角小于10度、下表面的仰角在30度以上70度以下的多階 的架子狀的突出部；在介于上述多階的突出部之間的溝內(nèi)，噴涂含樹脂系或硅酸鹽系粘合劑、并以Al203和Si02為主要成分的不定形耐火材料。


圖l是表示現(xiàn)有的銅制豎爐用板式冷卻器的構(gòu)造的剖面圖。 圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的設(shè)置高爐用板式冷卻器的高爐爐 壁附近的縱剖面圖。圖3是圖2下部的放大圖。圖4A是表示不定形耐火材料厚度t的模式圖，圖4B是表示無形耐火 材料厚度t與冷卻板吸收熱量關(guān)系的曲線圖。圖5A是表示本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的設(shè)置豎爐用板式冷卻器的冶金 爐爐壁附近的縱剖面圖，圖5B是其一部分的放大圖，圖5C是沿圖5A中 的I一I線的剖面圖。圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的變換例的剖面圖。 圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的另一變換例的剖面圖。 圖8是表示配管的配置例子的模式圖。 圖9是表示外管一種形態(tài)的模式圖。圖10是表示鑄入在冷卻板主體中的蓋形螺母的一種形態(tài)的模式圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例涉及的豎爐用板式冷卻器。第l實(shí)施例首先，說明本發(fā)明的第l實(shí)施例。圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施例涉及 的設(shè)置高爐用板式冷卻器的高爐爐壁附近的縱剖面圖。另外，圖3是 圖2下部的放大圖。關(guān)于第l實(shí)施例，冷卻板主體(冷卻構(gòu)件)l例如用銅或銅合金鑄 成。在該鑄件中鑄入鋼管2作為冷卻水配管，形成冷卻水的水路7。作 為冷卻水配管的鋼管2，被鑄入在作為冷卻板主體l的銅或銅合金的鑄 件中，其兩端突出。因而，鋼管2兩端的突出部分別構(gòu)成供水口和排 水口。鋼管2貫通爐殼4，爐殼4的鋼管2貫通的孔，從爐殼4的外側(cè)被 密封構(gòu)件6密封。因此，高爐被密封。在密封構(gòu)件6的外部，可將鋼管 2的伸出部的前端與冷卻水供水配管、排水配管連接。在鑄件中鑄入 的鋼管2有1根以上。在鑄入鋼管2時(shí)，如下所述情況是理想的。首先，將鋼管2的表面 進(jìn)行噴丸處理后，以保持清潔的狀態(tài)設(shè)置在用于鑄造冷卻板主體l的 鑄型內(nèi)。接著，通過在該鑄型內(nèi)注入銅或銅合金熔液將鋼管2鑄入在 冷卻板主體l的鑄件中。在冷卻板主體l的高爐的內(nèi)側(cè)面，形成凹凸形狀的溝8。通過例如 在鑄型中形成凹凸，因此在鑄造時(shí)形成溝8。形成溝8的面構(gòu)成高爐的里面即冷卻板的前面。另外，在高爐運(yùn)轉(zhuǎn)前，在溝8中噴涂可鑄材料5， 對(duì)于開爐初的高熱負(fù)荷具有緩沖效果。另一方面，在冷卻板主體l的爐殼側(cè)的面、即背面設(shè)置了將冷卻板 主體1固定在爐殼4上的安裝螺栓(沒有圖示)。另外，在本實(shí)施例中，如圖3所示，在鋼管2從冷卻板主體1突出的 部分，配置了比鋼管2直徑大的外管3，構(gòu)成2重管。外管3例如為鋼制。 外管3例如比密封構(gòu)件6更延伸到高爐的外側(cè)。按照該第l實(shí)施例，作為冷卻水配管的鋼管2被鑄入在冷卻板主體1 中，萬一因冷卻板主體l的材質(zhì)缺陷或在爐中使用時(shí)產(chǎn)生的細(xì)微裂紋 使龜裂要發(fā)展到冷卻板主體l時(shí)，鋼管2的外面可阻止該龜裂的發(fā)展。 因此，水路7的密封性可以被維持。另外，由于從冷卻板主體1突出的部分的管構(gòu)造構(gòu)成2重管，可提 高補(bǔ)強(qiáng)效果。具體地說，通過使供排水配管與鋼管2為一體、同時(shí)鋼 管2從冷卻板主體1突出的部分構(gòu)成2重管，不需要特別考慮使供排水 配管不受外力。由此，爐殼2的貫通部的密封簡(jiǎn)單，沒有必要使用過 去使用的伸縮管。因此，可縮短冷卻水配管的爐殼4外側(cè)的長度，可 縮小該空間。即使本實(shí)施例涉及的板式冷卻器因熱而產(chǎn)生變形，從冷卻板主體l 突出的供排水配管，與鑄入在冷卻板主體中的鋼管2成為一體。因此， 板式冷卻器對(duì)彎曲與拉伸的強(qiáng)度增強(qiáng)。同將供排水口焊接在冷卻板主 體上的現(xiàn)有技術(shù)相比，可獲得較高的強(qiáng)度。再者，作為冷卻水配管的鋼管2，是將一根鋼管從供水側(cè)到排水側(cè) 適當(dāng)彎曲、并在爐殼4的外側(cè)同供水配管和排水配管連接而形成的。 因此，沒有必要在高爐爐內(nèi)設(shè)置焊接處。因此，它可長時(shí)間使用。另 外，鋼管2的曲率半徑可選適當(dāng)?shù)闹担诳蓮澢庸r(shí)使鋼管2的截面 形狀不發(fā)生急劇變化。由此，可防止冷卻水壓力損失的增加和滯留部 的發(fā)生。在探測(cè)器用開口或出鐵口開口附近設(shè)置本發(fā)明涉及的板式冷卻器 的場(chǎng)合，也可以設(shè)計(jì)和制作成任意的形狀。另外，在挪用冷卻盤的爐 殼來設(shè)置本發(fā)明涉及的板式冷卻器的場(chǎng)合，也可以根據(jù)原有的幵口形 狀來設(shè)計(jì)與制作。關(guān)于銅或銅合金制冷卻板，在冷卻板主體直接形成冷卻水水路的 原因是，為了得到更高的傳熱性能。但是，如本實(shí)施例那樣在銅和銅 合金制鑄件中鑄入鋼管制的冷卻水配管的情況下，試驗(yàn)表明，通過鋼 管損失的傳熱性能很小，在實(shí)際的冶金爐中使用時(shí)完全沒有影響。其 理由是，在鑄入鋼管時(shí)，沒有必要施行防止鋼管的滲碳的涂敷，鋼管 的外表面與冷卻板主體的內(nèi)表面之間的附著性高，傳熱阻力小。還有，在本實(shí)施例中，在高爐運(yùn)轉(zhuǎn)前，在溝8中噴涂可鑄材料5， 噴涂的可鑄材料5不久后脫落。但是，爐內(nèi)的熔融物等馬上粘著在溝8 中，覆蓋了冷卻板主體l的前面。為了保持該熔融物等的粘著物層， 也要形成冷卻板主體1前面的凹凸形狀的溝8，這樣形成是理想的。在銅鑄件中，為了不產(chǎn)生鑄造缺陷，多使用例如JISH5120的 CAC101的相當(dāng)材質(zhì)(Cu99.5。/o以上，Sn0.4%， P 0.07%)，在日本 專利公報(bào)特開平11-293312號(hào)中記載的板式冷卻器中，實(shí)際上熱傳導(dǎo) 性也多少有些犧牲，通過含少量錫和磷提高鑄造性。通過添加錫和磷， 可提高金屬熔液的流動(dòng)性、減少鑄造缺陷。另一方面，使用這樣的材 質(zhì)，存在熱傳導(dǎo)率降低的缺點(diǎn)。對(duì)此，在本發(fā)明中，利用在銅制鑄件中鑄入的鋼管確保了冷卻水 路，即使在由銅制鑄件構(gòu)成的冷卻板主體中多少存在一些缺陷，也完 全沒有漏水的危險(xiǎn)。因而，作為板式冷卻器的原材料，可使用熱傳導(dǎo) 率高的銅純度99.9。/。以上的材質(zhì)，例如JISH5120的CAC103的相當(dāng)材質(zhì) (Cu 99.9%以上，P 0.04%)。因此，通過使用這樣的材質(zhì)，可完全 不弓I起冷卻水的漏水而改善板式冷卻器的熱傳導(dǎo)特性。第2實(shí)施例下面說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。在此，首先說明設(shè)置在豎爐用板式冷卻器的豎爐(冶金爐)的內(nèi) 側(cè)的可鑄材料等不定形耐火材料的厚度與冷卻板吸熱量的關(guān)系。圖 4A是表示不定形耐火材料的厚度t的模式圖，圖4B是表示不定形耐火 材料的厚度t與冷卻板吸熱量關(guān)系的曲線圖。如圖4A所示，不定形耐火材料15a的厚度t是從冷卻板主體(冷卻 構(gòu)件)11的溝12的底部到不定形耐火材料15a的爐內(nèi)側(cè)表面的距離。 在冷卻板主體l 1中設(shè)置有冷卻水路17。如圖4B所示，不定形耐火材料15a的厚度t在大致100mm以下時(shí)，伴 隨著厚度t的增加，冷卻板吸熱量降低。因此，在板式冷卻器的突出 部、即形成溝的部分的凸部表面附著不定形耐火材料15a，可抑制吸 熱量。但是，當(dāng)不定形耐火材料15a的厚度t約為50 mm，冷卻板的吸 熱量大幅度降低，當(dāng)厚度t為100mm以上，冷卻板的吸熱量幾乎不變 化。圖5A是表示本發(fā)明第2實(shí)施例涉及的設(shè)置有豎爐用板式冷卻器的 冶金爐爐壁附近的縱剖面圖，圖5B是其一部分的放大圖，圖5C是沿 圖5A中I 一 I線的剖面圖。在本實(shí)施例中，將冷卻板主體11通過不定形耐火材料20設(shè)置在爐 殼14上，且周設(shè)在高爐等的豎爐(冶金爐)的里面。冷卻板主體ll 由例如銅或銅合金的鑄件形成。另外，在冷卻板主體ll的內(nèi)部形成其 兩端連通到外部的冷卻水水路17。例如第l實(shí)施例，水路17是通過鑄 入鋼管而形成。而且，設(shè)有對(duì)鋼管貫通爐殼14的^Jt行密封的密封構(gòu) 件16。還有，與過去一樣，冷卻水路也可以穿孔形成。在冷卻板主體ll的冶金爐內(nèi)側(cè)的面上，可形成多階架子狀的突出 部19，同時(shí)在這些突出部19之間形成溝18。通過例如在鑄型內(nèi)形成凹 凸，在鑄造時(shí)形成溝18。形成溝18的面成為冶金爐的里面、即冷卻板 的前面。在此說明突出部19和溝18的形狀。在冶金爐的里面安裝時(shí)，突出 部19和溝18沿冶金爐的周向延伸。另外，安裝在冶金爐的里面時(shí)，突 出部19的位于上側(cè)的表面21 (上表面21)和位于下側(cè)的表面22 (下表 面22)都向著冶金爐的中心并以仰角成傾斜的形狀。上表面21的仰角是使?fàn)t內(nèi)原料易于堆積的角度即可，考慮突出部 19的根部強(qiáng)度，應(yīng)為小于10度的仰角。由于上表面21向著爐內(nèi)側(cè)并與 水平成小于10度的仰角，耐火材料消失后，進(jìn)入多階架子狀的突出部 19之間、即溝18內(nèi)的爐內(nèi)原料可穩(wěn)定地堆積。由此，可減小冷卻板主 體ll與伴隨爐內(nèi)高溫及溫度變動(dòng)的高流速氣體的接觸面積，可抑制板 式冷卻器的吸熱量。爐內(nèi)原料穩(wěn)定地進(jìn)入的靜止角為30度以上，所以，下表面22的仰 角為超過30度的角度。另外，為可靠地支持不定形耐火材料并堆積爐 內(nèi)原料，該仰角的上限最好為70度以下。由于下表面22向著爐內(nèi)側(cè)并 與水平成超過30度的仰角，爐內(nèi)原料易于進(jìn)入，可減小耐火材料消失 后與爐內(nèi)氣體接觸面積，并可抑制板式冷卻器的吸熱量。另外，在上表面21及下表面22與冷卻板主體11的基體的各邊界部 21a、 22a處設(shè)置曲率，成為曲面。其結(jié)果，耐火材料消失后，熱應(yīng)力 難以集中在突出部19的根部附近。由此，龜裂難以產(chǎn)生，可長期維持 板式冷卻器的高性能。如圖5C所示，在溝8內(nèi)，在相鄰2個(gè)水路17的中間部分形成凹部23。 即溝8的深度，在形成凹部23的部分和設(shè)有水路17的部分是不同的。另外，在本實(shí)施例中，架子狀的突出部19的上表面21和/或下表面 22被粗糙化，在該部分形成細(xì)微的凹凸部24。再者，在本實(shí)施例中，含有樹脂系或硅酸鹽系粘合劑、且以Ab03 和Si02為主要成分的不定形耐火材料25被牢固地附著在冷卻板主體 ll的表面上。而且，在該不定形耐火材料25上噴涂了可鑄材料15,不 定形耐火材料25和可鑄材料15相當(dāng)于圖4A中的不定形耐火材料15a。在這樣構(gòu)成的本實(shí)施例中，冶金爐運(yùn)轉(zhuǎn)開始后，可鑄材料15慢慢 脫落。因此，如果繼續(xù)下去，板式冷卻器的吸熱量會(huì)變得很大。但是 在本實(shí)施例中，形成突出部1卯寸其上表面21和下表面22向爐內(nèi)側(cè)并成 仰角，并且適當(dāng)?shù)匾?guī)定了仰角的大小，所以，進(jìn)入突出部19之間的爐 內(nèi)原料穩(wěn)定地堆積在溝18內(nèi)。由此，冷卻板主體ll與伴隨爐內(nèi)高溫且 溫度變動(dòng)的高流速氣體的接觸面積減小，可抑制板式冷卻器的吸熱通過如上所述地適當(dāng)?shù)卦O(shè)定仰角的大小，增加其效果。另外，在本實(shí)施例中，在溝18的底部，在可鑄材料15和冷卻板主 體11之間設(shè)有不定形耐火材料25。還有，在本實(shí)施例中，在突出部19 的上表面21和下表面22、即溝18的側(cè)面形成了凹凸部24。由此，不定 形耐火材料25與冷卻板主體11的粘著力極強(qiáng)，不定形耐火材料25對(duì)于 爐內(nèi)的高溫氣體流和溫度的大幅度變動(dòng)，不容易脫落或消失。因此， 可維持穩(wěn)定的絕熱層，并可長期抑制冷卻板的吸熱量。還有，在本實(shí)施例中，由于在溝18內(nèi)設(shè)置了凹部23，冷卻效率不 降低就可以消減冷卻板主體ll材料、例如銅的重量。由此，可更降低 成本，更經(jīng)濟(jì)。另外，由于凹坑23，不定形耐火材料25與冷卻板主體 ll的粘著性提高。從這點(diǎn)出發(fā)，可穩(wěn)定地支持不定形耐火材料25，并 可長期抑制板式冷卻器的吸熱量。因而，如上所述，由于可抑制板式冷卻器的吸熱量，可減少循環(huán) 冷卻系統(tǒng)的水量，也可以減小循環(huán)泵和熱交換器的功率。另外，由于 可抑制無謂的熱損失，可有效地利用冶金爐內(nèi)的熱量，并有助于減少 焦炭量。還有，如圖6所示，由于在冷卻板主體ll的爐外側(cè)、即爐殼14一側(cè) 形成了凹部26，可以削減冷卻板主體ll的材料、例如銅的重量，成本 更降低，更經(jīng)濟(jì)。另外，如圖7所示，也可以使突出部19的形狀為，越靠近其前端部19a越細(xì)，前端部19a的表面成曲面。即，使前端部19a具有曲率而細(xì) 小。通過使突出部19具有如此形狀，可減小受熱面積，可抑制吸熱量， 對(duì)于噴涂在爐內(nèi)面?zhèn)鹊牟欢ㄐ文突鸩牧希杀苊獬射J角的凹部的存 在，可避免熱應(yīng)力集中，并可減小冷卻板主體的重量。再者，構(gòu)成冷卻水路的鋼管的形狀和配置沒有特別的限定，但最 好是如圖8所示，在由銅或銅合金的鑄件構(gòu)成的冷卻板主體31的中央 部位，在安裝到冶金爐中時(shí)，鑄入實(shí)質(zhì)上沿垂直方向延伸的多根鋼管 32，并在冷卻板主體31中鑄入圍繞這些鋼管32、具有例如以"L"字 形彎曲的形狀的2根鋼管33。還有，在圖8所示的例子中，2根鋼管33彎曲"L"字形，例如也可 以彎曲成"- "字型。這種場(chǎng)合，當(dāng)向銅或銅合金的鑄件(冷卻板主 體31)中鑄入時(shí)，例如使從各彎曲點(diǎn)到各端部的部分，在配置在爐內(nèi) 時(shí)實(shí)質(zhì)上沿水平方向延伸即可。這種場(chǎng)合，2根鋼管33的端部在冷卻 板主體31的水平方向的中心附近接近為好。另外，在鋼管的端部采用二重管構(gòu)造的場(chǎng)合，如圖9所示，多根例 如3根鋼管34的端部可以由1個(gè)鋼管制成的外管35捆住。再者，在銅或銅合金制的冷卻板主體36的爐殼側(cè)的表面、即埋入 到冷卻板主體36的鋼管37兩端突出側(cè)的表面，最好是形成達(dá)到爐殼附 近的鼓起部，同時(shí)，在該鼓起部內(nèi)埋入具備有內(nèi)螺紋的蓋形螺母38。另外，最好將鋼管配置成，鋼管的端部在形成于豎爐爐殼上的冷 卻水供排水用的開孔部位整合。還有，第1實(shí)施例與第2實(shí)施例也可適當(dāng)組合。例如在由鋼管形成 冷卻水路的冷卻板主體上，可形成如圖7所示的突出部。在涉及第1實(shí)施例的圖2和圖3中，爐殼相對(duì)于垂直方向被平行配 置；在涉及第2實(shí)施例的圖4A、圖5A、圖5B至圖7中，爐殼相對(duì)于垂 直方向被傾斜配置；在本發(fā)明中爐殼可向著任意方向配置。在第2實(shí) 施例中，與爐殼沒有關(guān)系，可基于與水平方向的關(guān)系確定突出部的傾斜角度。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)朋，即使冷卻板主體的材質(zhì)缺陷和在爐內(nèi)使 用中產(chǎn)生的細(xì)微裂紋發(fā)展成龜裂，由于鋼管的外面阻止了龜裂發(fā)展， 因此可維持水路的密封性。另外，由于形成冷卻水路的鋼管的兩端在 爐殼的外側(cè)與供水配管、排水配管接合，所以在冶金爐的內(nèi)部不必設(shè) 置焊接部。由此，即使長期使用極少劣化。再者，由于適當(dāng)?shù)卮_定了 鋼管的曲率半徑，可避免冷卻水的壓力損失增加和形成滯留部。
權(quán)利要求
1.一種豎爐用板式冷卻器，設(shè)置在豎爐的爐內(nèi)壁面四周，其特征在于，具有銅或銅合金的鑄件，含99.9質(zhì)量％以上的銅；1或2根以上的鋼管，在表面進(jìn)行了噴丸處理之后被鑄入到上述鑄件中，在其中流通冷卻水；在配置在上述鑄件的豎爐的中心側(cè)的第1表面上，在整個(gè)寬度上形成上表面的仰角小于10度、下表面的仰角在30度以上70度以下的多階的架子狀的突出部；在介于上述多階的突出部之間的溝內(nèi)，噴涂含樹脂系或硅酸鹽系粘合劑、并以Al2O3和SiO2為主要成分的不定形耐火材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種豎爐用板式冷卻器，其設(shè)置在豎爐的爐內(nèi)壁面四周，具有銅或銅合金的鑄件，含99.9質(zhì)量％以上的銅；1或2根以上的鋼管，在表面進(jìn)行了噴丸處理之后被鑄入到上述鑄件中，在其中流通冷卻水；在配置在上述鑄件的豎爐的中心側(cè)的第1表面上，在整個(gè)寬度上形成上表面的仰角小于10度、下表面的仰角在30度以上70度以下的多階的架子狀的突出部；在介于上述多階的突出部之間的溝內(nèi)，噴涂含樹脂系或硅酸鹽系粘合劑、并以Al₂O₃和SiO₂為主要成分的不定形耐火材料。
文檔編號(hào)C21B7/10GK101255481SQ200810083039
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月24日
發(fā)明者奧田隆昭, 森光啟友 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社