CN207797710U - 一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，包括水冷壁本体，所述水冷壁本体由完整的铜板锻压而成；所述水冷壁本体内设有至少一条连接水道和多条平行流道，各条平行流道依次均匀分布在水冷壁本体内且相互平行，各条平行流道的一端均与连接水道相通连接，形成一条首尾相接、蜿蜒延伸的冷却水通道；一端相通的两条平行流道之间设有通水槽，另一端不相通的两条平行流道之间设有堵塞结构。这种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，通过采用导热性能很好的铜板材料、改变水冷壁本体的结构及制造工艺，使冷却效果有较大的提高，焊缝大量较少，避免容易出现漏水的情况；厚铜板可以提高强度，防止出现较大的变形。

Description

一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁

技术领域

本实用新型涉及一种冶金电弧炉内炉壁冷却设备，特别涉及一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁。

背景技术

炼钢电弧炉是利用电弧热熔炼废钢等炉料产出液态钢的设备，其炉龄寿命的长短直接影响钢的质量、产量、种类及其原料使用成本，其中电弧炉内炉壁冷却设备的使用好坏是影响炉龄的一个重要原因。

水冷壁放置于电弧炉内炉壁，一般分为上下两层，每层由多块水冷壁围成一圈。下层水冷壁的工作原理和过程是电炉通电后，此时水冷壁表面接触就会迅速凝固，结果就会使水冷壁表面逐渐挂起一层由炉渣和烟尘组成的保护层，这层保护层即挂渣层。当挂渣层的厚度不断增长，直至其表面温度逐渐升高到挂渣的熔化温度时，挂渣层的厚度保持相对稳定状态。如果内炉壁的热负荷进一步增加，挂渣层会自动熔化，减薄直至全部剥落，由于水冷壁的水冷作用，致使挂渣层表面温度迅速降低，炉渣和烟尘又会重新在挂渣层表面凝固增厚。总之，水冷壁冷却强度的好坏影响挂渣层的平衡，从而关系水冷壁寿命是否更加长久。近年来，随着电弧炉炼钢在我国得到迅猛发展，炼钢电弧炉功率水平也逐渐增加，导致内炉壁的热负荷急剧增大，炉衬寿命也成为电弧炉炼钢进一步发展的瓶颈。

目前我国的水冷壁也已从早年的铸铁水冷壁过渡到钢管式和铜管式水冷壁，但由于水冷壁的制作工艺及其结构特点的限制，如图5-6所示，现在的钢管式或铜管式水冷壁由多段钢管1’或铜管2’通过焊接形成，钢管1’或铜管2’上焊接有多个锚固件3’，锚固件3’在钢管1’或铜管2’上因焊接存在很多焊缝4’。这种钢管式水冷壁存在传热效果差、挂渣能力弱、钢管在高温环境下容易开裂、局部过热，甚至烧穿出现漏水等缺点；铜管式水冷壁存在焊缝较多且在热面容易导致漏水、强度不够、耐冲击性较差、热面锚固件固定耐火材料不是特别好等缺点，这两种钢管式和铜管式水冷壁都存在运行一段时间需要检修或更换的情况，一般使用寿命为1-2年左右。虽然这两种钢管式和铜管式水冷壁能满足大功率电弧炉在一定时间内的工作要求，但仍存在使用寿命偏短、热停炉检修次数偏多等缺点，不能满足大功率电弧炉长时间连续性作业的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，这种炼钢电弧炉用铜板水冷壁提高了冷却效果和强度，焊缝大量减少，不易变形，大大延长水冷壁的使用寿命，减少热停炉检修次数。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，包括水冷壁本体，其特征是：所述水冷壁本体由完整的铜板锻压而成；所述水冷壁本体内设有至少一条连接水道和多条平行流道，各条平行流道依次均匀分布在水冷壁本体内且相互平行，各条平行流道的一端均与连接水道相通连接，形成一条首尾相接、蜿蜒延伸的冷却水通道；一端相通的两条平行流道之间设有通水槽，另一端不相通的两条平行流道之间设有堵塞结构；所述堵塞结构包括中间堵头和销钉，所述连接水道所处位置的外侧壁上开有多个销孔，销孔与中间堵头一一对应且数目相同，各中间堵头均安装在连接水道内并依次往连接水道内塞到各销孔对应的位置上，各销钉分别穿过对应的销孔将各中间堵头焊接固定住，使得各中间堵头堵住与之对应的两条平行流道之间的连接水道。

上述铜板是一块完整的厚铜板，水冷壁本体因采用厚铜板整体锻压的形式，通过钻深孔、弯板、机加工、焊接等工艺加工而成，熔铸后的铜板经锻压后，其厚度尺寸下降了50%以上，因此水冷壁本体的致密度良好，机械强度提高，不容易变形；另外，水冷壁本体采用整块厚铜板材质，冷却水与整块厚铜板的接触面积更大，易于散热，冷却效果比钢管式和铜管式更好，更有利于带走热量。

上述一端相通的两条平行流道之间设有通水槽，是为了使处于水冷壁本体中间的各相邻两条平行流道的水路相通；在连接水道所处位置的外侧壁上开有多个销孔，销孔与中间堵头一一对应且数目相同，各中间堵头均安装在连接水道内并依次往连接水道内塞到各销孔对应的位置上，各销钉分别穿过销孔将各中间堵头焊接固定住，是为了控制整条冷却水通道的水路走向，防止各平行流道之间通过连接水道相互串水。因此，冷却水通道的水路为一条首尾相接、蜿蜒延伸、一进一出的水路。通过这种设置，水冷壁本体中只需要几个盖板和几个堵头的焊接，大大减少了水冷壁本体的焊缝，不像传统上的钢管式和铜管式水冷壁需要一段一段钢管/铜管去焊接形成水冷壁，存在着较多的焊缝、容易漏水的情况；另外，在连接水道内安装多个中间堵头，利用各销钉穿过销孔将各中间堵头焊接固定住，这里是将销钉焊接固定在水冷壁本体的外侧壁上，产生焊缝的位置不同，并不会增加冷却水通道的焊缝，不会影响到水冷壁本体的使用。因而这种炼钢电弧炉用铜板水冷壁的冷却效果很好，焊缝大量减少，提高了水冷壁本体的机械强度，不易变形，避免焊缝在长期高温条件下可能出现开裂而导致漏水的情况，从而延长水冷壁本体的使用寿命，减少热停炉检修次数。

作为本实用新型的一种方案，所述连接水道的走向为纵向走向，各所述平行流道的走向均为横向走向。

作为本实用新型的另一种方案，所述连接水道的走向为横向走向，各所述平行流道的走向均为纵向走向。

作为本实用新型的优选方案，所述通水槽上设有槽盖板。槽盖板通过焊接将通水槽的出水口密封住，防止流经一端相通的两条平行流道的水不会从通水槽的出水口漏出来。

作为本实用新型的优选方案，所述水冷壁本体呈弧形状，水冷壁本体包括外弧面和内弧面。上述外弧面为水冷壁本体的冷面，内弧面为水冷壁本体的热面。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述水冷壁本体的内弧面上设有多个条形燕尾槽，各个条形燕尾槽与水冷壁本体一体制成。由于各个条形燕尾槽与水冷壁本体一体制成，各个条形燕尾槽用于镶耐火砖或浇注耐火材料，对比钢管式或铜管式水冷壁在热面上焊接锚固件，通过锚固件固定耐火材料的方式，条形燕尾槽的结构更加固定，更加可靠，而且采用耐火砖亦可以比浇注耐火材料性能更好，提高了固定耐火材料的能力。

作为本实用新型的优选方案，所述水冷壁本体上设有进水孔和出水孔，处于所述连接水道两端部的平行流道的一端分别与进水孔、出水孔连接，且处于所述连接水道两端部的平行流道的一端均开有第一出口，各第一出口处均设有第一水道堵头。为了防止处于连接水道两端部的平行流道的第一出口漏水，采用第一水道堵头将各第一出口通过焊接的方式封住。

作为本实用新型的优选方案，所述连接水道的两端均开有第二出口，各第二出口处均设有第二水道堵头。为了防止连接水道两端的第二出口漏水，采用第二水道堵头将各第二出口通过焊接的方式封住。

作为本实用新型的优选方案，所述水冷壁本体还设有吊环螺钉，水冷壁本体的顶端面上设有螺纹孔，吊环螺钉安装在螺纹孔内。水冷壁本体的顶端面上设有吊环螺钉可以较为方便的将水冷壁本体起吊起来。

上述铜板的材质为纯铜或铜合金。由于纯铜或铜合金具有很好的导电、导热性，对大气和水的抗蚀能力很高，有很好的铸造性能，因此，水冷壁本体采用纯铜或铜合金材料，可以提高水冷壁本体的导热能力，从而保证水冷壁本体具有较好的散热效果，增加水冷壁本体的强度和耐用性。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

这种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，通过采用导热性能很好的铜板材料、改变水冷壁本体的结构及制造工艺，使冷却效果有较大的提高，焊缝大量较少，避免容易出现漏水的情况；厚铜板可以提高强度，防止出现较大的变形；内弧面上设有多个条形燕尾槽，用于镶耐火砖或浇注耐火材料，提高固定耐火材料的能力；这样可以减少热停炉检修造成的生产损失，大大提高电弧炉长时间连续性作业的要求，一般使用寿命可达4-5年，甚至更长；从成本上考虑，虽然水冷壁本体的结构比钢管式、铜管式结构的重量要重很多，大约重60%～80%,但使用寿命却是钢管式、铜管式结构的2～3倍，性价比大大提高，而且不包括因热停炉检修造成的直接或间接损失。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2是图1中沿B-B的剖视图；

图3是本实用新型具体实施例中水冷壁本体的外弧面的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施例中水冷壁本体的内弧面的结构示意图；

图5是本实用新型背景技术中钢管式或铜管式水冷壁的结构示意图；

图6是图5中沿A-A的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行具体描述。

实施例1

如图1-4所示，本实施例中的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，包括水冷壁本体1，水冷壁本体1由完整的铜板锻压而成；水冷壁本体1内设有一条连接水道11和多条平行流道12，各条平行流道12依次均匀分布在水冷壁本体1内且相互平行，各条平行流道12的一端均与连接水道11相通连接，形成一条首尾相接、蜿蜒延伸的冷却水通道3；一端相通的两条平行流道12之间设有通水槽，另一端不相通的两条平行流道12之间均设有堵塞结构14；堵塞结构14包括中间堵头141和销钉142，连接水道11所处位置的外侧壁上开有多个销孔111，销孔111与中间堵头141一一对应且数目相同，各中间堵头141均安装在连接水道11内并依次往连接水道11内塞到各销孔111对应的位置上，各销钉142分别穿过对应的销孔111将各中间堵头141焊接固定住，使得各中间堵头141堵住与之对应的两条平行流道12之间的连接水道11。

连接水道11的走向为纵向走向，各平行流道12的走向均为横向走向。

通水槽13上设有槽盖板15。槽盖板15通过焊接将通水槽13的出水口密封住，防止流经一端相通的两条平行流道12的水不会从通水槽13的出水口漏出来。

水冷壁本体1呈弧形状，水冷壁本体1包括外弧面和内弧面。上述外弧面为水冷壁本体1的冷面，内弧面为水冷壁本体1的热面。

水冷壁本体1的内弧面上设有多个条形燕尾槽16，各个条形燕尾槽16与水冷壁本体1一体制成。由于各个条形燕尾槽16与水冷壁本体1一体制成，各个条形燕尾槽16用于镶耐火砖或浇注耐火材料，对比钢管式或铜管式水冷壁在热面上焊接锚固件，通过锚固件固定耐火材料的方式，条形燕尾槽16的结构更加固定，更加可靠，而且采用耐火砖亦可以比浇注耐火材料性能更好，提高了固定耐火材料的能力。

水冷壁本体1上设有进水孔17和出水孔18，处于连接水道11两端部的平行流道12的一端分别与进水孔17、出水孔18连接，且处于连接水道11两端部的平行流道12的一端均开有第一出口121，各第一出口121处均设有第一水道堵头122。为了防止处于连接水道11两端部的平行流道12的第一出口121漏水，采用第一水道堵头122将各第一出口121通过焊接的方式封住。

连接水道11的两端均开有第二出口112，各第二出口112处均设有第二水道堵头113。为了防止连接水道11两端的第二出口112漏水，采用第二水道堵头113将各第二出口112通过焊接的方式封住。

水冷壁本体1还设有吊环螺钉19，水冷壁本体1的顶端面上设有螺纹孔，吊环螺钉19安装在螺纹孔内。水冷壁本体1的顶端面上设有吊环螺钉19可以较为方便的将水冷壁本体1起吊起来。

上述铜板的材质为纯铜或铜合金。由于纯铜或铜合金具有很好的导电、导热性，对大气和水的抗蚀能力很高，有很好的铸造性能，因此，水冷壁本体1采用纯铜或铜合金材料，可以提高水冷壁本体1的导热能力，从而保证水冷壁本体1具有较好的散热效果，增加水冷壁本体1的强度和耐用性。

实施例2

本实施例中的炼钢电弧炉用铜板水冷壁与实施例1的区别在于：

所述连接水道的走向为横向走向，各所述平行流道的走向均为纵向走向。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种炼钢电弧炉用铜板水冷壁，包括水冷壁本体，其特征是：所述水冷壁本体由完整的铜板锻压而成；所述水冷壁本体内设有至少一条连接水道和多条平行流道，各条平行流道依次均匀分布在水冷壁本体内且相互平行，各条平行流道的一端均与连接水道相通连接，形成一条首尾相接、蜿蜒延伸的冷却水通道；一端相通的两条平行流道之间设有通水槽，另一端不相通的两条平行流道之间设有堵塞结构；所述堵塞结构包括中间堵头和销钉，所述连接水道所处位置的外侧壁上开有多个销孔，销孔与中间堵头一一对应且数目相同，各中间堵头均安装在连接水道内并依次往连接水道内塞到各销孔对应的位置上，各销钉分别穿过对应的销孔将各中间堵头焊接固定住，使得各中间堵头堵住与之对应的两条平行流道之间的连接水道。

2.如权利要求1所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述连接水道的走向为纵向走向，各所述平行流道的走向均为横向走向。

3.如权利要求1所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述连接水道的走向为横向走向，各所述平行流道的走向均为纵向走向。

4.如权利要求1所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述通水槽上设有槽盖板。

5.如权利要求1所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述水冷壁本体呈弧形状，水冷壁本体包括外弧面和内弧面。

6.如权利要求5所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述水冷壁本体的内弧面上设有多个条形燕尾槽，各个条形燕尾槽与水冷壁本体一体制成。

7.如权利要求1-3中任意一项所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述水冷壁本体上设有进水孔和出水孔，处于所述连接水道两端部的平行流道的一端分别与进水孔、出水孔连接，且处于所述连接水道两端部的平行流道的一端均开有第一出口，各第一出口处均设有第一水道堵头。

8.如权利要求7所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述连接水道的两端均开有第二出口，各第二出口处均设有第二水道堵头。

9.如权利要求1所述的炼钢电弧炉用铜板水冷壁，其特征是：所述水冷壁本体还设有吊环螺钉，水冷壁本体的顶端面上设有螺纹孔，吊环螺钉安装在螺纹孔内。