CN201785414U - 铜钢一体冷却板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铜钢一体冷却板装置，包括：具有中空腔体的壳体，中空腔体通过其内置的导流隔板分隔成相连通的水流通道，壳体包括伸入高炉内部的铜冷却部和焊接固定于高炉炉壳上的钢制安装固定部，钢制安装固定部的一侧与铜冷却部相连接，形成壳体的中空腔体；其另一侧延伸至高炉炉壳的外侧，在钢制安装固定部延伸出高炉炉壳的一侧开设有冷却水进口和冷却水出口。本实用新型的热面采用导热性能优良的铜材，能够满足高炉强化冶炼及长寿要求，而靠近炉壳部分采用钢板结构，易于更换、易于与炉壳焊接，大幅度的降低了造价。既满足了高炉炉身下部大热负荷、长寿的要求，又大大降低了设备成本，具有极大的应用价值。

Description

铜钢一体冷却板装置

技术领域

本实用新型涉及一种高炉冷却设备，尤其是一种铜钢一体冷却板装置。

背景技术

冷却板作为一种高炉冷却设备插装于高炉炉内，对炉墙进行冷却。高炉长期的生产实践表明，影响高炉炉身下部使用寿命的一个重要原因就是炉体内的冷却板。目前，设置在炉身下部处冷却板主要有钢制冷却板及铜冷却板。

由于钢制冷却板的导热系数较低，冷却水通道表面的防渗碳涂层所形成的气隙层使得钢制冷却板的整体热阻很大，这样便造成在高炉工作条件下钢制冷却板的温度过高，容易被烧毁。根据计算结果及生产实践表明，在炉况波动的条件下，钢制冷却板的工况温度将超过其长期允许使用温度，导致钢制冷却板的损坏加速，因此影响高炉的使用寿命。

现有的铜冷却板是炉身下部主要使用的冷却设备，其已从二通道、四通道发展到目前的六通道和八通道。由于铜材具有较高的导热系数，采用铜材能够加强炉身下部的冷却效果，其抗热冲击性能已完全能够满足高炉实际操作的要求，使得炉身下部的使用寿命大大延长。但目前高炉使用的铜冷却板都是采用整体铸造成型，由于铜材的价格昂贵，因此大幅度增加了铜冷却板的制造成本，使得铜冷却板的应用受到了限制。并且，随着铜冷却板内部的水流通道的增多，内部隔板数量也相应增多，这样制造隔板所需的铜材也随之增多，进一步提高了铜冷却板的成本。另外，由于铜冷却板与炉壳焊接时，存在有一定的焊接难度，难以保证铜冷却板与炉壳的焊接质量要求，降低了铜冷却板与炉壳连接的牢固可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够大幅度降低制造成本、冷却效果好、使用寿命长、焊接牢固可靠的铜钢一体冷却板装置。

为达到上述目的，本实用新型提出一种铜钢一体冷却板装置，包括：具有中空腔体的壳体，所述中空腔体通过其内置的导流隔板分隔成多个相连通的水流通道，所述壳体包括伸入高炉内部的铜冷却部和焊接固定于高炉炉壳上的钢制安装固定部，所述钢制安装固定部的一侧与所述铜冷却部相连接，形成所述壳体的中空腔体；其另一侧延伸至所述高炉炉壳的外侧，并开设有与所述水流通道相连通的冷却水进口和冷却水出口。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，所述铜冷却部为横截面呈U形的铜板，所述钢制安装固定部为横截面呈U形的钢板，所述U形铜板的开口与所述U形钢板的开口对接形成一体结构。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，所述U形钢板的底面与所述U形铜板和U形钢板相连接处的距离等于所述U形铜板的底面与所述U形铜板和U形钢板相连接处的距离。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，所述U形铜板与所述U形钢板焊接固定。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，在所述铜冷却部的外侧壁上套接有钢套。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，在所述钢套的外侧设有加强钢板。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，所述导流隔板为钢制导流隔板。

如上所述的铜钢一体冷却板装置，其中，所述的水流通道为六通道或八通道。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

1、在本实用新型中，壳体由铜冷却部和钢制安装固定部连接而成，铜冷却部能够伸入高炉内部并与炉身下部内的热流进行热交换，钢制安装固定部能与炉壳进行焊接固定，这样既能够保证炉身下部具有良好的冷却效果，易于形成渣皮，避免冷却板装置的温度过高，满足高炉长寿的要求，又大幅度地降低了冷却板装置的制造成本，有利于产品的推广使用。同时，钢制安装固定部与炉壳的焊接难度较小，提高了焊接质量。

2、本实用新型的导流隔板采用钢制导流隔板，进一步降低了冷却水装置的成本。

3、本实用新型在所述U形钢板的外侧壁上套接有钢套，通过钢套与炉壳焊接固定，起到固定和支撑冷却板装置的作用，提高了冷却板装置与炉壳的连接强度和牢固性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1为本实用新型铜钢一体冷却板装置的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面结构示意图；

图3为图2的B-B向剖面结构示意图。

图中：1-壳体；11-U形铜板；111-上表面；112-下表面；12-U形钢板；2-导流隔板；3-水流通道；4-冷却水进口；5-冷却水出口；6-炉壳；7-钢套；8-加强钢板。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

请参考图1，为本实用新型铜钢一体冷却板装置的结构示意图。如图所示，本实用新型的铜钢一体冷却板装置，安装在高炉的炉身下部，该冷却板装置包括：具有中空腔体的壳体1，在所述壳体1的中空腔体内设有多个导流隔板2，所述导流隔板2将所述中空腔体分隔成多个相连通的水流通道3，在所述壳体1上开设有与所述水流通道3相贯通的冷却水进口4和冷却水出口5。如图1中箭头所示，为冷却水在水流通道3内的流动过程，即冷却水由冷却水进口4进入水流通道3内，冷却水通过壳体1与高炉炉身内的热流进行热交换，再由冷却水出口5流出，从而带走炉身下部的热量，达到使冷却炉身的效果。在本实用新型中，所述壳体1包括伸入高炉内部的铜冷却部和焊接固定于高炉炉壳上的钢制安装固定部，所述钢制安装固定部的一侧与所述铜冷却部相连接，形成所述壳体1的中空腔体；其另一侧延伸至所述高炉炉壳6的外侧，冷却水进口4和冷却水出口5开设在所述钢制安装固定部伸出高炉炉壳6的一侧，从而便于外部系统所提供的冷却水进出所述水流通道3。由于本实用新型的壳体1由铜冷却部和钢制安装固定部连接而成，铜冷却部能够伸入高炉内部并与炉身下部内的热流进行热交换，而铜材的导热系数较高，冷却效果好；钢制安装固定部易于与炉壳进行焊接固定，钢材的成本较低。因此本实用新型的冷却板装置既能够保证炉身下部具有良好的冷却效果，避免冷却板装置的温度过高，满足高炉长寿的要求，又大幅度地降低了冷却板装置的制造成本，焊接难度较小，有利于产品的推广使用。

作为本实用新型一种可选的实施方式，如图1所示，所述铜冷却部为横截面呈U形的铜板11，所述钢制安装固定部为横截面呈U形的钢板12，所述U形铜板11的开口与所述U形钢板12的开口对接形成具有所述中空腔体的壳体1。所述U形钢板12位于壳体1的后部，即图1中的壳体1左侧部分，靠近高炉炉壳6的一侧，这样在安装冷却板装置时，U形钢板12能够与高炉炉身处的炉壳6焊接固定；所述U形铜板11位于壳体1的前部，即图1中的壳体1右侧部分，U形铜板11能伸入高炉内部，这样在冷却板装置安装完成后，U形铜板11能伸入高炉炉壳6内并与高炉炉内的热流接触进行热交换。但本实用新型也不限于采用U形铜板和U形钢板，还可以采用其他适宜形状的铜板和钢板，只要保证铜板和钢板连接形成具有中空腔体的壳体，并且冷却水能够通过铜板与炉内热流进行热交换，而钢板能够与炉壳对位焊接，且钢板的一侧能够延伸至炉壳外部即可。

进一步的，所述U形铜板11与U形钢板12通过焊接形成一体结构。优选的，采用氩弧焊的焊接方式。这样，使得U形铜板11与U形钢板12能够牢固且密封的连接为一体。但本实用新型也不限于此，还可以采用其他公知的连接方式，只要保证U形铜板11与U形钢板12连接的牢固性和密封性即可。

进一步的，所述U形钢板12的底面与所述U形铜板11和U形钢板12焊接处的距离L1等于所述U形铜板11的底面与所述U形铜板11和U形钢板12焊接处的距离L2，即L1等于L2。这样，在安装后，本实用新型既能够保证壳体1的U形铜板11伸入至炉壳6内并与炉身内的热流充分接触，从而保证冷却板装置具有良好的冷却效果，又能够满足与炉壳焊接的质量要求。但本实用新型也不限于此，根据实际工况和尺寸要求，L1也可以大于或小于L2，只要能够保证U形铜板11与炉身内的热流充分接触，且满足与炉壳焊接的质量要求即可。

进一步的，为了减少铜材的使用量，所述导流隔板2采用钢制导流隔板。由于经过水流通道3的冷却水通过壳体1的U形铜板11与高炉炉内的热流进行热交换，而与壳体1内置的导流隔板2的关系不大，因此，导流隔板2可以采用导热系数较低的钢质材料，从而节省了铜材的使用量，进一步降低了冷却水装置的成本。

进一步的，在本实用新型中，壳体1内置的水流通道3为六通道或八通道，以保证冷却板装置具有良好的冷却效果。上述六通道或八通道的结构均为公知技术，在此不再详细说明。

进一步的，请一并参考图2、3，分别为图1的A-A向剖面结构示意图；以及图2的B-B向剖面结构示意图。如图所示，在所述U形钢板12的外侧壁上套接有钢套7，该钢套7与U形钢板12焊接固定。这样，在安装时，钢套7与炉壳6焊接，钢套7起到固定和支撑冷却板装置的作用，提高了冷却板装置与炉壳6的连接强度和牢固性。

作为一种优选的实施方式，在所述钢套7的外侧设有加强钢板8，加强钢板8与炉壳6的外壁焊接固定，进一步加强了冷却板装置与炉壳6连接的牢固性。

如图2所示，为了进一步减少铜材的使用量，所述U形铜板11一侧的壁厚小于另一侧的壁厚。在本实施例中，U形铜板11的下表面112为水平面，而U形铜板11的上表面111由U形铜板11的开口处向U形铜板11的下表面112方向倾斜，这样就减少了U形铜板11侧部的壁厚，节约了铜材，进一步降低了产品成本。

本实用新型的工作原理是，本实用新型的铜钢一体冷却板装置，包括由铜冷却部和钢制安装固定部组成的壳体1，冷却水进入壳体1内置的水流通道3中，利用热交换原理，冷却水通过铜冷却部与炉身内的热流进行热交换，而与壳体1的其他部分及其内置的导流隔板2的关系不大。由于铜材本身具有较高的导热系数，与现有的钢制冷却板装置相比，本实用新型采用铜冷却部能够加强炉身下部的冷却效果，其抗热冲击性能已完全能够满足高炉实际操作的要求，使得炉身下部的使用寿命大大延长；而本实用新型的钢制安装固定部能与炉壳6焊接固定，与现有的纯铜材料的冷却板装置相比，既大幅度降低了产品的制造成本，又能够满足壳体与炉壳焊接强度和质量的要求。

本实用新型在安装时，首先将钢套7套置在壳体1的钢制安装固定部(即U形钢板12)的外侧壁上并焊接固定，再将钢套7连通壳体1插入炉身上开设的对位安装孔中，最后将钢套7与炉身的外壳焊接固定，使得本实用新型的冷却板装置固定于炉身上，其中铜冷却部(即U形铜板11)伸入至炉身内部，以便与炉内热流进行热交换；冷却水进口4和冷却水出口5开设于U形钢板12延伸出高炉炉壳的一侧，以便冷却水注入和排出水流通道3，实现冷却板装置的冷却功能。

本实用新型的冷却部(热面)采用导热性能优良的铜材，能够满足高炉强化冶炼及长寿要求，而靠近炉壳部分的安装固定部采用钢材，一旦冷却板发生破坏，可以从炉外割开炉壳与钢套7的焊接处，实现冷却板整体更换，达到易于更换的目的。而且钢材易于与炉壳焊接，而且与纯铜冷却板相比将大大的降低造价。既满足了高炉炉身下部大热负荷、长寿的要求，又大大降低了设备成本，具有极大的应用价值。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种铜钢一体冷却板装置，包括：具有中空腔体的壳体，所述中空腔体通过其内置的导流隔板分隔成多个相连通的水流通道，其特征在于，所述壳体包括伸入高炉内部的铜冷却部和焊接固定于高炉炉壳上的钢制安装固定部，所述钢制安装固定部的一侧与所述铜冷却部相连接，形成所述壳体的中空腔体；其另一侧延伸至所述高炉炉壳的外侧，并开设有与所述水流通道相连通的冷却水进口和冷却水出口。

2.如权利要求1所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，所述铜冷却部为横截面呈U形的铜板，所述钢制安装固定部为横截面呈U形的钢板，所述U形铜板的开口与所述U形钢板的开口对接形成一体结构。

3.如权利要求2所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，所述U形钢板的底面与所述U形铜板和U形钢板相连接处的距离等于所述U形铜板的底面与所述U形铜板和U形钢板相连接处的距离。

4.如权利要求2所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，所述U形铜板与所述U形钢板焊接固定。

5.如权利要求1至4中任一项所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，在所述铜冷却部的外侧壁上套接有钢套。

6.如权利要求5所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，在所述钢套的外侧设有加强钢板。

7.如权利要求1至4中任一项所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，所述导流隔板为钢制导流隔板。

8.如权利要求1至4中任一项所述的铜钢一体冷却板装置，其特征在于，所述的水流通道为六通道或八通道。

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