CN114058752A - 高炉冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高炉冷却装置，通过在冷却壁内设置冷却水管，在通常情况下冷却水管内通有冷却水，在一定程度上帮助冷却壁的表面生成渣皮，对冷却壁起一定的保护作用，由于冷却壁上还设置有进水管，进水管穿过冷却壁，且进水管的出口位于冷却壁的热面处，冷却壁的温度超过正常范围时，向进水管通入冷却水，冷却水从进水管的出水口流出并与冷却壁的热面直接接触，使冷却壁的热面炉料熔融物迅速冷却凝结附着在冷却壁热表面，形成一定厚度的渣皮保护层，对冷却壁起到有效的保护作用，且进水管位于各冷却水管之间，可有效将冷却水管和进水管进行结合，实现对冷却壁的全面冷却，提升冷却壁的寿命。
Description
技术领域
本申请属于高炉冶炼设备技术领域，尤其涉及一种高炉冷却装置。
背景技术
高炉正常生产中，高炉软熔带及以下高温区部位冷却壁热表面形成了一层渣皮，起到隔热的效果，一旦渣皮脱落或者难以形成，冷却壁直接承受高温煤气流冲刷，严重威胁冷却壁寿命，冷却壁如果长期处于无渣皮保护的条件下，必然出现破损，而形成渣皮的冷却关键指标是高炉冷却壁系统的水温差△t和热负荷q的最大和运行控制范围。关于高炉炉体各区段的允许的最大热度流强度，荷兰霍戈文I.vanl.aav.等人的测定数据为周平均29kw/m2 (2.4×104kcal/m2)、小时平均70kw/m2(6×104kcal/m2)、局部最大(4-6块)174kw/m2 (15×104kcal/m2)、点最大(单块)349kw/m2(30×104kcae/m2)；日本福山5号高炉在炉况不顺崩料时，局部热负荷可达233～268kw/m2(20×104～23×104kcal/m2)；苏联安东尼耶夫在2700m3大高炉生产情况下测量，在高炉炉身下部区域，也可达到58.2～75.4kw/m2 (50×103～65×103kcal/m2.h)；国内高炉炉身下部砖衬(渣壁脱落时热流强度曾达到58.2～81.4kw/m2(50×103～70.2×103kcal/m2)。
从以上数据可明显看出，虽然高炉出现局部最大尖峰热负荷的几率不高，但高炉炉况不顺，煤气流分布失常，管道崩料，偏料行程以及炉墙砖衬渣皮脱落时，炉体某部位产生局部过热，尖峰热负荷达到174～349kw/m2的最大热流值，对于铸铁冷却壁将带来严重后果，即使能承受349kw/m2的铜冷却壁，也不允许超过15分钟。
为延长冷却壁寿命，一种方法是通过布料矩阵及送风制度相配合控制高炉煤气流分布，把炉体热负荷控制在合理范围，以将炉墙渣皮厚度维持在一定范围，这种方法虽然有效，但布料调整是对高炉炉身整个周向煤气流分布的调整，对高炉炉型控制带来不利的影响，同时布料调整对边缘气流的抑制作用，一般在5-10批料之后，存在严重的滞后性。另一种方法是选用优质冷却器及耐材，高温区采用铜冷却壁，耐材选用氮化硅结合碳化硅砖，在高炉开炉初期，优质耐材确实对冷却壁能起到保护作用，但生产经验证明，高炉生产一段时间后耐材很快磨损消失，冷却壁主要是靠渣皮维持工作。还有一种方法是增加冷却系统冷却水量和提高水速，对防止冷却壁破损和炉衬渣皮稳定，起着积极的作用，但存在动力消耗大，运行成本高的缺点。
因此，基于高炉现有工艺设备，开发一种快速生成渣皮的高炉冷却装置，对提高冷却壁的寿命具有重大意义。
发明内容
本申请旨在至少能够在一定程度上解决现有高炉在生产过程中无法实现快速生成渣皮，影响冷却壁使用寿命的技术问题。为此，本申请提供了一种高炉冷却装置。
本申请实施例提供的一种高炉冷却装置，包括：
冷却壁，所述冷却壁的内部设置有若干并排设置的冷却水管；
冷却组件，所述冷却组件包括进水管，所述进水管贯穿所述冷却壁并位于所述冷却水管之间，所述进水管的出水口位于所述冷却壁的热面处。
在一些实施方式中，所述进水管与所述冷却壁的热面呈夹角设置并朝高炉的底部方向延伸。
在一些实施方式中，所述进水管和所述冷却壁的热面之间的夹角为75°。
在一些实施方式中，所述进水管位于所述冷却水管的上方。
在一些实施方式中，所述进水管的管口与所述冷却壁的热面平齐。
在一些实施方式中，所述冷却水管的数量至少为4根，所述进水管的数量至少为3根，所有所述进水管均分别位于各所述冷却水管之间。
在一些实施方式中，所述冷却组件还包括：
工业水主管；
工业水支管，所述工业水支管与所述工业水主管连通；
增压水泵，所述增压水泵与所述工业水支管连通；
供水管，所述供水管与所述增压水泵连通，
若干供水支管，若干所述供水支管均与所述供水管连通，所述进水管的进水口与各所述供水支管连通。
在一些实施方式中，所述冷却组件还包括：
第一流量调节阀，所述第一流量调节阀安装于所述供水管上并用于调节所述供水管内的水压；
第一压力表，所述第一压力表安装于所述供水管上并用于显示所述供水管内的水压。
在一些实施方式中，所述冷却组件还包括：
氮气主管；
氮气管，所述氮气管的两端分别与所述氮气主管和所述供水管连通；
氮气吹扫仪，所述氮气吹扫仪安装于所述氮气管上。
在一些实施方式中，所述冷却组件还包括：
第二流量调节阀，所述第二流量调节阀安装于所述氮气管上并用于调节所述氮气管的气压；
第二压力表，所述第二压力表安装于所述氮气管上并用于显示所述氮气管内的气压。
本申请实施例至少具有如下有益效果：
该高炉冷却装置通过在冷却壁内设置冷却水管，在通常情况下冷却水管内通有冷却水，在一定程度上帮助冷却壁的表面生成渣皮，对冷却壁起一定的保护作用，由于冷却壁上还设置有进水管，进水管穿过冷却壁，且进水管的出口位于冷却壁的热面处，冷却壁的温度超过正常范围时，向进水管通入冷却水，冷却水从进水管的出水口流出并与冷却壁的热面直接接触，使冷却壁的热面炉料熔融物迅速冷却凝结附着在冷却壁热表面，形成一定厚度的渣皮保护层，对冷却壁起到有效的保护作用，且进水管位于各冷却水管之间，可有效将冷却水管和进水管进行结合，实现对冷却壁的全面冷却，提升冷却壁的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例中高炉冷却装置的正视图；
图2示出了本申请实施例中高炉冷却装置的侧视图。
附图标记：
10—冷却壁 11—冷却水管 12—热面
20—冷却组件 21—进水管 22—工业水主管
23—工业水支管 24—增压水泵 25—供水管
26—供水支管 27—氮气主管 28—氮气管
29—氮气吹扫仪 251—第一流量调节阀 252—第一压力表
281—第二流量调节阀 282—第二压力表。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：
在本申请的一个实施例中，提供一种高炉冷却装置，包括：
冷却壁10，冷却壁10的内部设置有若干并排设置的冷却水管11；
冷却组件20，冷却组件20包括进水管21，进水管21贯穿冷却壁10并位于冷却水管11之间，进水管21的出水口位于冷却壁10的热面12处。
具体地，该高炉冷却装置通过在冷却壁10内设置冷却水管11，在通常情况下冷却水管 11内通有冷却水，在一定程度上帮助冷却壁10的表面生成渣皮，对冷却壁10起一定的保护作用，由于冷却壁10上还设置有进水管21，进水管21穿过冷却壁10，且进水管21的出口位于冷却壁10的热面12处，冷却壁10的温度超过正常范围时，向进水管21通入冷却水，冷却水从进水管21的出水口流出并与冷却壁10的热面12直接接触，使冷却壁10 的热面12炉料熔融物迅速冷却凝结附着在冷却壁10热表面，形成一定厚度的渣皮保护层，对冷却壁10起到有效的保护作用，且进水管21位于各冷却水管11之间，可有效将冷却水管11和进水管21进行结合，实现对冷却壁10的全面冷却，提升冷却壁10的寿命。
本实施例中，进一步地，进水管21的管径为Ф30×5mm。
在本申请的另一个实施例中，进水管21与冷却壁10的热面12呈夹角设置并朝高炉的底部方向延伸。
具体地，通过冷却壁10的热面12呈夹角设置并朝高炉的底部方向延伸的设置，可有效防止熔渣进入进水管21内形成积灰，且由于冷却水在进入冷却壁10时会沿着冷却壁10的表面向下流动，通过将进水管21朝高炉的底部方向延伸的设置可便于冷却水的流动，在一定程度上提升冷却水在冷却壁10上的流速，提升渣皮的生成效率。
在本申请的另一个实施例中，进水管21和冷却壁10的热面12之间的夹角为75°。
具体地，进水管21和冷却壁10的热面12之间在75°的夹角下可有效防止熔进入进水管21内形成积灰，同时可在保证冷却水的流速的同时，尽可能保证冷却水沿冷却壁10的热面12流动。
在本申请的另一个实施例中，进水管21位于冷却水管11的上方。
具体地，通过将进水管21设置于冷却水管11的上方，可实现对冷却壁10的整个热面 12进行保护。
进水管21的管口与冷却壁10的热面12平齐。
具体地，进水管21的管口与冷却壁10的热面12平齐可在保证水压同时，尽可能的保证冷却水沿冷却壁10的热面12流动。
在本申请的另一个实施例中，冷却水管11的数量至少为4根，进水管21的数量至少为 3根所有进水管21均分别位于各冷却水管11之间。
具体地，通过该设置，可在保证合适管径的同时，实现对冷却壁10整个热面12的保护。
本实施例中，进一步地，冷却水管11的数量至少为4根，进水管21的数量至少为3根。
在本申请的另一个实施例中，冷却组件20还包括：
工业水主管22；
工业水支管23，工业水支管23与工业水主管22连通；
增压水泵24，增压水泵24与工业水支管23连通；
供水管25，供水管25与增压水泵24连通，
若干供水支管26，若干供水支管26均与供水管25连通，进水管21的进水口与各供水支管26连通。
具体地，通过工业水主管22、工业水支管23、供水管25和若干供水支管26的设置，可实现对进水管21提供冷却水，通过增压水泵24的设置，可实现对进水管21进水启停的控制，能在炉内局部产生高温时，及时向进水管21提供冷却水。
在本申请的另一个实施例中，冷却组件20还包括：
第一流量调节阀251，第一流量调节阀251安装于供水管25上并用于调节供水管25内的水压；
第一压力表252，第一压力表252安装于供水管25上并用于显示供水管25内的水压。
具体地，通过第一流量调节阀251和第一压力表252的设置，可有效对供水管25进行实时控制，以使进水管21水压大于炉内相同部位压力0.1-0.15MPa，提升渣皮的生成效率。
在本申请的另一个实施例中，冷却组件20还包括：
氮气主管27；
氮气管28，氮气管28的两端分别与氮气主管27和供水管25连通；
氮气吹扫仪29，氮气吹扫仪29安装于氮气管28上。
具体地，高炉冷却壁10温度处于正常范围时，增压水泵24处于停止工作状态，第一流量调节阀251，关闭，同时开启氮气吹扫仪29，对水管每30秒脉冲高压吹扫一次，防止高温煤气进入水管，防止冷却壁10壁体内部冷却装置进水管21前段堵塞。进水管21通水时，将氮气吹扫仪29关闭。
在本申请的另一个实施例中，冷却组件20还包括：
第二流量调节阀281，第二流量调节阀281安装于氮气管28上并用于调节氮气管28的气压；
第二压力表282，第二压力表282安装于氮气管28上并用于显示氮气管28内的气压。
具体地，氮气吹扫仪29开启后，调节第二流量调节阀281开度，保持氮气管28内氮气压力大于炉内相同部位压力0.01-0.05MPa，在不影响高炉生产工作同时，防止冷却壁10壁体内部冷却装置进水管21前段堵塞。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高炉冷却装置，其特征在于，所述高炉冷却装置包括：
冷却壁，所述冷却壁的内部设置有若干并排设置的冷却水管；
冷却组件，所述冷却组件包括进水管，所述进水管贯穿所述冷却壁并位于所述冷却水管之间，所述进水管的出水口位于所述冷却壁的热面处。
2.如权利要求1所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述进水管与所述冷却壁的热面呈夹角设置并朝高炉的底部方向延伸。
3.如权利要求1所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述进水管和所述冷却壁的热面之间的夹角为75°。
4.如权利要求1所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述进水管位于所述冷却水管的上方。
5.如权利要求1所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述进水管的管口与所述冷却壁的热面平齐。
6.如权利要求1所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述冷却水管的数量至少为4根，所述进水管的数量至少为3根，所有所述进水管均分别位于各所述冷却水管之间。
7.如权利要求1-5任一项所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述冷却组件还包括：
工业水主管；
工业水支管，所述工业水支管与所述工业水主管连通；
增压水泵，所述增压水泵与所述工业水支管连通；
供水管，所述供水管与所述增压水泵连通，
若干供水支管，若干所述供水支管均与所述供水管连通，所述进水管的进水口与各所述供水支管连通。
8.如权利要求7所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述冷却组件还包括：
第一流量调节阀，所述第一流量调节阀安装于所述供水管上并用于调节所述供水管内的水压；
第一压力表，所述第一压力表安装于所述供水管上并用于显示所述供水管内的水压。
9.如权利要求7所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述冷却组件还包括：
氮气主管；
氮气管，所述氮气管的两端分别与所述氮气主管和所述供水管连通；
氮气吹扫仪，所述氮气吹扫仪安装于所述氮气管上。
10.如权利要求9所述的高炉冷却装置，其特征在于，所述冷却组件还包括：
第二流量调节阀，所述第二流量调节阀安装于所述氮气管上并用于调节所述氮气管的气压；
第二压力表，所述第二压力表安装于所述氮气管上并用于显示所述氮气管内的气压。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115627310A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-01-20 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种应对高炉炉缸侧壁局部温度升高的冷却装置及方法 |
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2021
- 2021-10-13 CN CN202111192777.9A patent/CN114058752A/zh active Pending
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