本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種高爐冷卻裝置。

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(guò)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(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)期可靠工作。實(shí)踐證明，要讓冷卻設(shè)備長(zhǎng)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(duì)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(shí)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(wèn)題。但是，銅冷卻壁在中國(guó)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(guò)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(jià)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(shì)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(zhǎng)度很大，長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)下焊縫容易開(kāi)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(zhǎng)壽。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高爐冷卻裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)明提出一種高爐冷卻裝置，安裝在高爐爐殼內(nèi)壁上，其中，所述高爐冷卻裝置包括冷卻壁和至少一個(gè)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(gè)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(kāi)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)水口和所述出水口均連通所述冷卻水管，所述冷卻水管的一端與所述冷卻條本體密封連接，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。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻水管為與所述冷卻條本體一體成型的銅管。

如上所述的高爐冷卻裝置，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。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻裝置包括多個(gè)所述冷卻條，多個(gè)所述冷卻條間隔設(shè)置。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，所述熱面上具有設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的凹槽，每個(gè)所述凹槽內(nèi)均設(shè)有一個(gè)所述冷卻條本體。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，所述冷卻條本體凸出于所述熱面。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，多個(gè)所述凹槽均沿水平方向開(kāi)設(shè)。

如上所述的高爐冷卻裝置，其中，所述進(jìn)水口和所述出水口均開(kāi)設(shè)在所述冷卻條本體背向所述高爐爐腔的一面。

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)明提出的高爐冷卻裝置中冷卻壁和冷卻條相對(duì)獨(dú)立，冷卻壁和冷卻條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可以選用機(jī)械性能良好的材質(zhì)，起冷卻作用的冷卻條可以選用導(dǎo)熱系數(shù)高、冷卻效果好的材質(zhì)，進(jìn)而使得高爐冷卻裝置整體同時(shí)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(shì)互補(bǔ)。

本發(fā)明提出的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。多個(gè)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(gè)整體，能夠有效保護(hù)整個(gè)冷卻裝置，延長(zhǎng)其使用壽命。

本發(fā)明提出的高爐冷卻裝置其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制作。

附圖說(shuō)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(lái)限制本發(fā)明公開(kāi)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(duì)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(lái)實(shí)施本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明高爐冷卻裝置安裝情況的軸測(cè)圖；

圖2為本發(fā)明高爐冷卻裝置安裝情況的俯視圖；

圖3為本發(fā)明中冷卻條的軸測(cè)圖；

圖4為本發(fā)明中冷卻條的剖視圖；

圖5為本發(fā)明中冷卻壁的軸測(cè)圖；

圖6為本發(fā)明中冷卻壁的俯視圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100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。

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(duì)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(qǐng)參考圖1至圖6，本發(fā)明提一種高爐冷卻裝置100，安裝在高爐爐殼200的內(nèi)壁上，該高爐冷卻裝置100包括冷卻壁110和至少一個(gè)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，冷卻條本體內(nèi)具有沿冷卻條本體121的軸向開(kāi)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均連通有冷卻水管125，冷卻水管125的一端與冷卻條本體121密封連接，冷卻水管125的另一端貫穿冷卻壁110和高爐爐殼200。

本發(fā)明提出的高爐冷卻裝置100中冷卻壁110和冷卻條120相對(duì)獨(dú)立，冷卻壁110和冷卻條120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120可以選用導(dǎo)熱系數(shù)高、冷卻效果好的材質(zhì)，進(jìn)而使得高爐冷卻裝置整體同時(shí)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(shì)互補(bǔ)。

本發(fā)明提出的高爐冷卻裝置100其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制作。

在本發(fā)明一個(gè)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(duì)冷卻條本體121的磨損。

在本發(fā)明一個(gè)可選的例子中，冷卻水管125為與冷卻條本體121一體成型的銅管。保證了冷卻水管125與冷卻條本體121之間的密封性，同時(shí)也提高了冷卻條120整體的機(jī)械強(qiáng)度。

在本發(fā)明中，冷卻水管125穿過(guò)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(gè)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(gè)高爐冷卻裝置100的制造成本。

在本發(fā)明一個(gè)可選的例子中，高爐冷卻裝置100包括多個(gè)冷卻條120，多個(gè)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(guò)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)明提出的高爐冷卻裝置100的表面，能夠有效保護(hù)整個(gè)冷卻裝置，延長(zhǎng)使用壽命。

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

在一個(gè)可選的例子中，多個(gè)凹槽112均沿水平方向開(kāi)設(shè)，冷卻條本體121也水平設(shè)置于對(duì)應(yīng)的凹槽112內(nèi)。

在另一個(gè)可選的例子中，多個(gè)凹槽112沿豎直方向設(shè)置，冷卻條本體121豎直設(shè)置于對(duì)應(yīng)的凹槽112內(nèi)。

本發(fā)明提出的高爐冷卻裝置100通過(guò)凹槽112對(duì)冷卻條本體121的支撐，使高爐冷卻裝置100在整體上擁有了更高的機(jī)械性能。

在本發(fā)明一個(gè)可選的例子中，冷卻條本體121凸出于熱面11，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(shí)，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(gè)可選的例子中，凹槽112的底面開(kāi)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(guò)，還能對(duì)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(gè)可選的例子中，進(jìn)水口124和出水口123均開(kāi)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。

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(shí)，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(jià)格，在此不進(jìn)行贅述。

在本發(fā)明另一個(gè)可選的例子中，冷卻條120由冷卻條本體121和冷卻水管125組裝而成，冷卻條本體121和冷卻水管可以通過(guò)螺紋連接、卡接或焊接等多種形式連接，冷卻條本體121的材質(zhì)和冷卻水管125的材質(zhì)可以相同也可以不同。

在本發(fā)明再一個(gè)可選的例子中，冷卻條本體121和冷卻水管125一體成型鑄造而成，冷卻條本體121的材質(zhì)和冷卻水管125的材質(zhì)可以相同也可以不同。

針對(duì)上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對(duì)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(duì)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(gè)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(gè)實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。