CN116970750A - 一种具有双进双出冷却腔的风口小套 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有双进双出冷却腔的风口小套，包括本体、内前端和外前端；本体的一端为风口后端，另一端分别与内前端和外前端焊接成为一体；内层冷却腔为本体与内前端焊接后形成的空腔；外层冷却腔为本体与外前端焊接后形成的空腔；本体上设有内层冷却水进口、内层冷却水出口、外层冷却水进口和外层冷却水出口，内层冷却腔两端分别与内层冷却水进口和内层冷却水出口相连通，外层冷却腔两端分别与外层冷却水进口和外层冷却水出口相连通；内层冷却腔中设有内导流器；以及外层冷却腔中设有外导流器。本申请的风口小套形成双进双出冷却结构，提高了冷却能力，延长了使用寿命。

Description

一种具有双进双出冷却腔的风口小套

技术领域

本申请涉及高炉技术领域，特别地涉及一种具有双进双出冷却腔的风口小套。

背景技术

高炉冶炼是一种将铁矿石转化为铸铁(生铁)的过程，是钢铁工业中最主要、最基本的生产方式之一。高炉风口由风口大套、风口中套和风口小套三个部分套接而成，安装于炉腹与炉缸之间的炉墙中。在高炉冶炼过程中，风口小套是应用在高炉鼓风系统中的一种零部件，为高炉内送风或者喷入辅助燃料的重要部件。

风口小套通常由耐火材料制成，安装于炉腹与炉缸之间的侧壁上，用于接收来自风机的高压空气，并将其引导进入高炉内部。由于风口小套的前端需要伸入炉内，处于炉内的高温环境，因此其工作条件十分恶劣。当温度升高达到一定程度，可能会使风口小套的材质发生氧化老化变脆甚至熔解，导致其出现龟裂、开裂、变形或者直接破裂。在现有技术中，风口中套和风口小套的配合面为两者的铜面与铜面的贴合，生产过程中可能有热风从炉内沿着风口中套和风口小套的接触面流出的情况，密封性较差。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，通过对冷却腔的合理结构设置并配合内、外导流器，确保风口小套的可靠性和寿命，延长高炉休风间隔，从而提高整个高炉生产过程的稳定性和效率。本申请提出了一种具有双进双出冷却腔的风口小套，包括：本体、内前端和外前端；其中，所述本体的一端为风口后端，另一端分别与所述内前端和外前端焊接成为一体；内层冷却腔，其为所述本体与所述内前端焊接后所形成的空腔；外层冷却腔，其为所述本体与所述外前端焊接后所形成的空腔；其中，所述本体上设有内层冷却水进口和内层冷却水出口，所述内层冷却腔的两端分别与所述内层冷却水进口和内层冷却水出口相连通；所述本体上还设有外层冷却水进口和外层冷却水出口，所述外层冷却腔的两端分别与所述外层冷却水进口和外层冷却水出口相连通；内导流器，其设置于所述内层冷却腔中，经配置以引导冷却水在所述内层冷却腔中流动；以及外导流器，其设置于所述外层冷却腔中，经配置以引导冷却水在所述外层冷却腔中流动。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述本体上设有用以增强其强度的本体加强筋，其设置位置位于所述风口后端的外缘处，其设置数量包括沿所述风口后端的圆周方向设置的多个。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述本体的最外侧还设有封闭的中空腔，其位于所述风口后端与所述外层冷却腔之间，其入水口与所述内层冷却水进口相连通，冷却水由所述内层冷却水进口流入所述中空腔的入水口内，其出水口与所述内层冷却水出口相连通，冷却水由所述内层冷却水出口流出。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述内导流器包括彼此平行间隔设置的小盖板、大盖板和两端分别与所述小盖板和大盖板相连的两个导流板；其中，所述小盖板和大盖板为直径大小不同的带有断口的同心圆环，每个所述导流板的两端分别与所述断口的两侧固定连接，两个导流板之间形成导流通道；所述小盖板和所述大盖板上分别开设流水孔，所述流水孔在所述小盖板和所述大盖板上的开设位置位于所述导流板的相对两端，且所述小盖板和所述大盖板卡合在所述内层冷却腔中。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述外导流器包括导流管和设置在所述导流管外壁上的导流片，所述导流片在所述导流管外壁上呈螺旋状设置并形成螺旋流道，进入所述外导流器的冷却水沿螺旋流道流动。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述外层冷却腔的前端腔室内设有散热翅片，所述散热翅片包括两同心环状突起，用以增大冷却水接触面积。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述本体还包括用于容纳密封件的密封槽，所述风口小套与外设的风口中套相连，所述密封槽设置在所述风口小套和风口中套两者之间的配合处。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述外前端由所述风口前端及与其一体成型的风口外锥侧壁构成，其中，所述风口外锥侧壁的自由端与所述本体相连接，所述风口前端的自由端与所述内前端相连接。

如上所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，所述风口前端设有环状间隔堆焊层，用以平衡所述风口小套的换热能力和耐磨能力。

本申请的风口小套内部包括两个独立的冷却腔体，形成双进双出的冷却结构，并在两个独立的冷却腔体中分别设置了内导流器和外导流器；简化的内导流器结构设置，并配合外腔导流器的螺旋循环结构设置，减小了冷却水在内导流器流动过程中的阻力，在相同压力下增加了通水量，使得小套在使用时拥有了更加优良的冷却能力，从而增加了风口小套的使用寿命；同时，一旦在高温环境下，位于外层的冷却腔体发生熔化脱落，不会影响内层的冷却腔体正常工作，有效延长高炉休风间隔，从而提高整个高炉生产过程的稳定性和效率。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为根据本申请一个实施例的风口小套的立体结构示意图；

图2为根据本申请一个实施例的风口小套爆炸图；

图3为根据本申请一个实施例的风口小套轴向剖视图；

图4为根据本申请一个实施例的风口小套的本体端口方向的立体结构示意图；

图5为根据本申请一个实施例的风口小套的本体端口方向的立体结构示意图；

图6为根据本申请一个实施例的内导流器的结构示意图；

图7为根据本申请一个实施例的内导流器的冷却水流向示意图；

图8为根据本申请一个实施例的外导流器的结构示意图；以及

图9为根据本申请一个实施例的外导流器的冷却水流向示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

高炉风口是炼铁高炉用于送风和喷煤的重要部件，主要由风口大套、风口中套和风口小套三个部分套接而成，安装于炉腹与炉缸之间的炉墙中。其中，风口小套在炉墙的最里面，并伸入到高炉内，用于接收来自风机的高压空气，将其引导进入高炉内部。因为风口小套是高炉的最末端设备，其使用环境极端恶劣，不但要承受高温，还要承受风口回旋区高速旋转的焦粒和煤粉以及熔融炉料的侵蚀，使风口小套快速磨损，而且还要承受渣皮脱落产生的冲击。

本申请提出一种风口小套采用双进双出的冷却结构。通过简化的内导流器结构设置，以及采用了螺旋循环的外腔导流器结构设置，减小了冷却水在内导流器流动过程中的阻力，在相同压力下增加了通水量，使得风口小套在使用时拥有了更加优良的冷却能力，从而增加了风口小套的使用寿命。同时，一旦在高温环境下，位于外层的冷却腔体发生熔化脱落，不会影响内层的冷却腔体正常工作，有效延长高炉休风间隔，从而提高整个高炉生产过程的稳定性和效率。

下面通过具体的实施方式来进一步说明本申请技术方案。本领域技术人员应当理解，以下描述仅仅是为了方便对本申请技术方案的理解，并不应当用来限制本申请的保护范围。

图1为根据本申请一个实施例的风口小套的立体结构示意图。图2为根据本申请一个实施例的风口小套爆炸图。图3为根据本申请一个实施例的风口小套轴向剖视图。

如图1-图3所示，具有双进双出冷却腔的风口小套100(可简称为“小套”)包括本体110、内前端120、外前端130、内导流器140和外导流器150。本体110的一端为风口后端，其另一端分别与所述内前端120和外前端130焊接成为一体。其中，风口小套100整体呈圆锥体，如图3所示，风口小套100的左侧为风口后端(即图中圆锥体开口较大的一侧)，右侧为风口前端131。内层冷却腔101为本体110与内前端120焊接后所形成的空腔，在本实施例中，内层冷却腔101为U型一体成型，其结构强度相比现有技术中的分体焊接的强度更强，可以有效的避免外部环境对其产生破坏，保证风口小套结构的稳定。外层冷却腔102为本体110与外前端130焊接后所形成的空腔。

图4为根据本申请一个实施例的风口小套的本体端口方向的立体结构示意图。如图4所示，本体110上设有内层冷却水进口111和内层冷却水出口112，内层冷却腔101的两端分别与内层冷却水进口111和内层冷却水出口112相连通；本体110上还设有外层冷却水进口113和外层冷却水出口114，外层冷却腔102的两端分别与外层冷却水进口113和外层冷却水出口114相连通。内导流器140设置于内层冷却腔101中，经配置以引导冷却水在内层冷却腔101中流动；外导流器150设置于外层冷却腔102中，经配置以引导冷却水在外层冷却腔102中流动，通过冷却水的流动可以为风口小套进行散热。

在一些实施例中，如图3所示，外层冷却腔102的前端腔室104内设有散热翅片133。其中，散热翅片133包括两同心环状突起，通过增大冷却水的接触面积，强化了风口小套的冷却效果。

如图3所示，在一些实施例中，为了有效加强风口小套的密封性，本体110还包括用于容纳密封件的密封槽116，风口小套110与外设的风口中套相连，密封槽116设置在风口小套110和风口中套两者之间的配合处。在密封槽116中加入耐热的密封圈，可以有效加强风口小套的密封性。

在一些实施例中，外前端130由风口前端131及与其一体成型的风口外锥侧壁132构成，其中，风口外锥侧壁132的自由端与本体110相连接，风口前端131的自由端与所述内前端120相连接。风口外锥侧壁132的自由端与内前端120可以通过焊接连接，二者之间的焊缝位于风孔160的内壁上，可以防止炉内滴落的金属液滴对焊缝的影响，防止炉内焦炭循环对焊缝的影响，以及防止炉内高温对焊缝的影响，可以有效的对焊缝进行保护，有利于风口小套结构的稳定。在一些实施例中，风口前端131设有环状间隔堆焊层，用以平衡所述风口小套的换热能力和耐磨能力。

图5为根据本申请一个实施例的风口小套的本体端口方向的立体结构示意图。如图5所示，所述本体110上设有用以增强其强度的本体加强筋115，其设置位置位于所述风口后端的外缘处，其设置数量包括沿所述风口后端的圆周方向设置的多个，用以增强所述本体110的强度。在另一些实施例中，多个本体加强筋115呈圆弧形，并不均匀的设置在所述风口后端的外缘处，对本体110起到支撑的作用，用以加强风口小套本体110的强度。

如图3并结合图5所示，在一些实施例中，本体110的最外侧还设有封闭的中空腔103，其位于所述风口后端与外层冷却腔102之间，其入水口与内层冷却水进口111相连通，冷却水由内层冷却水进口111流入中空腔103的入水口内，其出水口与内层冷却水出口112相连通，冷却水由内层冷却水出口112流出。当外前端130损坏脱落后，系统会停止对外层冷却腔102供应冷却水，高温渣铁会倒灌入本体110与外前端130的配合面，在现有技术的设置中，通常会因高温渣铁倒灌入本体110，导致本体110的损坏，因此减少了风口小套的使用寿命。而在本申请中，因为冷却水由内层冷却水进口111流入中空腔103，使得倒灌入中空腔103的高温渣铁迅速降温、凝固，形成固体渣铁，并堵塞住所述中空腔103的缺口，起到了防止所述外前端130损坏后高温渣铁烧损配合面的作用，从而保护了所述本体110，延长了维护时间。

图6为根据本申请一个实施例的内导流器的结构示意图。图7为根据本申请一个实施例的内导流器的冷却水流向示意图。如图6所示，内导流器140包括彼此平行间隔设置的小盖板141、大盖板142和两端分别与小盖板141和大盖板142相连的两个导流板143。其中，小盖板141和大盖板142为直径大小不同的带有断口的同心圆环，其中，大盖板142对应的断口位于大盖板断口146处，小盖板141对应的断口位于小盖板断口147处，并且每个导流板143的两端分别与所述断口的两侧固定连接，两个导流板之间形成导流通道。小盖板141和大盖板142上分别开设流水孔，分别为图6中所示的大盖板流水孔144和小盖板流水孔145，所述流水孔在小盖板141和大盖板142上的开设位置位于导流板143的相对两端，且小盖板141和大盖板142卡合在内层冷却腔101中。如图7所示，内层冷却水由大盖板流水孔144沿着内导流器140流入所述内层冷却腔101内。在本实施例中，内腔导流器140采用了简单的循环方法，从而减小了流动阻力，增加了通水量，增加了内层冷却腔101的水流速度，尤其是对内导流器140最前端保持高流速，从而有利于风口小套的散热。

图8为根据本申请一个实施例的外导流器的结构示意图。图9为根据本申请一个实施例的外导流器的冷却水流向示意图。如图8所示，外导流器150包括导流管151和设置在所述导流管外壁上的导流片152，导流片152在所述导流管外壁上呈螺旋状设置形成螺旋流道，进入外导流器150的冷却水沿螺旋流道流动。本申请的外导流器通过采用螺旋循环水的方法，与现有技术中折返式外导流器的设置相比水流阻力更小，在相同压力下可以增加通水流量。

本申请的风口小套通过内导流器和外导流器的结构设置，使得风口小套内部包括两个独立的腔体，形成双进双出的冷却结构。通过采用简化的内导流器结构设置，外腔导流器采用了螺旋循环的结构设置，减小了冷却水在内导流器流动过程中的阻力，在相同压力下增加了通水量，使得小套在使用时拥有了更加优良的冷却能力，从而增加了风口小套的使用寿命。同时，一旦在高温环境下，位于外层的冷却腔体发生熔化脱落，不会影响内层的冷却腔体正常工作，有效延长高炉休风间隔，从而提高整个高炉生产过程的稳定性和效率。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (9)

1.一种具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，包括：

本体、内前端和外前端；其中，所述本体的一端为风口后端，另一端分别与所述内前端和外前端焊接成为一体；

内层冷却腔，其为所述本体与所述内前端焊接后所形成的空腔；

外层冷却腔，其为所述本体与所述外前端焊接后所形成的空腔；

其中，所述本体上设有内层冷却水进口和内层冷却水出口，所述内层冷却腔的两端分别与所述内层冷却水进口和内层冷却水出口相连通；所述本体上还设有外层冷却水进口和外层冷却水出口，所述外层冷却腔的两端分别与所述外层冷却水进口和外层冷却水出口相连通；

内导流器，其设置于所述内层冷却腔中，经配置以引导冷却水在所述内层冷却腔中流动；以及

外导流器，其设置于所述外层冷却腔中，经配置以引导冷却水在所述外层冷却腔中流动。

2.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述本体上设有用以增强其强度的本体加强筋，其设置位置位于所述风口后端的外缘处，其设置数量包括沿所述风口后端的圆周方向设置的多个。

3.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述本体的最外侧还设有封闭的中空腔，其位于所述风口后端与所述外层冷却腔之间，其入水口与所述内层冷却水进口相连通，冷却水由所述内层冷却水进口流入所述中空腔的入水口内，其出水口与所述内层冷却水出口相连通，冷却水由所述内层冷却水出口流出。

4.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述内导流器包括彼此平行间隔设置的小盖板、大盖板和两端分别与所述小盖板和大盖板相连的两个导流板；其中，所述小盖板和大盖板为直径大小不同的带有断口的同心圆环，每个所述导流板的两端分别与所述断口的两侧固定连接，两个导流板之间形成导流通道；所述小盖板和所述大盖板上分别开设流水孔，所述流水孔在所述小盖板和所述大盖板上的开设位置位于所述导流板的相对两端，且所述小盖板和所述大盖板卡合在所述内层冷却腔中。

5.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述外导流器包括导流管和设置在所述导流管外壁上的导流片，所述导流片在所述导流管外壁上呈螺旋状设置形成螺旋流道，进入所述外导流器的冷却水沿螺旋流道流动。

6.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述外层冷却腔的前端腔室内设有散热翅片，所述散热翅片包括两同心环状突起，用以增大冷却水接触面积。

7.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述本体还包括用于容纳密封件的密封槽，所述风口小套与外设的风口中套相连，所述密封槽设置在所述风口小套和风口中套两者之间的配合处。

8.根据权利要求1所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述外前端由所述风口前端及与其一体成型的风口外锥侧壁构成，其中，所述风口外锥侧壁的自由端与所述本体相连接，所述风口前端的自由端与所述内前端相连接。

9.根据权利要求8所述的具有双进双出冷却腔的风口小套，其特征在于，所述风口前端设有环状间隔堆焊层，用以平衡所述风口小套的换热能力和耐磨能力。