CN102747184A - 一种转炉及其水冷炉口 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种水冷炉口，包括炉口本体(1)和设置于所述炉口本体(1)内的冷却水管(2)，所述冷却水管(2)为蛇形管。本发明提供的水冷炉口，将冷却水管的圆盘式结构改为蛇形式结构，即使水冷炉口开裂，其裂纹方向与冷却水管中心线平行，不至被拉裂而漏水。本发明利用蛇形水管轴心线与炉口疲劳裂纹平行的特点，来达到水管不被炉口裂纹拉断的目的。本发明还公开了一种具有上述水冷炉口的转炉。

Description

一种转炉及其水冷炉口

技术领域

本发明涉及转炉技术领域，更具体地说，涉及一种转炉及其水冷炉口。

背景技术

转炉是炼钢炉的一种，炉体圆筒形，架在一个水平轴架上，可以转动，也用来炼铜。转炉炉体一般由炉帽、炉壳(炉身)、炉底三部分组成，为了便于转炉工作时加料、插入氧枪、排出炉气和倒渣，在炉帽顶部设有圆形炉口。

炉口工作时承受热应力、钢渣重力、钢渣冲刷和炉气的热辐射作用。炉口在短时间内温度波动频繁，使炉口本体内部存在较大的温度梯度，从而产生较大的热应力，热应力和铸体内部的铸造应力和组织应力叠加，超过铸件的屈服强度或极限强度时，炉口变形或开裂。

为延长炉帽的金属壳和炉衬的使用寿命，目前普遍采用循环水强制冷却的水冷炉口。其优点是减少了炉口上的粘结物并且使粘结物易于清除，同时可以加强炉口刚性，减少炉口变形，从而延长转炉炉壳、炉衬的使用寿命。

但是，随着炉口变形和开裂，内置的圆环型(原设计)冷却水管随着铸体变形有的被拉裂后漏水，造成炉口提前报废。

因此，如何防止在炉口变形和开裂时，冷却水管随着铸体变形被拉裂后漏水，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水冷炉口，以防止在炉口变形和开裂时，冷却水管随着铸体变形被拉裂后漏水。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水冷炉口，包括炉口本体和设置于所述炉口本体内的冷却水管，所述冷却水管为蛇形管。

优选地，在上述水冷炉口中，所述冷却水管为无缝钢管。

优选地，在上述水冷炉口中，所述炉口本体包括两个炉口半体，两个炉口半体通过螺栓和螺母连接成圆形结构。

优选地，在上述水冷炉口中，所述螺栓和螺母8之间设有密封垫。

优选地，在上述水冷炉口中，每个所述炉口半体上布置一套冷却水管，两套冷却水管的一端通过“U”形管相连通，另一端分别伸出所述各自对应的炉口半体。

优选地，在上述水冷炉口中，所述冷却水管外伸于所述炉口半体的一端的端部设有法兰盘。

优选地，在上述水冷炉口中，所述“U”形管与所述冷却水管通过连接管相连。

一种转炉，包括水冷炉口，所述水冷炉口为如上任一项所述的水冷炉口。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的水冷炉口，将冷却水管的圆盘式结构改为蛇形式结构，即使水冷炉口开裂，其裂纹方向与冷却水管中心线平行，不至被拉裂而漏水。本发明利用蛇形水管轴心线与炉口疲劳裂纹平行的特点，来达到水管不被炉口裂纹拉断的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水冷炉口的结构示意图；

图2为图1沿A-A线的剖视图；

图3为图1沿B-B线的剖视图。

具体实施方式

本发明公开了一种水冷炉口，以防止在炉口变形和开裂时，冷却水管随着铸体变形被拉裂后漏水。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的水冷炉口的结构示意图；图2为图1沿A-A线的剖视图；图3为图1沿B-B线的剖视图。

本发明实施例提供的水冷炉口，包括炉口本体1和设置于炉口本体1内的冷却水管2，其中，冷却水管2为蛇形管，即冷却水管2在炉口本体1内盘绕成蛇形。

本发明提供的水冷炉口，将冷却水管2的圆盘式结构改为蛇形式结构，即使水冷炉口开裂，其裂纹方向与冷却水管中心线平行，不至被拉裂而漏水。本发明利用蛇形水管轴心线与炉口疲劳裂纹平行的特点，来达到水管不被炉口裂纹拉断的目的。

根据热力学传导原理，确定冷却水管直径和盘入炉口本体内冷却水管的数量。

计算如下：

1水冷炉口冷却水量及进出水管直径计算

1.1炉口承受炉气高温作用，其吸热强度q可按下列数据考虑：

大型高炉(100T以上) q＝(42-50.4)×10³KJ/m².h

中型高炉(30-100T)  q＝(336-378)×10³KJ/m².h

小型高炉(30T以下)  q＝(252-294)×10³KJ/m².h

1.2受热面积为炉口内侧面积和顶面面积之和，因为侧面也受热，所以计算时考虑安全系数，一般取1.2-1.5。

2水冷炉口冷却水用量Q计算

Q＝(εqF/cΔt)

式中

ε-水冷炉口材料的辐射黑度，钢为0.8，铸铁为0.87-0.95；

q-水冷炉口吸热强度，千卡/平米·时或千焦/平米·时；

F-水冷炉口传热面积，平米；

c-水的比热容  4.18千卡/千克.℃；

Δt＝(t²-t¹)  其中t¹-冷却水进水温度，＜35℃；t²-冷却水出水温度，＜45℃ -50℃。

3水冷炉口进出水管直径计算

d＝{(1/36×10⁵)(4KQ/3.14vγ)}^1/2

式中

Q-水冷炉口冷却水量，千克/时；

K-安全系数1.2-1.5；

γ-冷却水比重吨/立米；

v-冷却水流速，米/秒。当冷却水压力为0.3-0.4MPa时，流速取2.5-3米/秒。

计算确定好水管直径和数量后，据此来进行冷却水管排管密度以满足技术要求，达到炉口冷却需要。

经过改进后没有发生炉口水管开裂而使炉口提前报废的情况。

在本实施例中，冷却水管2为无缝钢管，炉口本体1包括两个炉口半体，两个炉口半体通过螺栓6和螺母8连接成圆形结构。优选地，为了保持密封性，螺栓6和螺母8之间设有密封垫7。

每个炉口半体上布置一套冷却水管，两套冷却水管的一端通过“U”形管3相连通，两套冷却水管的另一端分别伸出各自对应的炉口半体，用于通入冷却水形成回路。

冷却水管外伸于炉口半体的一端的端部设有法兰盘5，该法兰盘5用于与外部冷却水循环管路相连通，即与分别与外部的进水管和出水管相连通。

在本实施例中，“U”形管3与冷却水管通过连接管4相连。

本发明实施例公开的转炉，包括水冷炉口，所述水冷炉口为如上实施例公开的水冷炉口。由于本发明提供的转炉具有上述水冷炉口，因此兼具上述水冷炉口的所有技术效果，本文在此不再赘述，具体可参阅上述关于水冷炉口的描述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种水冷炉口，包括炉口本体(1)和设置于所述炉口本体(1)内的冷却水管(2)，其特征在于，所述冷却水管(2)为蛇形管。

2.根据权利要求1所述的水冷炉口，其特征在于，所述冷却水管(2)为无缝钢管。

3.根据权利要求1所述的水冷炉口，其特征在于，所述炉口本体(1)包括两个炉口半体，两个炉口半体通过螺栓(6)和螺母(8)连接成圆形结构。

4.根据权利要求3所述的水冷炉口，其特征在于，所述螺栓(6)和螺母8之间设有密封垫(7)。

5.根据权利要求3所述的水冷炉口，其特征在于，每个所述炉口半体上布置一套冷却水管，两套冷却水管的一端通过“U”形管(3)相连通，另一端分别伸出所述各自对应的炉口半体。

6.根据权利要求5所述的水冷炉口，其特征在于，所述冷却水管外伸于所述炉口半体的一端的端部设有法兰盘(5)。

7.根据权利要求5所述的水冷炉口，其特征在于，所述“U”形管(3)与所述冷却水管通过连接管(4)相连。

8.一种转炉，包括水冷炉口，其特征在于，所述水冷炉口为如权利要求1-7任一项所述的水冷炉口。

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