CN113234875A - 一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁 - Google Patents
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Abstract
一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，涉及高炉冷却装置技术领域，包括铸铁冷却壁本体，以及并列预设于其内部的若干个冷却水管，铸铁冷却壁本体处于冷却水管进出口端的位置，还分别设有由护管和冷却水管所形成的注水空腔，本发明通过向空腔注入去离子水做为蒸发水，去离子水在压力下经过冷却壁本体与冷却水管之间的间隙，渗入冷却壁本体。渗入本体的去离子水，通过冷却壁本体的微观空隙渗到冷却壁表面，渗出的去离子水受热蒸发带走冷却壁本体热量，对冷却壁本体提供高效冷却。
Description
技术领域
本发明涉及高炉冷却装置技术领域，具体涉及一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁。
背景技术
冷却壁是高炉重要的冷却设备，一般有铸钢、铸铁及铜冷却壁，铸铁冷却壁是应用最普遍的冷却壁。在铸铁冷却壁的壁体内铸入冷却水管，在冷却水管内通入冷却水，通过冷却水带走冷却壁的热量，起到降低冷却壁温度、提高其使用寿命的作用，以维持高炉炉型、保障高炉长寿；
发汗冷却做为一种新型、先进冷却技术，被用于火箭发动机冷却及高超声速飞行器冷却等航空航天领域。发汗冷却(Thermal Transpiration)一词最早来源于1879雷诺在解释Crookes辐射计的原理时首先提出的。当多孔板两端存在温度梯度时，气体将从冷端流向热端。发汗冷却技术是作为冷却剂的流体由压力驱动，从多孔的低温侧渗入多孔介质，冷却剂在微孔内流动同时与多孔介质的骨架换热，然后在多孔壁的高温侧渗出并注入到壁面外高温流体的边界层内，形成一层薄膜，弱化壁面与高温流体的直接换热，进而保护受保护的壁面，使之不为高温流体烧毁的一种先进冷却方式。发汗冷却有很大的技术优势，所需冷却剂很少，冷却剂注入壁面的速度很小，以火箭发动机为例，发汗冷却与膜冷却在壁温相同的情况下，前者的火箭推力燃烧室承受的燃气温度比后者提高约1000℃，由此可看出发汗冷却的巨大技术优势；
冷却壁安装时，冷却水管的管口朝外穿过高炉炉壳，露出炉壳的水管与炉壳之间用密封帽或波纹补偿器密封，防止高炉煤气泄漏。冷却壁用螺栓固定在高炉炉壳上。对应冷却壁的冷却水管进出管口数量以及螺栓孔数量，需要在高炉炉壳开对应数量的孔；
现有冷却壁中铸入冷却水管数量，已经达到数量上限，再增加水管数量已经无法满足安装要求，在炉壳上再增加开孔也对炉壳强度造成不利影响。以现有冷却壁中铸入冷却水管数量，造成冷却壁热交换效率低，冷却壁壁体温度高，使用寿命短。
由上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，用以解决传统技术中受冷却壁冷却结构、冷却壁安装结构的限制，无法在冷却壁中增加冷却水管数量和水管的冷却面积，造成冷却壁与冷却水管之间的热交换效率低，进而造成冷却壁使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，包括铸铁冷却壁本体，以及并列预设于其内部的若干根冷却水管，所述铸铁冷却壁本体处于冷却水管进出口端的部位还分别通过套管与所述冷却水管、堵板之间形成注水空腔。
作为一种优化的方案，所述铸铁冷却壁本体与所述冷却水管之间还设有间隙。
作为一种优化的方案，所述冷却壁本体上还设有微观空隙。
作为一种优化的方案，所述护管套装在所述冷却水管上，两者之间留有间隙形成注水空腔，所述堵板固接于所述护管外端面与所述冷却水管外壁之间，形成密闭的注水空腔。
作为一种优化的方案，处于下方的所述护管上还固接有连通所述注水空腔的去离子水进水管口。
作为一种优化的方案，若干个所述冷却水管沿冷却壁本体的长度方向并列设置。
作为一种优化的方案，所述冷却水管包括沿冷却壁本体长度方向设置的竖管段，以及延伸至冷却壁本体以外的横管段，处于下方的所述横管段为冷却水进口，处于上方的所述横管段为冷却水出口。
作为一种优化的方案，所述铸铁冷却壁本体的材质为球墨铸铁。
作为一种优化的方案，所述铸铁冷却壁本体的材质为灰口铸铁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过去离子水进水管口向注水空腔注入并补充带有压力的去离子水，去离子水在压力下沿冷却壁本体与冷却水管之间的间隙，渗入冷却壁本体的微观空隙，然后从高温侧渗出至冷却壁本体表层，表层去离子水蒸发从而实现对冷却壁本体的高效冷却；
在原有的冷却壁内的水管数量和水管冷却面积一定的情况下，通过设置注水空腔，利用发汗原理，实现对铸铁冷却壁本体的高效冷却，提高了铸铁冷却壁本体的使用寿命；
本发明部件少，工序简便；结构简单，使用寿命长；操作控制简便，易于大规模制造与安装，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
图中：1-冷却水管；2-护管；3-注水空腔；4-铸铁冷却壁本体；5-间隙；6-堵板；7-去离子水进水管口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，包括铸铁冷却壁本体4，以及并列预设于其内部的若干根冷却水管1，铸铁冷却壁本体4处于冷却水管1进出口端的位置还分别通过护管2与冷却水管1及堵板6形成注水空腔3。
铸铁冷却壁本体4与冷却水管1之间还设有间隙5。
冷却壁本体上还设有微观空隙。
防护件包括护管2以及堵板6，护管2包覆冷却水管1，堵板6固接于护管2外端部与冷却水管1外壁之间。
处于下方的护管2上还固接有连通注水空腔3的去离子水进水管口7。
若干个冷却水管1沿冷却壁长度方向并列设置。
冷却水管1包括沿竖向设置的竖管段，以及连接于竖管段两端的横管段，横管段的端口穿过铸铁冷却壁本体4延伸至外部。
处于下方的横管段为冷却介质进口，处于上方的横管段为冷却介质出口。
铸铁冷却壁本体4的材质为球墨铸铁。
铸铁冷却壁本体4的材质为灰口铸铁。
通过去离子水进水管口向注水空腔注入并补充带有压力的去离子水，去离子水在压力下沿冷却壁本体与冷却水管之间的间隙，渗入冷却壁本体的微观空隙，然后从高温侧渗出至冷却壁本体表层，表层去离子水蒸发从而实现对冷却壁本体的高效冷却；
在原有的冷却壁内的水管数量和水管冷却面积一定的情况下，通过设置注水空腔，利用发汗原理，实现对铸铁冷却壁本体的高效冷却，提高了铸铁冷却壁本体的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：包括铸铁冷却壁本体(4)，以及并列预设于其内部的若干根冷却水管(1)，所述铸铁冷却壁本体(4)位于冷却水管(1)进出口端部位还分别由护管(2)与所述冷却水管(1)之间形成注水空腔(3)。
2.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述铸铁冷却壁本体(4)与所述冷却水管(1)之间还设有间隙(5)。
3.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述冷却壁本体上还设有微观空隙。
4.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述注水空腔(3)由护管(2)、冷却水管(1)以及堵板(6)构成，所述护管(2)套装在所述冷却水管(1)上，所述护管(2)与所述冷却水管(1)之间留有间隙，所述堵板(6)固接于所述护管(2)外端面与所述冷却水管(1)外壁之间。
5.根据权利要求4所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：处于下方的所述护管(2)上还固接有连通所述注水空腔(3)的去离子水进水管口(7)。
6.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：若干个所述冷却水管(1)沿冷却壁本体(4)的长度方向并列设置。
7.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述冷却水管(1)包括沿冷却壁本体(4)长度方向设置的竖管段，以及延伸至冷却壁本体(4)外部的横管段，位于下方的所述横管段为冷却水进口，位于上方的所述横管段为冷却水出口。
8.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述铸铁冷却壁本体(4)的材质为球墨铸铁。
9.根据权利要求1所述的一种发汗式炼铁高炉铸铁冷却壁，其特征在于：所述铸铁冷却壁本体(4)的材质为灰口铸铁。
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