CN201785413U - 配管加强结构的铜冷却壁 - Google Patents

Abstract

一种配管加强结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体、至少一根进水管和至少一根出水管，铜冷却壁本体内开有至少一条冷却水通道，所述进水管焊接在铜冷却壁本体的冷面上并且进水管连接冷却水通道的入口，出水管焊接在铜冷却壁本体冷面上并且出水管连接冷却水通道出口，进水管插入冷却水通道入口内并与冷却水通道入口内侧壁通过螺纹连接；出水管插入冷却水通道出口内并与冷却水通道出口内侧壁通过螺纹连接。本实用新型的有益效果是，增加了水管的受力点，改善了水管的受力情况，使得水管受力更加均匀，焊缝更不容易被破坏；由于设有凸块，有效的改善了焊缝的质量和强度，铜的用量可以大幅减少，在保证性能的前提下有效的控制了铜冷却壁的制造成本。

Description

配管加强结构的铜冷却壁

技术领域

本实用新型涉及一种高炉的冷却设备，更具体地说涉及一种配管加强结构的铜冷却壁。

背景技术

高炉的冷却装置主要分为两种：第一种为插入高炉的炉体内对炉墙进行点式冷却的冷却板；第二种为覆盖在高炉的炉壳内侧壁上对炉墙进行面式冷却的冷却壁。为适应高炉长寿，高炉使用的冷却壁不断更新换代。仅从使用材质方面来看，已从铸铁冷却壁和钢冷却壁发展到导热系数很高的铜冷却壁。铜冷却壁已有铸铜冷却壁、锻或轧制铜板钻孔式冷却壁。其中锻或轧制铜板冷却壁以其金相组织致密、强度高、导热性好而广泛使用。

在铜冷却壁远离高炉内侧壁的表面通常称为热面，铜冷却壁靠近高炉内侧壁的表面通常称为冷面。热面的表面上通常开设有若干相互平行的悬挂炉渣的燕尾槽，在铜冷却壁内开设有若干相互平行的的冷却水通道，冷却水在冷却水通道中流动对高炉进行冷却，冷面的表面则焊接有进水管和出水管，进水管和出水管分别连通冷却水通道。

如图1所示，现有的铜冷却壁，其水管(进水管、出水管)通常插入冷却水通道的入口或出口，然后焊接在冷面上，水管受到外力作用时只有焊缝受力，因此容易产生裂缝，导致漏水。在铜冷却壁壁厚一定的前提下，冷却水道的开设将降低铜冷却壁的整体强度，尤其是进水管、出水管与冷面的焊缝处，由于铜冷却壁本体的冷面到冷却水通道的距离通常较短，因此焊接坡口的深度不够深，这就导致了焊缝的强度比较差，在长时间受到较大的外力作用后，更加容易产生裂缝，导致漏水，甚至从焊缝处整个断裂。

发明内容

本实用新型的目的是对现有技术进行改进，提供一种配管加强结构的铜冷却壁，可以有效的改善水管的受力情况，有效的防止水管产生裂缝，并且能够有效的控制制造成本，采用的技术方案如下：

本实用新型的配管加强结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体、至少一根进水管和至少一根出水管，铜冷却壁本体内开有至少一条冷却水通道，所述进水管焊接在铜冷却壁本体的冷面上并且进水管连接冷却水通道的入口，所述出水管焊接在铜冷却壁本体冷面上并且出水管连接冷却水通道出口，其特征在于：所述进水管前端外侧壁上设有第一外螺纹，冷却水通道入口内侧壁上设有第一内螺纹，进水管插入冷却水通道入口内并与冷却水通道入口内侧壁通过螺纹连接；所述出水管前端外侧壁上设有第二外螺纹，冷却水通道出口内侧壁上设有第二内螺纹，出水管插入冷却水通道出口内并与冷却水通道出口内侧壁通过螺纹连接。由于螺纹连接大幅增加了水管与铜冷却壁本体连接的可靠性和紧密性，水管与铜冷却壁本体连接部分难以分开，能够防止水管外露部分受到外力作用后水管从铜冷却壁本体中拔出，螺纹连接处能够分担大部分的力，因此大幅增加了水管的受力点，有效的改善了水管的受力情况，使得水管受力更加均匀。在采用了螺纹连接的结构后，极大的减轻了焊缝受到的力，非常有效的避免了焊缝出现裂缝、断裂等缺陷。

优选的方案，所述第一外螺纹的长度至少为20毫米，第二外螺纹的长度至少为20毫米。这样可以有效的保证各水管与对应的凸块连接的可靠性和紧密性。

为了有效的提高焊缝的强度，并且同时有效的控制成本，所述铜冷却壁还包括凸块，所述凸块设在铜冷却壁本体冷面上，并且凸块位于上述冷却水通道入口和出口的上方，凸块开有连通冷却水通道入口的第一连接孔，进水管焊接在凸块的第一连接孔入口处，凸块开有连通冷却水通道出口的第二连接孔，出水管焊接在凸块的第二连接孔出口处。由于需要有效的提高焊缝的强度，就必须具有足够的水管焊接坡口深度，可是若要足够的水管焊接坡口深度，就必须增加铜冷却壁的厚度，由于铜冷却壁材质昂贵，这样就导致整个装置的成本大幅增加。因此为了有效的控制成本，本方案通过增设凸块，仅增加进、出水管附近的铜冷却壁的厚度，有效的控制了铜的使用量，从而避免了成本的大幅增加。

一种优选的方案，所述凸块与铜冷却壁本体一体制成。也就是说凸块与铜冷却壁本体是一体的，这样凸块与铜冷却壁本体之间不容易出现断裂、漏水的现象。

为了有效的减少制造成本，所述铜冷却壁本体的冷面到冷却水通道的距离范围为10-25毫米，优选为15毫米。由于增加了凸块，并且进水管先采用螺纹连接方式与凸块连接，出水管先采用螺纹连接方式与凸块连接，因此大幅降低了焊接处受到的力。而铜冷却壁的制造成本很高，申请人发现采取了上述方案后，可以减少位于凸块之间的铜冷却壁本体的厚度，当铜冷却壁本体的冷面到冷却水通道的距离范围为10-25毫米时，不会影响铜冷却壁的性能。

所述进水管和出水管的数目相同，凸块开有凹槽，凹槽遍布整个凸块，凹槽与进水管焊缝的间距至少为30毫米，凹槽与出水管焊缝的间距至少为30毫米。进水管、出水管的数目通常均为两个或两个以上，为了更加有效的降低生产成本，两个相邻的水管(进水管或出水管)之间开有凹槽，可以在不影响水管的受力性能的前提下，有效的降低生产成本。优选的方案，所述凹槽的深度等于凸块的高度。

为了进一步增强冷却水通道内的冷却水的冷却效果，所述冷却水通道的横截面形状为复合孔型，或扁圆孔型，或多圆孔型。复合孔型由至少两个圆构成，并且任意两个相邻的圆相互部分重叠。扁圆孔型由长方形和位于长方形两侧的两个半圆构成。多圆孔型由至少两个圆构成，并且任意两个相邻的圆的间距大于零。这样能够增加热交换的面积，重而增强冷却水的冷却效果。

所述铜冷却壁本体的热面开有至少两条相互平行的悬挂炉渣的燕尾槽。

所述焊接为开坡口焊接。即在铜冷却壁本体冷面的冷却水通道入口和出口开设坡口，水管(进水管或出水管)利用螺纹旋入冷却水通道入口或出口，然后再焊接。

由于螺纹连接大幅增加了水管与铜冷却壁本体连接的可靠性和紧密性，水管与铜冷却壁本体连接部分难以分开，能够防止水管外露部分受到外力作用后水管从凸块中拔出，增加了水管的受力点，改善了水管的受力情况，使得水管受力更加均匀；而增设的凸块使得焊接处能够具有足够的水管焊接坡口深度，因此焊缝的质量能够得到保证。因此采用了上述技术手段后，极大的改善了焊缝的受力情况，非常有效的避免了焊缝出现裂缝、断裂等缺陷。在受到很大的外力作用后，进、出水管在外力作用下位于焊缝外侧的部分逐渐弯曲，但是焊缝不会出现裂缝、断裂等缺陷，彻底解决了现有技术发生漏水和整体断裂的问题。此外，凸块可以保证冷却水通道入口和出口处的铜冷却壁本体具备足够的壁厚来满足螺纹连接、焊接的要求，与此同时还可以适当的减少其它区域的壁厚，有效的控制铜冷却壁所需的铜的总量，达到控制制造成本的目的。

本实用新型对照现有技术的有益效果是，由于水管与铜冷却壁本体螺纹连接，因此更加有效的增强了水管与铜冷却壁本体连接的可靠性和紧密性，防止受载后水管从铜冷却壁本体中拔出，增加了水管的受力点，改善了水管的受力情况，使得水管受力更加均匀，焊缝更不容易被破坏；由于设有凸块，水管焊接坡口的深度可以大幅增加，有效的改善了焊缝的质量和强度，因此焊缝在受到外力作用下不容易被破坏出现裂缝等缺陷；此外，由于焊缝得到了有效的加强，因此没有凸块的铜冷却壁本体冷面到冷却水通道的距离可以大幅减少，铜的用量可以大幅减少，因此在保证性能的前提下有效的控制了铜冷却壁的制造成本。

附图说明

图1是本实用新型现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的结构示意图；

图3是图2中A区放大的剖视图；

图4是图2的俯视图；

图5是本实用新型实施例2的结构示意图；

图6是本实用新型实施例5冷却水通道的横剖面图；

图7是本实用新型实施例6冷却水通道的横剖面图；

图8是本实用新型实施例7冷却水通道的横剖面图。

具体实施方式

实施例1

如图2-4所示，本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体1、三根进水管2和三根出水管3，铜冷却壁本体1内开有三条冷却水通道103，进水管2连接铜冷却壁本体1的冷面101上对应的冷却水通道103的入口，出水管3连接铜冷却壁本体1冷面101上对应的冷却水通道103出口，铜冷却壁本体1的热面102开有至少两条相互平行的悬挂炉渣的燕尾槽104，还包括凸块。凸块包括第一凸块4和第二凸块5，所述第一凸块4设在铜冷却壁本体1冷面101上，并且第一凸块4位于上述冷却水通道103入口的上方，第一凸块4开有连通冷却水通道103入口的第一连接孔401，进水管2焊接在第一凸块4的第一连接孔401入口处，形成第一焊缝6；所述第二凸块5设在铜冷却壁本体1冷面101上，并且第二凸块5位于上述冷却水通道103出口的上方，第二凸块5开有连通冷却水通道103出口的第二连接孔501，出水管3焊接在第二凸块5的第二连接孔501出口处，形成第二焊缝7。所述焊接为开坡口焊接。

所述第一凸块4、第二凸块5均与铜冷却壁本体1一体制成。也就是说第一凸块4、第二凸块5与铜冷却壁本体1是一体的，这样第一凸块4、第二凸块5与铜冷却壁本体1之间不容易出现断裂、漏水的现象。

所述进水管2前端外侧壁上设有第一外螺纹，所述第一外螺纹的长度为20毫米，第一凸块4的连接孔内侧壁上设有第一内螺纹，进水管2插入第一凸块4的第一连接孔401内并与第一连接孔401内侧壁通过螺纹连接；出水管3前端外侧壁上设有第二外螺纹，第二外螺纹的长度为20毫米，第二凸块5的连接孔内侧壁上设有第二内螺纹，出水管3插入第二凸块5的第二连接孔501内并与第二连接孔501内侧壁通过螺纹连接。由于螺纹连接大幅增加了水管与凸块连接的可靠性和紧密性，能够防止水管外露部分受到外力作用后水管从凸块中拔出，增加了水管的受力点，改善了水管的受力情况，使得水管受力更加均匀，水管与凸块连接部分难以分开，因此采用了螺纹连接的结构与上述技术手段配合后，极大的改善了焊缝的受力情况，非常有效的避免了焊缝出现裂缝、断裂等缺陷，申请人经过大量实验发现，在受到很大的外力作用后，进水管2、出水管3在外力作用下位于焊缝外侧的部分逐渐弯曲，但是焊缝不会出现裂缝、断裂等缺陷，彻底解决了现有技术发生漏水和整体断裂的问题。

为了有效的减少制造成本，所述铜冷却壁本体1的冷面101到冷却水通道103的距离为10毫米。由于增加了第一凸块4、第二凸块5，并且进水管2先采用螺纹连接方式与第一凸块4连接，出水管3先采用螺纹连接方式与第二凸块5连接，因此大幅降低了焊缝受到的力。

所述凸块开有凹槽8，凹槽8遍布整个凸块，凹槽8与进水管2的焊缝6的间距(距离最近处的距离)为30毫米，凹槽8与出水管3的焊缝7的间距(距离最近处的距离)为30毫米。

所述凹槽8的深度等于第一凸块4的高度，也等于第二凸块5的高度，第一凸块4与第二凸块5的高度相同。

本方案的优点是，极大程度的提高了焊缝的强度，非常有效的避免了焊缝出现裂缝、断裂等缺陷，并且非常有效的控制了生产成本，和现有技术相比，成本没有增加。

实施例2

如图5所示，本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

所述铜冷却壁本体1的冷面101到冷却水通道103的距离为15毫米。

所述第一凸块与第二凸块连成一体，为一个完整的凸块，没有凹槽。热面也没有燕尾槽。本方案的缺点是耗费的铜比较多，因此成本较高。

实施例3

本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

所述第一凸块4、第二凸块5分别与铜冷却壁本体1通过螺钉连接。

所述铜冷却壁本体1的冷面101到冷却水通道103的距离为25毫米。

这种方案的焊缝强度得到增加，但是进水管2、出水管3的外侧受到外力作用时，由于第一凸块4、第二凸块5与铜冷却壁本体1之间容易因为长期受力过大而出现缝隙，导致漏水。

实施例4

本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

没有第一凸块4、第二凸块5，所述铜冷却壁本体1的冷面101到冷却水通道103的距离为50毫米。

这种方案的缺点是耗费的铜比现有技术明显增加，散热较差，因此制造成本大幅增加。

实施例5

如图6所示，本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

所述冷却水通道103的横截面形状为复合孔型，由三个圆构成，并且任意两个相邻的圆相互部分重叠。这样能够增加热交换的面积，重而增强冷却水的冷却效果。

实施例6

如图7所示，本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

所述冷却水通道103的横截面形状为扁圆孔型，由长方形和位于长方形两侧的两个半圆构成。

实施例7

如图8所示，本实施例中的配管加强结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于：

所述冷却水通道103的横截面形状为多圆孔型，由三个圆孔构成，并且任意两个相邻的圆的间距大于零。

Claims (9)

1.一种配管加强结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体、至少一根进水管和至少一根出水管，铜冷却壁本体内开有至少一条冷却水通道，所述进水管焊接在铜冷却壁本体的冷面上并且进水管连接冷却水通道的入口，所述出水管焊接在铜冷却壁本体冷面上并且出水管连接冷却水通道出口，其特征在于：所述进水管前端外侧壁上设有第一外螺纹，冷却水通道入口内侧壁上设有第一内螺纹，进水管插入冷却水通道入口内并与冷却水通道入口内侧壁通过螺纹连接；所述出水管前端外侧壁上设有第二外螺纹，冷却水通道出口内侧壁上设有第二内螺纹，出水管插入冷却水通道出口内并与冷却水通道出口内侧壁通过螺纹连接。

2.如权利要求1所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述第一外螺纹的长度至少为20毫米，第二外螺纹的长度至少为20毫米。

3.如权利要求1所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁还包括凸块，所述凸块设在铜冷却壁本体冷面上，并且凸块位于上述冷却水通道入口和出口的上方，凸块开有连通冷却水通道入口的第一连接孔，进水管焊接在凸块的第一连接孔入口处，凸块开有连通冷却水通道出口的第二连接孔，出水管焊接在凸块的第二连接孔出口处。

4.如权利要求3所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述凸块与铜冷却壁本体一体制成。

5.如权利要求4所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体的冷面到冷却水通道的距离范围为10-25毫米。

6.如权利要求5所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述进水管和出水管的数目相同，凸块开有凹槽，凹槽遍布整个凸块，凹槽与进水管焊缝的间距至少为30毫米，凹槽与出水管焊缝的间距至少为30毫米。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述冷却水通道的横截面形状为复合孔型，或扁圆孔型，或多圆孔型。

8.如权利要求1-6中任意一项所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体的热面开有至少两条相互平行的悬挂炉渣的燕尾槽。

9.如权利要求1-6中任意一项所述的配管加强结构的铜冷却壁，其特征在于：所述焊接为开坡口焊接。

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