CN102978314A - 一种高炉风口小套 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高炉风口小套及其制备方法，该风口小套包括：具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔的风口本体，采用热挤压成形的纯铜质中空环状的风口壁，风口本体和所述风口壁焊接连接，所述风口壁为长壁“∩”形。该风口小套能够克服现有的风口结构存在的寿命短、生产效率低和生产成本高的不足。

Description

一种高炉风口小套

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉风口小套。

背景技术

高炉风口主要应用在钢铁、冶金和化工等行业，是保证高炉正常生产的关键部件，通过高炉风口吹入的高温热风和炉底焦炭氧化燃烧生成CO2，CO2在高温上升中还原出以氧化物形态存在的铁。高炉风口通常安装于炉腹与炉底之间的炉墙中，前段有500mm伸入炉内，直接受到液态渣铁的热冲蚀和掉落热料的磨损，容易损坏，因频繁更换风口导致高炉休风，使得高炉低产。

其中，高炉风口的使用环境极端恶劣，不但要承受约1500度以上的高温，还要承受高温铁流的冲刷和炉料、炉渣的磨损，高炉风口材质目前主要为高纯紫铜，从风口的强度、刚度、抗龟裂性能不同的考虑，材质状态有锻制、铜板卷制、铸造不同的状态。

具体地，风口整体由大套、中套、小套三个部分套接而成，小套在炉墙最里面，工作环境最为恶劣。目前高炉风口的小套大多由纯铜整体铸造或分体铸造进而焊接而成，其平均使用寿命仅有2～3个月，这主要是由于铸造工艺过程中产生气孔、疏松、裂纹、毛刺、飞边等缺陷从而导致的以下问题，其中包括：产品的组织致密度差引起导热性能不好而烧损，产品内腔因铸造粘砂导致水流不畅的烧损，焊缝太靠近风口前端和局部铸造缺陷引起漏水，因铸造缺陷导致产品的硬度低，无法满足恶劣条件下的使用寿命，或者因铸造毛刺等引起的表面粗糙度增大，还需后续机加工工序，导致生产效率降低。

现在也有一些将铜板经旋压成或轧制成风口壁的方式，但由于铜板的工艺变形量较小，所以在结构上大多无法满足一次性加工出长壁“∩”形的风口壁。这就使得风口内外壁必须做成分体式的，且必定有一侧的形状是“

，从而使分体式的风口小套内外壁焊接时一端的焊缝太靠近风口小套前端，而长期处于恶劣环境中的焊缝最容易开裂引起漏水。并且，当采用旋压加工工艺时，回转罩的结构会产生人为计算造成的正弦值偏离的现象，以及旋压加工过程中会出现胀径、金属瘤等缺陷，这类风口可参照中国专利CN2844127Y和CN2799576Y。

此外还有使用锻造成形的风口小套，但由于长壁“∩”形的风口壁若要经锻造成形，受空气锤行程影响，不仅工艺复杂，而且由于需要多道工序，多付模具，导致生产效率降低、生产成本增加；同时锻造属于冷加工，无形中会增加锻压机的吨位，导致设备成本增加，实用性差。

另外，为了节约成本，有些厂家会使用锻铸结合等方式，将较便宜钢材制成的风口本体与纯铜制成的风口壁焊接在一起，或将铸造而成的风口本体与纯铜板旋压而成的风口壁焊接在一起，但这样的组合不是因材质不同导致焊缝质量差而漏水，就是因风口本体的铸造质量差而导致整个风口使用寿命短。

由此可见，上述结构和工艺制成的风口小套都存在生产效率低、生产成本高、寿命短等不足，且频繁地更换风口小套也会使高炉运行的稳定性降低、产量减少、工人的劳动强度增大。

发明内容

为克服现有上述的缺陷，本发明提出一种高炉风口小套。

根据本发明的一个方面，提出了一种高炉风口小套，包括：具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔的风口本体，采用热挤压成形的纯铜质中空环状的风口壁，风口本体和所述风口壁焊接连接，所述风口壁为长壁“∩”形。

根据本发明的另一个方面，提出了一种高炉风口小套的制备方法，包括：步骤1，通过热挤压形成长壁“∩”形风口壁；步骤2，成型风口本体；步骤3，将冷却水导流片、冷却水连接环以过盈配合的方式布置到风口壁中，将排水管布置到风口本体中，将所述风口本体与风口壁焊接。步骤3还可以包括：将其中的冷却水导流片与风口本体成型为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，再将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

本发明通过一种分体热挤压式高炉风口小套及其制造方法，该风口小套能够克服现有的风口结构存在的寿命短、生产效率低和生产成本高的不足，具体地：

解决了铜板变形量小的不足，如只能成型为

形或需多道工序才能加工成形，适合一次热挤压出长壁“∩”形风口壁，从而使焊缝位置相对远离高温区，且热挤压工艺也解决了铸造的不足，所以可将风口寿命延长到一年以上；

风口小套的内外壁均无需加工就可达到±0.5mm的尺寸精度，只需上机床倒角即可组装焊接，减少后续加工工序，提高了生产效率；本发明的一种实施例风口本体部分采用与风口壁材质一致的紫铜材料热挤压成形，同种材质的焊接粘合度更高，有利于提高焊缝质量，提高生产效率及提高风口整体的使用寿命；本发明的另一种实施例风口本体部分与冷却水导流片通过铸造等方法成型为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，再将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

采用一次热挤压成形的“∩”形风口壁所需挤压机的吨位小，且一次热挤压成形只需一副挤压模具，一次挤压成型，节省了设备成本，提高了生产率，同时减少了工人的劳动强度，节约人工成本，提高产品的性价比。

附图说明

图1是本发明的风口小套的结构示意图；

图2a是风口壁的热挤压成型工艺中的一个步骤示意图；

图2b是风口壁的热挤压成型工艺中的另一个步骤示意图；

图3a是风口小套整体焊接组合的一个步骤示意图；

图3b是风口小套的焊接完成后的示意图；

图4是本发明的另一种实施例的风口小套示意图；

其中：1排水孔；2排水管；3热风通道；4进水孔；5风口本体；6冷却水连接环；7冷却水导流片；8风口壁；9冷却空腔。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种高炉风口小套进行详细描述。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

总的来说，本发明提供一种分体热挤压式风口小套及其制备方法，所述风口小套包括：具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔的风口本体，一采用热挤压成形的中空环状的风口壁，将所述风口本体和所述风口壁焊接连接构成具有冷却内腔的高炉风口小套，在冷却内腔中过盈配合放置冷却水倒流片、排水管，冷却水导流片和排水管通过冷却水连接环连接在一起；其特征在于所述风口壁为长壁“∩”形，从而使焊缝位置相对远离高温区；且所述风口壁采用纯度为99.9％的紫铜利用热挤压技术成型。

所述冷却水导流片、排水管和冷却水连接环可以采用钢材制成。还可以将所述冷却水导流片与风口本体成型构建为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，再将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。所述风口壁还可以采用将纯铜锭挤压成锥形管，再在原处不动，把管反向挤压和多次拉伸成筒体，内外壁均无需加工就可达到±0.5mm的尺寸精度，只需上机床倒角即可组装焊接。

具体地，在本发明的第一实施例中，提供一种分体热挤压成型的高炉风口小套，如图1所示，该高炉风口小套由风口本体5和风口壁8焊接组合，风口本体5和风口壁8的内部形成冷却内腔9。其中风口本体5的上端表面具有热风中心通道入口3、进水孔4和排水孔1。通常，进水孔4和排水孔1具有一定的距离。

其中，风口壁8采用一次热挤压成形为中空环状的长壁“∩”形体。所述风口本体5和所述风口壁8焊接连接，构成具有冷却内腔9的高炉风口小套。在冷却内腔9中以过盈配合的方式布置冷却水倒流片7、排水管2，排水管2的上端和排水孔1相连。排水管2和冷却水导流片7通过冷却水连接环6连接在一起。

冷却水连接环位于冷却水导流片的上部，和冷却水导流片相连；风口本体中布置排水管，排水管下端和冷却水连接环相连，上端和排水孔相连。风口壁8为长壁“∩”形风口壁，风口壁8和风口本体5的焊接的焊缝位置相对远离高温区。所述风口壁8采用纯度为99.9％的紫铜利用一次热挤压技术成型。

如图4所示，此外还可以将所述冷却水导流片与风口本体成型为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，再将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

在本发明的第二实施例中，提供一种高炉风口小套的制备方法，该方法包括：步骤1，形成长壁“∩”风口壁；步骤2，通过热挤压形成风口本体；步骤3，将冷却水导流片、冷却水连接环布置到风口壁中，将排水管布置到风口本体中，将所述风口本体与风口壁焊接。

具体地，在步骤1中，通过热挤压形成长壁“∩”风口壁。其中，如图2a所示，首先将纯铜锭10加热至800-850℃，放入预热过的专用压力机(图中未示)和反向挤压模具11中；然后如图2b所示，用专用压力机和专用模具一次热挤压成型长壁“∩”形风口壁8。进一步，还包括将风口壁8进行涨形、扩孔和倒角。

具体地，在步骤2中，成型风口本体。其中一种实施例为，将纯铜锭加热至800-850℃，类似让上图2a和2b所示，用专用压力机和专用模具一次热挤压成型风口本体，再到车床上进行倒角。

具体地，在步骤3中，将冷却水导流片、冷却水连接环以过盈配合的方式布置到风口壁中，将排水管布置到风口本体中，将所述风口本体与风口壁焊接。其中，如图3a所示，将钢铸造或锻造成型的冷却水导流片7、却水连接环6事先以过盈配合的方式放入风口壁8内，将钢铸造或锻造成型的排水管2事先放入风口本体5内。

然后，将所述风口本体与风口壁拿到车床上进行倒角，再将冷却水导流片、排水管、冷却水连接环以过盈配合的方式压入风口本体与风口壁之间形成的冷却内腔中，最后将所述风口本体与风口壁焊接为一体。

如图3b所示，将事先装配了冷却水导流片7、排水管2、冷却水连接环6的风口本体5与风口壁8合在一起进行焊接，从而在焊接为一体的所述风口本体5与风口壁8之间形成一冷却内腔9。

所述步骤3还包括：将其中的冷却水导流片与风口本体成型为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，再将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

根据本发明的另一个实施方案中，所述风口壁8还可以采用将纯铜锭10挤压成锥形管，再在原处不动，把管反向挤压和多次拉伸成筒体，内外壁均无需加工就可达到±0.5mm的尺寸精度，只需上机床倒角即可组装焊接。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (10)

1.一种高炉风口小套，包括：具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔的风口本体，采用热挤压成形的纯铜质中空环状的风口壁，风口本体和所述风口壁焊接连接，所述风口壁为长壁“∩”形。

2.根据权利要求1所述的高炉风口小套，其特征在于，风口本体和所述风口壁焊接内部构成冷却内腔；风口本体的上端表面具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔；

风口壁中以过盈配合的方式布置冷却水导流片和冷却水连接环；或者，冷却水导流片与风口本体成型为一体式，以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，所述风口本体与风口壁焊接；

冷却水连接环位于冷却水导流片的上部，和冷却水导流片相连；风口本体中布置排水管，排水管下端和冷却水连接环相连，上端和排水孔相连。

3.根据权利要求2所述的高炉风口小套，其特征在于，所述风口壁与风口本体的材质为纯度99.9％的紫铜；所述冷却水导流片、排水管和冷却水连接环的材质为钢材；风口壁和风口本体的焊接的焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

4.一种高炉风口小套的制备方法，包括：

步骤1，通过热挤压形成长壁“∩”形风口壁；

步骤2，成型风口本体；

步骤3，将冷却水导流片、冷却水连接环以过盈配合的方式布置到风口壁中，将排水管布置到风口本体中，将所述风口本体与风口壁焊接。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤1包括：

首先将纯铜锭10加热至800-850℃，放入预热过的专用压力机和反向挤压模具中；用专用压力机和专用模具一次热挤压成型长壁“∩”形风口壁；将风口壁进行涨形、扩孔和倒角。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤2包括：将纯铜锭加热至800-850℃，用专用压力机和专用模具一次热挤压成型风口本体，到车床上进行倒角。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤3包括：

将所述风口本体与风口壁拿到车床上进行倒角，再将冷却水导流片、排水管、冷却水连接环以过盈配合的方式压入风口本体与风口壁之间形成的冷却内腔中，将所述风口本体与风口壁焊接为一体；

或者，将冷却水导流片与风口本体成型为一体式，并以过盈配合的方式压入长壁“∩”形风口壁中，将所述风口本体与风口壁焊接，焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤1包括：

将纯铜锭挤压成锥形管，在原处不动把锥形管反向挤压和多次拉伸成筒体，达到±0.5mm的尺寸精度，上机床倒角，形成长壁“∩”形风口壁。

9.根据权利要求4所述的方法，其中，风口本体和所述风口壁焊接内部构成冷却内腔；风口本体的上端表面具有热风中心通道入口、进水孔和排水孔；

其中，步骤3包括：风口壁中过盈配合地布置着冷却水导流片和冷却水连接环，冷却水连接环位于冷却水导流片的上部，和冷却水导流片相连；风口本体中布置排水管，排水管下端和冷却水连接环相连，上端和排水孔相连。

10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述风口壁与风口本体的材质为纯度99.9％的紫铜；所述冷却水导流片、排水管和冷却水连接环的材质为钢材；

其中，步骤3中，风口壁和风口本体的焊接的焊缝位置相对远离风口壁下端和高温区。

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