本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種裝配式高爐冷卻裝置。

背景技術(shù)：

高爐冷卻壁作為高爐本體的重要設(shè)備，能夠保護(hù)爐殼、支撐耐火材料，要求具有充足的冷卻能力，能夠把爐內(nèi)傳遞給它的熱量通過冷卻水帶走，要求冷卻壁的工作熱面能夠形成渣皮保護(hù)層充當(dāng)工作襯、抵抗熱流沖擊。為滿足上述功能，冷卻壁需要同時具備充足的冷卻能力和良好的機(jī)械性能。

理論和實(shí)踐研究已經(jīng)表明，高爐的爐腹、爐腰、爐身下部的長壽不完全取決于耐火材料，而是取決于冷卻設(shè)備是否能長期可靠工作。實(shí)踐證明，要讓冷卻設(shè)備長期可靠工作，必須依靠穩(wěn)定的渣皮，渣皮是最好的“內(nèi)襯”，穩(wěn)定的渣皮能夠有效保護(hù)冷卻壁、提高高爐壽命。

對于鑄鐵(鑄鋼)冷卻壁，其材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)偏低，冷卻效果較差，難以生成穩(wěn)定存在的渣皮保護(hù)層。銅冷卻壁由于其良好的導(dǎo)熱能力，具有很好的冷卻效果，可在短時間形成渣皮，它的使用被認(rèn)為解決了爐腹、爐腰、爐身下部壽命問題。但是，銅冷卻壁在中國的使用卻不令人滿意，在大批高爐上出現(xiàn)了大面積損壞的情況。銅冷卻壁的致命缺點(diǎn)是冷卻過度，渣皮頻繁脫落，不穩(wěn)定，使得冷卻壁本體不斷處于裸露狀態(tài)，不斷承受高溫氣流沖刷、化學(xué)侵蝕、高溫爐料磨損等，最終使得銅冷卻壁損壞。

另外，全銅冷卻壁一般為純銅鑄造或銅板鉆孔加工而成，耗銅量大、制造困難、價格昂貴。為了實(shí)現(xiàn)鋼和銅在性能與經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢互補(bǔ)、保證冷卻效果的前提下降低成本，近些年出現(xiàn)了銅鋼結(jié)合的組合式冷卻壁。組合式冷卻壁大多是采用銅板和鋼板進(jìn)行焊接加工制成雙金屬結(jié)構(gòu)的冷卻壁，其內(nèi)部形成冷卻水通道，提高冷卻效果。這種組合式冷卻壁的焊縫長度很大，長期處于高溫狀態(tài)下焊縫容易開裂，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

基于以上原因，發(fā)明人充分利用鑄鐵(鑄鋼)冷卻壁的機(jī)械性能和銅材(或鋼材或鑄鐵)及冷卻循環(huán)水良好的導(dǎo)熱性能，研發(fā)了強(qiáng)化型高效冷卻裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，保證高爐長壽。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種裝配式高爐冷卻裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、容易制作、性能穩(wěn)定、冷卻效果好。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種裝配式高爐冷卻裝置，安裝在高爐爐殼內(nèi)壁上，其中，所述裝配式高爐冷卻裝置包括冷卻壁和至少一個冷卻條，所述冷卻壁具有朝向所述高爐爐腔的熱面，所述冷卻條安裝在所述熱面上，所述冷卻條包括冷卻條本體和兩個冷卻水管，所述冷卻條本體內(nèi)具有沿所述冷卻條本體的軸向開設(shè)的冷卻水通道，所述冷卻水通道具有出水口和進(jìn)水口，所述進(jìn)水口和所述出水口分別連通所述冷卻水管，所述冷卻水管的一端與所述冷卻條本體通過密封管螺紋相連接，所述冷卻水管的另一端貫穿所述冷卻壁和所述高爐爐殼。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻條本體為銅冷卻條本體。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻條本體為鋼制冷卻條本體或鑄鐵冷卻條本體。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述進(jìn)水口的內(nèi)壁上和所述出水口的內(nèi)壁上均開設(shè)有內(nèi)螺紋，所述冷卻水管與所述冷卻條本體相接的一端的外壁上開設(shè)有外螺紋，所述外螺紋和所述內(nèi)螺紋均為密封管螺紋。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻水管與所述冷卻條本體之間焊接連接。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻壁為鑄鐵冷卻壁或鑄鋼冷卻壁。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻裝置包括多個所述冷卻條，多個所述冷卻條間隔設(shè)置。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述熱面上具有設(shè)有多個間隔設(shè)置的凹槽，每個所述凹槽內(nèi)均設(shè)有一個所述冷卻條。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻條本體凸出于所述熱面。

如上所述的裝配式高爐冷卻裝置，其中，多個所述凹槽均沿水平方向開設(shè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置中冷卻壁和冷卻條相對獨(dú)立，冷卻壁、冷卻條本體和冷卻水管可以選用不同的材質(zhì)加工而成，起保護(hù)和支撐作用的冷卻壁以及冷卻水管可以選用機(jī)械性能良好的材質(zhì)，起冷卻作用的冷卻條本體可以選用導(dǎo)熱系數(shù)高、冷卻效果好的材質(zhì)，進(jìn)而使得裝配式高爐冷卻裝置整體同時具備充足的冷卻能力和良好的機(jī)械性能，也實(shí)現(xiàn)了性能與經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢互補(bǔ)。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置其冷卻條本體和冷卻水管之間通過密封管螺紋連接的方式，保證了冷卻水管與冷卻條本體連接的嚴(yán)密性。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置其冷卻條本體的導(dǎo)熱系數(shù)高，并且導(dǎo)熱系數(shù)高的冷卻條本體內(nèi)部流通冷卻水，冷卻條本體高出冷卻壁表面，有利于冷卻條本體高效傳熱、迅速形成渣皮保護(hù)層，保護(hù)冷卻條本體。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置其多個冷卻條間隔布置，各冷卻條的渣皮保護(hù)層相互連接成為一個整體，能夠有效保護(hù)整個冷卻裝置，延長其使用壽命。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明裝配式高爐冷卻裝置安裝情況的軸測圖；

圖2為本發(fā)明裝配式高爐冷卻裝置安裝情況的俯視圖；

圖3為本發(fā)明中冷卻條本體的軸測圖；

圖4為本發(fā)明中冷卻條本體的剖視圖；

圖5為本發(fā)明中冷卻水管的剖視圖；

圖6為本發(fā)明中冷卻條本體與冷卻水管連接后組成的冷卻條的軸測圖；

圖7為本發(fā)明中冷卻壁的軸測圖；

圖8為本發(fā)明中冷卻壁的俯視圖。

附圖標(biāo)記說明：

100裝配式高爐冷卻裝置；110冷卻壁；

111熱面；112凹槽；

113通孔；120冷卻條；

121冷卻條本體；122冷卻水通道；

123出水口；124進(jìn)水口；

125冷卻水管；200爐殼；

300內(nèi)螺紋；400外螺紋；

500焊縫。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和本發(fā)明具體實(shí)施方式的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的具體實(shí)施方式，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。

請參考圖1至圖8，本發(fā)明提一種裝配式高爐冷卻裝置100，安裝在高爐爐殼200的內(nèi)壁上，該裝配式高爐冷卻裝置100包括冷卻壁110和至少一個冷卻條120，冷卻壁110具有朝向高爐爐腔的熱面111，冷卻條120安裝在熱面111上，冷卻條120包括冷卻條本體121和兩個冷卻水管125，冷卻條本體內(nèi)具有沿冷卻條本體121的軸向開設(shè)的冷卻水通道122，冷卻水通道122具有出水口123和進(jìn)水口124，進(jìn)水口124和出水口123分別連通一個冷卻水管125，冷卻水管125的一端與冷卻條本體121通過密封管螺紋相連接，冷卻水管125的另一端貫穿冷卻壁110和高爐爐殼200。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置100中冷卻壁110、冷卻條本體121和冷卻水管125相對獨(dú)立，可以選用不同的材質(zhì)加工而成，起保護(hù)和支撐作用的冷卻壁110可以選用機(jī)械性能良好的材質(zhì)，起冷卻作用的冷卻條本體121可以選用導(dǎo)熱系數(shù)高、冷卻效果好的材質(zhì)，進(jìn)而使得裝配式高爐冷卻裝置整體同時具備充足的冷卻能力和良好的機(jī)械性能，也實(shí)現(xiàn)了性能與經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢互補(bǔ)。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置100其冷卻條本體121和冷卻水管125之間通過密封管螺紋連接的方式，保證了冷卻水管125與冷卻條本體121連接的嚴(yán)密性。

導(dǎo)熱系數(shù)高的冷卻條本體121內(nèi)部流通冷卻水，冷卻條本體121高出冷卻壁110表面，有利于冷卻條本體121高效傳熱、迅速形成渣皮保護(hù)層，保護(hù)冷卻條本體121。多個冷卻條120間隔布置，各冷卻條的渣皮保護(hù)層相互連接成為一個整體，能夠有效保護(hù)整個冷卻裝置100，延長其使用壽命。

本發(fā)明一個可選的例子中，進(jìn)水口124的內(nèi)壁上和出水口123的內(nèi)壁上均開設(shè)有內(nèi)螺紋300，冷卻水管125與冷卻條本體121相接的一端的外壁上開設(shè)有外螺紋400，外螺紋400和內(nèi)螺紋300均為密封管螺紋。

在本發(fā)明一個可選的例子中，冷卻水管125與冷卻條本體121之間還通過焊接連接。冷卻條本體121和冷卻水管125之間通過密封管螺紋連接后進(jìn)行焊接連接的方式，保證了冷卻水管125與冷卻條本體121連接的嚴(yán)密性。即，在將冷卻水管125通過密封管螺紋擰緊在冷卻條本體121上之后，在對冷卻水管125和冷卻條本體121進(jìn)行焊接并形成焊縫500，焊縫500長度只相當(dāng)于冷卻水管125的周長，焊縫500長度短，焊接質(zhì)量高，焊縫500在高溫狀態(tài)下能夠保持性能穩(wěn)定。這樣，通過密封管螺紋加焊接的方式，保證冷卻水管與冷卻條本體連接的嚴(yán)密性，避免漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置100其結(jié)構(gòu)簡單、容易制作。

在本發(fā)明一個可選的例子中，冷卻條本體121為銅冷卻條本體。由于銅材具有良好的導(dǎo)熱性能，在流經(jīng)冷卻條本體121內(nèi)部冷卻水通道122中循環(huán)冷卻水的作用下，冷卻條120能夠快速傳遞高爐內(nèi)部熱量，具有充足的冷卻能力。并且由于導(dǎo)熱性能良好，能夠迅速在冷卻條本體121表面形成渣皮保護(hù)層，減少高爐內(nèi)部物料對冷卻條本體121的磨損。

在本發(fā)明一個可選的例子中，冷卻水管125可以為鋼管，由于冷卻條本體121和冷卻水管125之間密封管螺紋加焊接的連接方式，能夠完全保證冷卻條本體121和冷卻水管125之間連接的嚴(yán)密性，避免漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

在本發(fā)明中，冷卻水管125穿過冷卻壁110和爐殼200后與高爐外部水冷系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)冷卻循環(huán)水不斷流經(jīng)冷卻通道122，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷卻條120的冷卻效果。

在本發(fā)明一個可選的例子中，冷卻壁110為鑄鐵冷卻壁或鑄鋼冷卻壁。不但充分利用了鐵材和銅材良好的機(jī)械性能，還降低了整個裝配式高爐冷卻裝置100的制造成本。

在本發(fā)明一個可選的例子中，裝配式高爐冷卻裝置100包括多個冷卻條120，多個冷卻條120間隔設(shè)置。間隔設(shè)置的冷卻條120避免了全銅冷卻壁冷卻過度、渣皮頻繁脫落的現(xiàn)象，形成穩(wěn)定的渣皮保護(hù)層相互連接后覆蓋在本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置100的表面，能夠有效保護(hù)整個冷卻裝置，延長使用壽命。

在本發(fā)明一個可選的例子中，熱面111上具有設(shè)有多個間隔設(shè)置的凹槽112，每個凹槽112內(nèi)均放置有一個冷卻條本體121。

在一個可選的例子中，多個凹槽112均沿水平方向開設(shè)，冷卻條本體121也水平設(shè)置于對應(yīng)的凹槽112內(nèi)。

在一個可選的例子中，冷卻條本體121緊貼在凹槽112的底面上，冷卻條本體121以冷卻壁110為依托。

本發(fā)明提出的裝配式高爐冷卻裝置100通過凹槽112對冷卻條本體121的支撐，優(yōu)化了冷卻水管125和冷卻條本體121之間連接焊縫的受力狀態(tài)，使裝配式高爐冷卻裝置100在整體上擁有了更高的機(jī)械性能。

在另一個可選的例子中，多個凹槽112均沿豎直方向開設(shè)，冷卻條本體121也豎直設(shè)置于對應(yīng)的凹槽112內(nèi)。

在本發(fā)明一個可選的例子中，冷卻條本體121凸出于冷卻壁的熱面111，進(jìn)一步保證了能夠充分利用冷卻條本體121銅材及冷卻水通道122中冷卻水循環(huán)良好的導(dǎo)熱性能。同時，由于強(qiáng)化了冷卻條120的有效傳熱，使得冷卻條120能夠迅速形成渣皮保護(hù)層，進(jìn)而更有效地保護(hù)冷卻條120。

在本發(fā)明一個可選的例子中，凹槽112的底面開設(shè)有用于穿設(shè)冷卻水管125的通孔113。通孔113不但便于冷卻水管125的穿過，還能對冷卻水管125起到限位和固定作用，使得與冷卻水管125連接的冷卻條本體121能夠更穩(wěn)固地設(shè)置在凹槽112內(nèi)。

在本發(fā)明一個可選的例子中，進(jìn)水口124和出水口123均開設(shè)在冷卻條本體121背向所述高爐爐腔的一面(也稱冷面)，冷卻條本體121緊貼在凹槽112的底面上，冷卻條本體121以冷卻壁110為依托。

當(dāng)然，在本發(fā)明中冷卻條本體121的材質(zhì)不限于銅，也可以采用鋼材或鑄鐵，或者也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它已知材料；冷卻條本體121和冷卻水管125可以選用不同材質(zhì)組裝而成，冷卻條本體121和冷卻水管125也可以采用統(tǒng)一材質(zhì)通過一體成型制作而成。

冷卻壁110的材料也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它已知材料；其中，選擇時，冷卻條本體121的材料主要考慮其導(dǎo)熱性能，冷卻壁110的材料主要考慮其機(jī)械性能及經(jīng)濟(jì)價格，在此不進(jìn)行贅述。針對上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對本發(fā)明進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本發(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本發(fā)明的限制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。