CN102057242B - 冷却板装置以及将冷却板安装到冶金炉中的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种随用于冶金炉的冷却板(12、12′)一起使用的间隙填充插入件(20)，冷却板(12、12′)具有朝向炉内部的前面(14、14′)、朝向炉的炉壁(10)的相对的后面(16、16′)、以及四个端面(18、18′)。根据本发明的一个方面，间隙填充插入件(20)包括：金属前板(24)，具有面向炉内部的前侧面(24)；以及锚定装置(28、28′、30、30′、32、34)，用于以这样的方式将前板(24)安装在两个相邻的冷却板(12、12′)之间，即，使得前板(24)在两个冷却板(12、12′)的端面(18、18′)之间延伸，并使得前板(24)的前侧面(26)与两个冷却板(12、12′)的前面(14、14′)齐平。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种冶金炉中的冷却板装置。本发明进一步涉及将冷却板装置安装到冶金炉中的方法。
背景技术
用于冶金炉的冷却板(也称作立冷壁)在本领域中是众所周知的。这些冷却板用来覆盖冶金炉(例如，鼓风炉或电弧炉)的外壳的内壁，以提供：(1)炉的内部与外炉壳之间的散热保护屏(heat evacuating protectionscreen)；以及(2)用于耐火砖衬里、耐火喷浆或加工中在炉内产生的增长层的锚定装置。最初，冷却板是其中铸有冷却管的铸铁板。作为铸铁立冷壁(cast iron stave)的可替换方案，已研发出铜冷却壁。现在，用于冶金炉的多数冷却板都是由铜、铜合金或者(更近一些)由钢制成的。
例如，在德国专利DE 2907511 C2中公开了一种用于鼓风炉的铜冷却板。该冷却板包括具有热面(即，面向炉的内部的面)的板条状本体，该热面被平行的凹槽进一步划分成薄片状的肋片。这些凹槽和肋片优选地具有鸽尾榫形的(或燕尾形的)横截面并且当将冷却板安装在炉壁上时水平地布置，这些凹槽和肋片的目的在于将耐火砖衬里、耐火喷浆材料或加工中产生的增长层锚定至冷却板的热面。钻出的冷却通道在邻近后面(即，冷却板的冷面)处垂直于这些水平凹槽和肋片而延伸穿过板条状本体。
这种冷却板抵压在炉壁上而安装在多个环内，其中，冷却板的后面朝向炉壁。由于炉壁通常是圆形的而冷却板原则上是平的，故炉壁与冷却板之间存在空间。该空间通常由回填混凝土填充。相邻冷却板的端面之间也存在间隙。这些间隙通常也由回填混凝土填充。
通常，耐火砖衬里、耐火喷浆材料或加工中产生的增长层被设置在冷却板的前面上以形成保护层。该保护层用来保护冷却板免于被炉中的恶劣环境破坏。同时，保护层还保护冷却板间的间隙中的回填混凝土不被破坏。然而，实际上，炉子偶然也会在没有该保护层的情况下工作，这首先导致间隙中的回填混凝土的侵蚀。这些间隙因此导致冷却板的显著的不均匀的侵蚀。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却板装置，其中该冷却板受保护而免于遭受不均匀侵蚀。该目的通过权利要求1中所要求保护的冷却板装置来实现。本发明的又一目的是提供一种将冷却板装置安装到冶金炉中的方法，其中冷却板受保护而免于遭受不均匀侵蚀。该目的通过权利要求20中所要求保护的方法来实现。
本发明提出了一种安装(mount，安置)在冶金炉的炉壁上的冷却板装置，该装置包括第一冷却板和相邻的第二冷却板，每个冷却板均具有朝向所述炉的内部的前面、朝向所述炉壁的相对的后面以及四个端面(edgeface)。根据本发明的一个方面，在两个相邻的冷却板之间布置间隙填充插入件，该间隙填充插入件包括：金属前板，其具有面向炉子的内部的前侧面；以及锚定装置，用于以这样的方式将前板安装在两个相邻的冷却板之间，即，使得该前板在两个冷却板的端面之间延伸，并使得该前板的前侧面与两个冷却板的前面齐平。
依靠上述间隙填充插入件，根据本发明的冷却板装置防止冷却板之间的间隙中的回填混凝土受破坏。即使(如同偶然情况下那样)炉子在没有保护层(耐火砖衬里、喷浆或增长层)覆盖冷却板及它们之间的间隙的情况下工作，从一个冷却板到另一个冷却板的过渡仍保持尽可能得平滑。间隙填充插入件在很大程度上防止了回填混凝土由于炉中蔓延的恶劣条件而掉落。由于具有间隙填充插入件，因而可以避免冷却板的不均匀侵蚀，进而延长了冷却板的寿命。
间隙填充插入件的前板可以由钢制成，优选地为高耐磨性的钢。这种高耐磨性钢的实例是
或
根据第一优选实施例，锚定装置包括两条侧腿，每条侧腿均连接至前板的一个边缘，这个边缘与一个冷却板的一个端面邻接，这些侧腿沿冷却板的相应端面布置。这些侧腿均可以包括一个延伸部，该延伸部成形为邻接冷却板的后面。
优选地，侧腿和间隙填充插入件的前板由金属片一体地形成，从而易于与冷却板之间的间隙的准确形状相符。可替换地，侧腿可以焊接至间隙填充插入件的前板。
通常，由于炉壁是圆形的而冷却板是平的，因而两个相邻冷却板之间的间隙大体上是楔形的。优选地，间隙填充插入件的侧腿成一定角度地布置，从而贴合地装配到楔形的间隙中。
根据第二优选实施例，锚定装置包括连接至前板及连接至后板的至少一个连接臂，后板与冷却板的后面邻接。
优选地，间隙填充插入件的前板和后板由金属片制成，并且连接臂同时焊接至前板和后板。
为了将间隙填充插入件保持在恰当位置，间隙填充插入件可以通过形状配合(form-fit)或者通过使用螺栓或螺钉连接至冷却板。这些螺栓或螺钉例如可以穿过侧腿中的孔，以将侧腿连接至冷却板的侧面，或者螺栓或螺钉可以穿过侧腿延伸部或后板中的孔，以将侧腿延伸部或后板连接至冷却板的后面。将间隙填充插入件保持在恰当位置的另一种方式是，用回填材料(通常是回填混凝土)填充冷却板与炉壁之间的空间。
根据本发明的一个方面，间隙填充插入件布置在相邻冷却板的垂直边缘之间。然而，间隙填充插入件也可以布置在相邻冷却板的水平边缘之间。通常，冷却板以交错的布局来布置，其中，上排的两个相邻冷却板之间的垂直间隙与下排的一个冷却板的中央部分布置在一条直线中。从而优选地，布置在冷却板的水平边缘之间的间隙填充插入件在下排的冷却板的两个边缘之间延伸。
优选地，间隙填充插入件的前板在两个相邻冷却板之间的间隙的整个长度上延伸。然而，在某些情况下，可能优选的是，设置更短的间隙填充插入件，其中，多个这种更短的间隙填充插入件则可以用来覆盖两个相邻冷却板之间的间隙的整个长度或仅是其长度的一部分。
优选地，冷却板由以下材料中的至少一种制成：铜、铜合金或钢。
本发明还提出了一种将冷却板安装到冶金炉的炉壁上的方法。此方法包括提供第一冷却板和相邻的第二冷却板，每个冷却板均具有朝向炉的内部的前面、朝向炉壁的相对的后面以及四个端面。根据本发明的一个方面，该方法进一步包括：提供间隙填充插入件，该间隙填充插入件包括具有面向炉的内部的前侧面的金属前板和锚定装置；以及以这样的方式将间隙填充插入件安装在两个相邻冷却板之间，即，使前板在两个冷却板的端面之间延伸，并使前板的前侧面与两个冷却板的前面齐平。
有利地，本方法中使用的间隙填充插入件是如上所述的间隙填充插入物。
附图说明
现在将参照附图，以实例的方式描述本发明的优选实施例，附图中：
图1是炉壁的一段壁部的示意性横截面图，其中示出了根据本发明第一实施例的间隙填充插入件；以及
图2是炉壁的一段壁部的示意性横截面图，其中示出了根据本发明第二实施例的间隙填充插入件。
具体实施方式
冷却板被用来覆盖冶金炉(例如，鼓风炉或电弧炉)外壳的内壁。这种冷却板的目的是形成：(1)炉的内部与外炉壳之间的散热保护屏；以及(2)用于耐火砖衬里、耐火喷浆或加工中在炉内产生的增长层的锚定装置。
图中示出了从上方看到的这种内壁10的一部分的横截面图。在内壁10的前面安装有冷却板装置，该冷却板装置包括多个冷却板12、12′。图中部分地示出了第一冷却板12和第二冷却板12′。每个冷却板12、12′均具有板条状本体，该板条状本体例如由铜、铜合金或钢的铸造或者锻造体制成。这种板条状本体具有：前面14、14′(也被称为热面)，其将面对炉的内部；以及后面16、16′(也被称为冷面)，其将面对内壁10的内表面。该板条状本体大体上为四边形的形式，它具有一对大体上垂直布置的长端面、以及一对大体上水平布置的短端面。图中仅能看见长端面18、18′之一。大多数新式的冷却板的宽度在600mm至1300mm的范围内，且高度在1000mm至4200mm的范围内。然而，应该理解的是，在其他情况下，可根据冶金炉的结构状况并根据它们的制造过程所导致的约束对冷却板的高度和宽度进行调整。
冷却板12、12′还包括位于后面16、16′上的连接管(未示出)，以使冷却流体(通常为水)在布置于冷却板12、12′内的冷却通道(未示出)中循环。冷却板12、12′通常借助于支架(未示出)安装至内壁10。
应该注意的是，前面14、14′通常被凹槽(未示出)再划分成薄片状的肋片(未示出)。这些凹槽和薄片状的肋片形成用于将耐火砖衬里、耐火喷浆或加工中产生的增长层锚定至前面14的锚定装置。
根据本发明，在第一冷却板12与第二冷却板12′之间的间隙22内设有间隙填充插入件20。
图1中示出了根据第一实施例的间隙填充插入件20。该间隙填充插入件20包括金属前板24，该金属前板具有面向炉的内部的前侧面26。这一前板24优选地由高耐磨性钢制成，诸如
或前板24被布置成使得其在两个冷却板12、12′各自的长端面18与18′之间延伸，并且使前板24的前侧面26与两个冷却板12、12′各自的前面14、14′齐平。由于这一前板24，冷却板12与12′之间的间隙22被封闭。前板24保护任何布置在该间隙22中的回填混凝土免于受破坏。即使当炉子在没有保护层(耐火砖衬里、喷浆或增长层)的情况下工作时，即，当冷却板12、12′直接暴露于炉中蔓延的恶劣状况下时，从一个冷却板12到另一个冷却板12′的过渡仍保持尽可能得平滑。前板24防止回填混凝土掉落，因而能够避免冷却板的不均匀侵蚀。
为了将前板24维持在其期望位置中，间隙填充插入件20还包括锚定装置，在第一实施例中，该锚定装置由两条侧腿28、28′构成。每条侧腿28、28′均连接至前板24的一个边缘，并沿着长端面18、18′延伸至冷却板12、12′的后面16、16′，侧腿28、28′各自的延伸部30、30′在此处形成，从而紧贴后面16、16′。
间隙填充插入件20的前板24和各自具有延伸部30、30′的侧腿28、28′由金属片一体地形成，从而易于与冷却板12与12′之间的间隙22的准确形状相符。
由于炉壁10大体上是圆形的而冷却板通常是平的，故两个相邻冷却板12与12′之间的间隙大致是楔形的。间隙填充插入件20的侧腿28、28′成一定角度地布置，从而贴合地装配到楔形的间隙22中，如图1中所示。
为了确保间隙填充插入件20保持在恰当位置，间隙填充插入件20可以通过形状配合(form-fit)或者使用复数个螺栓或螺钉(未示出)连接至冷却板12、12′。将间隙填充插入件20保持在恰当位置的另一种方式是，用回填混凝土填充冷却板12、12′与炉壁10之间的空间31。回填混凝土随之还被注入到冷却板12与12′之间的间隙22中。由于回填混凝土的致密性，从而防止间隙填充插入件20沿朝向炉壁10的方向移动。此外，由于延伸部30、30′防止间隙填充插入件20沿远离炉壁10的方向移动，因此间隙填充插入件20牢固地位于其期望位置中。
图2中示出了根据第二实施例的间隙填充插入件20。该间隙填充插入件20包括如图1中所示的那样的金属前板24。根据该第二实施例的锚定装置由至少一个连接臂32构成，该连接臂的一端连接至前板24的后面。连接臂32通过间隙22延伸至冷却板12、12′的后面，连接臂在此处连接至后板34。后板34延伸，以便与冷却板12、12′各自的后面16、16′邻接，从而防止间隙填充插入件20沿远离炉壁10的方向的任何移动。前板24和后板34由板材制成，而连接臂32焊接在它们之间。
参考标号说明
10 内壁 26 前侧面
12、12′ 冷却板 28、28′ 侧腿
14、14′ 前面 30、30′ 延伸部
16、16′ 后面 31 空间
18、18′ 长端面 32 连接臂
20 间隙填充插入件 34 后板
22 间隙
24 前板
Claims (21)
1.一种冷却板装置，安装在冶金炉的炉壁上，所述装置包括：
第一冷却板和相邻的第二冷却板，每个冷却板均具有前面、相对的后面以及四个端面，所述前面朝向所述炉的内部，所述后面朝向所述炉壁，其特征在于，
在两个相邻的冷却板之间布置间隙填充插入件，所述间隙填充插入件包括金属前板和锚定装置，所述金属前板具有面向所述炉的内部的前侧面；所述间隙填充插入件以这样的方式布置：使所述前板在两个冷却板的所述端面之间延伸，并使所述前板的所述前侧面与两个冷却板的所述前面齐平。
2.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件的所述前板由钢制成。
3.根据权利要求2所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件的所述前板由高耐磨钢制成。
4.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述锚定装置包括两条侧腿，每条侧腿均连接至所述前板的一个边缘，这个边缘与一个冷却板的一个端面邻接，所述侧腿沿所述冷却板的相应端面布置。
5.根据权利要求4所述的冷却板装置，其中，所述侧腿各自均包括一个延伸部，所述延伸部成形为与所述冷却板的所述后面邻接。
6.根据权利要求4所述的冷却板装置，其中，所述侧腿和所述间隙填充插入件的所述前板由金属片制成。
7.根据权利要求4所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件形成为一体式的零件。
8.根据权利要求4所述的冷却板装置，其中，所述侧腿焊接至所述间隙填充插入件的所述前板。
9.根据权利要求4所述的冷却板装置，其中，两个相邻的冷却板之间的间隙是楔形的，并且其中，所述间隙填充插入件的所述侧腿成一定角度地布置，从而贴合地装配到所述楔形的间隙中。
10.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述锚定装置包括连接至所述前板并连接至一个后板的至少一个连接臂，所述后板与所述冷却板的所述后面邻接。
11.根据权利要求10所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件的所述前板和所述后板由金属片制成，并且其中，所述连接臂焊接至所述前板和所述后板。
12.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件通过形状配合和/或通过机械装置连接至所述冷却板。
13.根据权利要求12所述的冷却板装置，其中，所述机械装置是螺栓或螺钉。
14.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，通过用回填材料填充冷却板与炉壁之间的空间来将所述间隙填充插入件连接至所述冷却板。
15.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件布置在相邻的冷却板的垂直边缘之间。
16.根据权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述间隙填充插入件布置在相邻的冷却板的水平边缘之间。
17.根据权利要求16所述的冷却板装置，
其中，所述冷却板以交错的布局布置，其中，上排的两个相邻冷却板之间的垂直间隙与下排的一冷却板的中央部分成一条直线地布置，并且其中，布置在所述冷却板的水平边缘之间的所述间隙填充插入件在下排的所述冷却板的两个边缘之间延伸。
18.根据前述权利要求中任一项所述的冷却板装置，其中，所述前板在两个相邻冷却板之间的间隙的整个长度上延伸。
19.根据前述权利要求1所述的冷却板装置，其中，所述冷却板由以下材料中的至少一种制成：铜、铜合金或钢。
20.一种将冷却板安装在冶金炉的炉壁上的方法，所述方法包括：
提供第一冷却板和相邻的第二冷却板，每个冷却板均具有前面、相对的后面以及四个端面，所述前面朝向所述炉的内部，所述后面朝向所述炉壁；
其特征在于，
提供间隙填充插入件，所述间隙填充插入件包括金属前板以及锚定装置，所述金属前板具有面向所述炉的内部的前侧面；
以这样的方式将所述间隙填充插入件安装在两个相邻的冷却板之间：使所述前板在两个冷却板的所述端面之间延伸，并且使所述前板的所述前侧面与两个冷却板的所述前面齐平。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，多个冷却板和间隙填充插入件形成冷却板装置，所述冷却板装置是根据权利要求1至19中任一项所述的冷却板装置。
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