CN114959140A - 一种高炉用一体式无缝隙冷却壁 - Google Patents

一种高炉用一体式无缝隙冷却壁 Download PDF

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王楠
周绍平
林杨
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Abstract

本发明公开了一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，包括冷却壁基体，所述冷却壁基体的两侧分别为冷面和热面，所述冷却壁基体的内部一体成型设置有多个冷却壁水管，所述冷却壁水管的两端分别延伸至冷却壁基体1的冷面两端，且冷却壁水管的两端处连接有连接管，所述冷却壁基体的热面等距离设置有多个嵌入凸起，本发明将冷却壁水管、与冷却壁基体用同一种材质、采用精密铸造、消失模工艺一次性铸造完成，使得冷却壁水管、冷却壁基体是同一种材质材料；使得整个冷却壁材质单一、纯净，没有其他材质、缝隙形成热阻，导热性较传统冷却壁效率高，并且生产成本低、效率提高、产品质量好；具有内应力平均，没有应力集中点，耐热流冲击，使用寿命长的优点。

Description

一种高炉用一体式无缝隙冷却壁
技术领域
本发明属于高炉冷却壁技术领域，具体涉及一种高炉用一体式无缝隙冷却壁。
背景技术
高炉是用钢板作为外壳，由钢板制成不同的圆柱、圆锥台形、拼焊组成的设施，炉壳高度一般为几十米，为了应对高炉内部氧化燃烧焦炭、还原铁矿石所需要的高温、高压，防止高温熔融铁水、熔渣、煤气气流融化炉壳、发生泄漏，根据高炉冶炼工艺的性质，在高炉炉壳内设置用水冷却的冷却壁及耐火材料，来保护高炉炉壳。
冷却壁是高炉的主要设备。所谓冷却壁就是在用金属做成大致轮廓为长方体的基体，内部留有水流通道，其工作面为热面，用于吸收高炉内的热量；背面为冷面，通过冷却壁水管，用冷却水将热面热量带走。
目前使用的冷却壁按照材质分主要有：铸铁冷却壁、铸钢冷却壁、铜冷却壁、铜钢复合等形式；目前使用的冷却壁按照设置冷却壁水管分主要有：单进单出、三进三出、四进四出、六进六出、双层水管等形式。
现有的现代高炉冷却壁都是由冷却壁基体、冷却壁水管组成；铸造成形的冷却壁，由于冷却壁水管与冷却壁基体是两种以上材料铸造在一起，水管与基体间存在缝隙、夹层，形成热阻，影响冷却水与冷却壁基体之间的热传导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，以解决上述背景技术中提出水管与基体通过两种以上材料铸造，导致存在缝隙、夹层，形成热阻，影响冷却水与冷却壁基体之间的热传导的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，包括冷却壁基体，所述冷却壁基体的两侧分别为冷面和热面，所述冷却壁基体的内部一体成型设置有多个冷却壁水管，将冷却壁水管、与冷却壁基体用同一种材质、采用精密铸造、消失模工艺一次性铸造完成；使得整个冷却壁材质单一、纯净，没有其他材质、缝隙形成热阻，导热性较传统冷却壁效率高；所述冷却壁水管的两端分别延伸至冷却壁基体1的冷面两端，且冷却壁水管的两端处连接有连接管，所述冷却壁基体的热面等距离设置有多个嵌入凸起。
优选的，所述嵌入凸起截面呈矩形结构或等腰梯形结构，且嵌入凸起与冷却壁基体与一体成型的一体式结构。
优选的，所述冷却壁水管的两端分别设置有延伸段，且延伸段与连接管通过螺纹旋合连接。
优选的，所述冷却壁水管与冷却壁基体都是用同一种材质的金属材料一次性铸造而成，且材质可以为铸铁、铸钢、铸铜当中的任意一种。
一种高炉用一体式无缝隙冷却壁的制作工艺，其制造工艺如下：S1：制作砂箱；
按照冷却壁的外形尺寸，制作砂箱，砂箱内采用树脂砂作为型砂，准备制作砂型，参照相关要求控制砂型分型负数；
S2：砂芯/消失模；
冷却壁的水管、燕尾槽、螺栓孔、检测孔都采用砂芯支模；通过消失模工艺加工；
S3：浇铸金属液准备；
通过电炉融化冷却壁用金属材料，按照相关金属熔融浇铸要求，进行调温、调制，直至达到浇铸金属液的要求；
S4：浇铸；
浇铸金属液包吊运到砂箱处，对准浇铸冒口，倾翻金属液包，确保金属液缓慢流入砂箱冒口，每块冷却壁必须一次浇铸成形；
S5：脱模；
浇铸完毕、自然冷却后，对砂箱进行倾翻、脱模，获得成形的一体式无缝隙冷却壁原件，随后用压缩空气对冷却壁水管内部、冷却壁进行喷吹、除砂；
S6：初检；
对冷却壁进行打压检测，检查水管是否满足压力要求；对冷却壁外轮廓进行检测，检查冷却壁是否满足设计尺寸要求；对冷却壁水管位置、壁厚经行检测，检查冷却壁水管定位、壁厚是否满足设计尺寸要求；
S7：精加工；
对冷却壁外轮廓进行机加工、修复，确保冷却壁外轮廓满足设计要求，对冷却壁水管进行加工，需要攻丝、套扣的按照要求完成，确保冷却壁水管设计要求；冷却壁的预留孔、燕尾槽进行精加工；
S8：打压检测；
对加工后的冷却壁进行二次打压试验，确保冷却壁一体铸造而成的冷却壁水管满足工作压力；对冷却壁进行检验，合格着进入产品存储工序。
优选的，步骤S1中的所述砂型分型负数为1.5mm。
优选的，所述冷却壁水管两端设置的延伸段需要通过攻丝加工出外螺纹。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将冷却壁水管、与冷却壁基体用同一种材质、采用精密铸造、消失模工艺一次性铸造完成；使得整个冷却壁材质单一、纯净，没有其他材质、缝隙形成热阻，导热性较传统冷却壁效率高，并且生产成本低、效率提高、产品质量好；具有内应力平均，没有应力集中点，耐热流冲击，使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视局部剖视结构示意图；
图中：1、冷却壁基体；2、连接管；3、冷却壁水管；4、嵌入凸起。
具体实施方式
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至图2，本发明提供一种技术方案：一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，包括冷却壁基体1，冷却壁基体1的两侧分别为冷面和热面，冷却壁基体1的内部一体成型设置有多个冷却壁水管3，导热性较传统冷却壁效率高，并且生产成本低、效率提高、产品质量好；具有内应力平均，没有应力集中点，耐热流冲击，使用寿命长的优点；冷却壁水管3的两端分别延伸至冷却壁基体1的冷面两端，且冷却壁水管3的两端处连接有连接管2，冷却壁基体1的热面等距离设置有多个嵌入凸起4，为了方便安装在炉体上，保证安装稳定。
本实施例中，优选的，嵌入凸起4截面呈矩形结构，且嵌入凸起4与冷却壁基体1与一体成型的一体式结构，为了保证结构的稳定性。
本实施例中，优选的，冷却壁水管3的两端分别设置有延伸段，且延伸段与连接管2通过螺纹旋合连接，为了方便连接安装，并且保证连接的密封性。
本实施例中，优选的，冷却壁水管3与冷却壁基体1都是用同一种材质的金属材料一次性铸造而成，且材质为铸铁，为了保证结构的整体性。
一种高炉用一体式无缝隙冷却壁的制作工艺，其制造工艺如下：S1：制作砂箱；
按照冷却壁的外形尺寸，制作砂箱，砂箱内采用树脂砂作为型砂，准备制作砂型，参照相关要求控制砂型分型负数；
S2：砂芯/消失模；
冷却壁的水管、燕尾槽、螺栓孔、检测孔都采用砂芯支模；通过消失模工艺加工；
S3：浇铸金属液准备；
通过电炉融化冷却壁用金属材料，按照相关金属熔融浇铸要求，进行调温、调制，直至达到浇铸金属液的要求；
S4：浇铸；
浇铸金属液包吊运到砂箱处，对准浇铸冒口，倾翻金属液包，确保金属液缓慢流入砂箱冒口，每块冷却壁必须一次浇铸成形；
S5：脱模；
浇铸完毕、自然冷却后，对砂箱进行倾翻、脱模，获得成形的一体式无缝隙冷却壁原件，随后用压缩空气对冷却壁水管3内部、冷却壁进行喷吹、除砂；
S6：初检；
对冷却壁进行打压检测，检查水管是否满足压力要求；对冷却壁外轮廓进行检测，检查冷却壁是否满足设计尺寸要求；对冷却壁水管3位置、壁厚经行检测，检查冷却壁水管3定位、壁厚是否满足设计尺寸要求；
S7：精加工；
对冷却壁外轮廓进行机加工、修复，确保冷却壁外轮廓满足设计要求，对冷却壁水管3进行加工，需要攻丝、套扣的按照要求完成，确保冷却壁水管3设计要求；冷却壁的预留孔、燕尾槽进行精加工；
S8：打压检测；
对加工后的冷却壁进行二次打压试验，确保冷却壁一体铸造而成的冷却壁水管3满足工作压力；对冷却壁进行检验，合格着进入产品存储工序。
本实施例中，优选的，步骤S1中的砂型分型负数为1.5mm。
本实施例中，优选的，冷却壁水管3两端设置的延伸段需要通过攻丝加工出外螺纹。
将冷却壁水管3、与冷却壁基体1用同一种材质、采用精密铸造、消失模工艺一次性铸造完成，使得冷却壁水管3、冷却壁基体1是同一种材质材料；使得整个冷却壁材质单一、纯净，没有其他材质、缝隙形成热阻，导热性较传统冷却壁效率高，并且生产成本低、效率提高、产品质量好；具有内应力平均，没有应力集中点，耐热流冲击，使用寿命长的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，包括冷却壁基体(1)，其特征在于：所述冷却壁基体(1)的两侧分别为冷面和热面，所述冷却壁基体(1)的内部一体成型设置有多个冷却壁水管(3)，所述冷却壁水管(3)的两端分别延伸至冷却壁基体(1)的冷面两端，且冷却壁水管(3)的两端处连接有连接管(2)，所述冷却壁基体(1)的热面等距离设置有多个嵌入凸起(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，其特征在于：所述嵌入凸起(4)截面呈矩形结构或等腰梯形结构，且嵌入凸起(4)与冷却壁基体(1)与一体成型的一体式结构。
3.根据权利要求1所述的一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，其特征在于：所述冷却壁水管(3)的两端分别设置有延伸段，且延伸段与连接管(2)通过螺纹旋合连接。
4.根据权利要求1所述的一种高炉用一体式无缝隙冷却壁，其特征在于：所述冷却壁水管(3)与冷却壁基体(1)都是用同一种材质的金属材料一次性铸造而成，且材质可以为铸铁、铸钢、铸铜当中的任意一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高炉用一体式无缝隙冷却壁的制作工艺，其特征在于：其制造工艺如下：S1：制作砂箱；
按照冷却壁的外形尺寸，制作砂箱，砂箱内采用树脂砂作为型砂，准备制作砂型，参照相关要求控制砂型分型负数；
S2：砂芯/消失模；
冷却壁的水管、燕尾槽、螺栓孔、检测孔都采用砂芯支模；通过消失模工艺加工；
S3：浇铸金属液准备；
通过电炉融化冷却壁用金属材料，按照相关金属熔融浇铸要求，进行调温、调制，直至达到浇铸金属液的要求；
S4：浇铸；
浇铸金属液包吊运到砂箱处，对准浇铸冒口，倾翻金属液包，确保金属液缓慢流入砂箱冒口，每块冷却壁必须一次浇铸成形；
S5：脱模；
浇铸完毕、自然冷却后，对砂箱进行倾翻、脱模，获得成形的一体式无缝隙冷却壁原件，随后用压缩空气对冷却壁水管(3)内部、冷却壁进行喷吹、除砂；
S6：初检；
对冷却壁进行打压检测，检查水管是否满足压力要求；对冷却壁外轮廓进行检测，检查冷却壁是否满足设计尺寸要求；对冷却壁水管(3)位置、壁厚经行检测，检查冷却壁水管(3)定位、壁厚是否满足设计尺寸要求；
S7：精加工；
对冷却壁外轮廓进行机加工、修复，确保冷却壁外轮廓满足设计要求，对冷却壁水管(3)进行加工，确保冷却壁水管(3)设计要求；对冷却壁的预留孔、燕尾槽进行精加工；
S8：打压检测；
对加工后的冷却壁进行二次打压试验，确保冷却壁一体铸造而成的冷却壁水管(3)满足工作压力；对冷却壁进行检验，合格着进入产品存储工序。
6.根据权利要求5所述的一种高炉用一体式无缝隙冷却壁的制作工艺，其特征在于：步骤S1中的所述砂型分型负数为1.5mm。
7.根据权利要求5所述的一种高炉用一体式无缝隙冷却壁的制作工艺，其特征在于：所述冷却壁水管(3)两端设置的延伸段需要通过攻丝加工出外螺纹。
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