CN209081917U - 一种铜冷却壁 - Google Patents

Abstract

一种铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一个冷却水通道，各冷却水通道两端分别连接有进出水管，进出水管安装在铜冷却壁本体的外表面上，铜冷却壁本体的外表面上设有应力槽。通过在铜冷却壁本体的外表面即冷面上设置应力槽，能够有效化解铜冷却壁工作时铜冷却壁本体上的负载，消除因不同部位冷却不均匀而产生的热应力，减小变形，而且，由于应力槽设于铜冷却壁本体的冷面上，在高炉内实际使用过程中应力槽不会受到渣皮或炉渣的影响，能够长久保持消除热应力的能力，从而延长铜冷却壁的使用寿命。另外，通过设置应力槽，还能减轻铜冷却壁的重量，降低铜冷却壁的成本。

Description

一种铜冷却壁

技术领域

本实用新型涉及高温冶炼炉冷却设备领域，尤其涉及一种铜冷却壁。

背景技术

高炉炉体是由炉壳、冷却壁、耐火材料内衬组成。耐火材料内衬主要是在高炉开炉初期保护炉壳和冷却壁，并形成高炉操作内型。冷却壁的主要作用是及时带走高炉冶炼过程中的热恋，同时保护高炉炉壳的结构性和密闭性，从而使得高炉炉体能够在高压、高温及强腐蚀的条件下长期工作。冷却壁对高炉能否顺利、高效及低耗生产起着十分重要的作用，高炉在生产过程中对冷却壁的性能要求主要有以下几个方面：1、有充足的冷却能力，能够把炉内传递给它的热量通过冷却水带走；2、能够在其工作热面形成渣皮保护层，充当工作衬，抵抗热流冲击；3、能够在较高的温度下工作，并承受较大的热应力及具有较强的抗变形能力； 也就是说，高炉的冷却壁要同时具备充足的冷却能力和良好的机械性能，才能更好的满足高炉生产的需要。

铜冷却壁因其优良的导热性，被广泛应用在高炉的炉腹、炉腰和炉身等区域，为高炉长寿起到重要作用。但由于高炉冶炼的环境极其恶劣，铜冷却壁在使用过程中需承受高温、热震、挤压等外力的作用，特别是当耐火砖被磨损掉之后，依靠铜冷却壁在热面形成渣皮保护，铜冷却壁会受到炉内煤气的直接冲击，铜冷却壁本体与炉内煤气温度存在较大的温度差会形成巨大的热应力。热应力的长时间冲击，并不断积累在铜冷却壁上，可能会导致铜冷却壁的变形，严重时甚至影响铜冷却壁的使用寿命。现有技术中对上述问题的解决方法之一，是在铜冷却壁的热面上设置若干条应力槽（如公开号为CN102676720A专利文献所公开的冶炼炉冷却壁），以减小铜冷却壁的变形，虽然热面应力槽有消除热应力、防变形的作用，但铜冷却壁在高炉内实际使用过程中，热面应力槽也有可能被渣皮或炉渣充满，从而导致应力槽的失效。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种铜冷却壁，这种铜冷却壁能够有效化解铜冷却壁工作时铜冷却壁本体上的负载，消除因不同部位冷却不均匀而产生的热应力，减小变形，延长铜冷却壁的使用寿命。采用的技术方案如下：

一种铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一个冷却水通道，各冷却水通道两端分别连接有进出水管，进出水管安装在铜冷却壁本体的外表面上，其特征在于：所述铜冷却壁本体的外表面上设有应力槽。

上述铜冷却壁本体的内表面为其工作时朝向高炉炉体内部的一面，也称为热面；铜冷却壁本体的外表面为其工作时背向高炉炉体内部的一面，也称为冷面。在铜冷却壁本体的外表面（即冷面）上设置应力槽，从而能够有效化解铜冷却壁工作时铜冷却壁本体上的负载，消除因不同部位冷却不均匀而产生的热应力，减小变形，延长铜冷却壁的使用寿命；而且，由于应力槽设于铜冷却壁本体的冷面上，在高炉内实际使用过程中应力槽不会受到渣皮或炉渣的影响，从而能够长久保持消除热应力的能力。此外通过设置应力槽，还能减轻铜冷却壁的重量，降低铜冷却壁的成本。各冷却水通道两端的进出水管分别与该冷却水通道两端连通，冷却水通道通入冷却水后可带走铜冷却壁本体上的热量，对铜冷却壁本体进行冷却。

上述应力槽的数量、深度和宽度根据需要进行设置。

作为本实用新型的优选方案，所述应力槽为纵向应力槽、横向应力槽或斜向应力槽，或者是由纵向应力槽和横向应力槽组合形成的复合型应力槽。

作为本实用新型的优选方案，所述应力槽的截面形状为长方形、梯形或半圆形，或者是由长方形、梯形和半圆形中的两种以上组合形成的复合形状。

作为本实用新型的优选方案，所述铜冷却壁本体的外表面上设有多个固定螺栓孔和至少一个定位销孔。通常情况下，定位销孔设置在铜冷却壁本体的中间位置，各个固定螺栓孔设置在铜冷却壁本体的周围，通过固定螺栓与固定螺栓孔的配合、定位销与定位销孔的配合，将铜冷却壁本体安装在高炉的炉壳的内表面上。

作为本实用新型的优选方案，所述铜冷却壁本体由整体锻压铜板或轧制铜板制成。采用轧制或整体锻压的纯铜板为原料，经过机械加工（如钻孔）在其上面形成冷却水通道。这种铜冷却壁避免了铸造冷却壁的铸造缺陷，具有铜含量高，导热性能好，晶粒细化，致密度高，机械性能好等优点。

作为本实用新型的优选方案，所述铜冷却壁本体的内表面上设有多个横向燕尾槽。燕尾槽一方面可以起到在铜冷却壁热面形成稳定的渣皮，降低铜冷却壁热面工作温度，保护炉衬的作用，又可增加铜冷却壁本体的换热面积。

作为本实用新型的优选方案，所述铜冷却壁本体中设有多个上下走向的冷却水通道，各冷却水通道自左至右依次排列，每个冷却水通道的上端开口、下端开口分别连接有进出水管。上侧各进出水管与相应冷却水通道的上端开口连通，下侧各进出水管与相应冷却水通道的下端开口连通，冷却水通道通入冷却水后（可以上端进水、下端出水，或下端进水、上端出水），可带走铜冷却壁本体上的热量，对铜冷却壁本体进行冷却。

作为本实用新型的优选方案，所述冷却水通道的截面形状为圆形，或者是由多个依次相交的圆形成的复合形状。

作为本实用新型的优选方案，所述铜冷却壁本体的两侧分别设有纵向钢结构件，铜冷却壁本体的外表面上设有多个横向钢结构件，各横向钢结构件两端分别与两纵向钢结构件连接。钢结构件起进一步加固作用，增强防变形的效果，钢结构件的大小及数量根据铜冷却壁的外形尺寸大小而定。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

通过在铜冷却壁本体的外表面即冷面上设置应力槽，能够有效化解铜冷却壁工作时铜冷却壁本体上的负载，消除因不同部位冷却不均匀而产生的热应力，减小变形，而且，由于应力槽设于铜冷却壁本体的冷面上，在高炉内实际使用过程中应力槽不会受到渣皮或炉渣的影响，能够长久保持消除热应力的能力，从而延长铜冷却壁的使用寿命。另外，通过设置应力槽，还能减轻铜冷却壁的重量，降低铜冷却壁的成本。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B向视图；

图4是图3中应力槽的截面形状示意图；

图5是图2中冷却水通道的截面形状示意图；

图6是图1加装钢结构件之后的B向视图。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。

如图1至图6所示，一种铜冷却壁，包括铜冷却壁本体1，铜冷却壁本体1中设有至少一个冷却水通道，各冷却水通道两端分别连接有进出水管，进出水管安装在铜冷却壁本体1的外表面上，铜冷却壁本体1的外表面上设有应力槽2。

上述应力槽2的数量、深度和宽度根据需要进行设置。

如图4所示，上述应力槽2为纵向应力槽、横向应力槽或斜向应力槽，或者是由纵向应力槽和横向应力槽组合形成的复合型应力槽（即纵横交错形式的应力槽）。

上述应力槽2的截面形状为长方形、梯形或半圆形，或者是由长方形、梯形和半圆形中的两种以上组合形成的复合形状。

上述铜冷却壁本体1的外表面上设有多个固定螺栓孔3和一个定位销孔4。通常情况下，定位销孔4设置在铜冷却壁本体1的中间位置，各个固定螺栓孔3设置在铜冷却壁本体1的周围，通过固定螺栓与固定螺栓孔3的配合、定位销与定位销孔4的配合，将铜冷却壁本体1安装在高炉的炉壳的内表面上。

上述铜冷却壁本体1由整体锻压铜板或轧制铜板制成。采用轧制或整体锻压的纯铜板为原料，经过机械加工（如钻孔）在其上面形成冷却水通道。这种铜冷却壁避免了铸造冷却壁的铸造缺陷，具有铜含量高，导热性能好，晶粒细化，致密度高，机械性能好等优点。

上述铜冷却壁本体1的内表面上设有多个横向燕尾槽5。燕尾槽5一方面可以起到在铜冷却壁热面形成稳定的渣皮，降低铜冷却壁热面工作温度，保护炉衬的作用，又可增加铜冷却壁本体1的换热面积。

上述铜冷却壁本体1中设有多个上下走向的冷却水通道6，各冷却水通道6自左至右依次排列，每个冷却水通道6的上端开口、下端开口分别连接有进出水管7。上侧各进出水管7与相应冷却水通道6的上端开口连通，下侧各进出水管7与相应冷却水通道6的下端开口连通，冷却水通道6通入冷却水后（可以上端进水、下端出水，或下端进水、上端出水），可带走铜冷却壁本体1上的热量，对铜冷却壁本体1进行冷却。

如图5所示，上述冷却水通道6的截面形状为圆形，或者是由多个依次相交的圆形成的复合形状。

如图6所示，上述铜冷却壁本体1的两侧分别设有纵向钢结构件8，铜冷却壁本体1的外表面上设有多个横向钢结构件9，各横向钢结构件9两端分别与两纵向钢结构件8连接。钢结构件起进一步加固作用，增强防变形的效果，钢结构件的大小及数量根据铜冷却壁的外形尺寸大小而定。

上述铜冷却壁本体1的内表面为其工作时朝向高炉炉体内部的一面，也称为热面；铜冷却壁本体1的外表面为其工作时背向高炉炉体内部的一面，也称为冷面。在铜冷却壁本体1的外表面（即冷面）上设置应力槽2，从而能够有效化解铜冷却壁工作时铜冷却壁本体1上的负载，消除因不同部位冷却不均匀而产生的热应力，减小变形，延长铜冷却壁的使用寿命；而且，由于应力槽2设于铜冷却壁本体1的冷面上，在高炉内实际使用过程中应力槽2不会受到渣皮或炉渣的影响，从而能够长久保持消除热应力的能力。此外通过设置应力槽2，还能减轻铜冷却壁的重量，降低铜冷却壁的成本。各冷却水通道6两端的进出水管7分别与该冷却水通道6两端连通，冷却水通道6通入冷却水后可带走铜冷却壁本体1上的热量，对铜冷却壁本体1进行冷却。

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)

1.一种铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一个冷却水通道，各冷却水通道两端分别连接有进出水管，进出水管安装在铜冷却壁本体的外表面上，其特征在于：所述铜冷却壁本体的外表面上设有应力槽。

2.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述应力槽为纵向应力槽、横向应力槽或斜向应力槽，或者是由纵向应力槽和横向应力槽组合形成的复合型应力槽。

3.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述应力槽的截面形状为长方形、梯形或半圆形，或者是由长方形、梯形和半圆形中的两种以上组合形成的复合形状。

4.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述铜冷却壁本体的外表面上设有多个固定螺栓孔和至少一个定位销孔。

5.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述铜冷却壁本体由整体锻压铜板或轧制铜板制成。

6.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述铜冷却壁本体的内表面上设有多个横向燕尾槽。

7.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述铜冷却壁本体中设有多个上下走向的冷却水通道，各冷却水通道自左至右依次排列，每个冷却水通道的上端开口、下端开口分别连接有进出水管。

8.如权利要求1或7所述的铜冷却壁，其特征是：所述冷却水通道的截面形状为圆形，或者是由多个依次相交的圆形成的复合形状。

9.如权利要求1所述的铜冷却壁，其特征是：所述铜冷却壁本体的两侧分别设有纵向钢结构件，铜冷却壁本体的外表面上设有多个横向钢结构件，各横向钢结构件两端分别与两纵向钢结构件连接。