CN210974741U - 一种高炉风口套 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高炉风口套，包括高炉风口套本体，高炉风口套本体由经锻造或旋压所形成的前小后大的空心锥台构成，空心锥台的壁体内具有通过钻孔形成的至少一个冷却水道单元。这种高炉风口套能够避免材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，提高风口套的耐磨性能、导热性能和换热性能，并且能够避免高炉风口套前端因存在焊缝而容易被烧损的情形，从而有效提高高炉风口套的质量，延长高炉风口套的使用寿命。

Description

一种高炉风口套

技术领域

本实用新型涉及高温冶炼炉领域，特别涉及一种高炉风口套。

背景技术

高炉风口套是高炉送风的关键部件，其主要作用就是将热风炉生产的1100-1300℃左右的热风直接打入高炉炉膛中形成合理气流分布，强化焦炭燃烧，加快炼铁过程的炉料融化。高炉风口套的工作环境极为恶劣，特别是风口小套，不仅要承受高温热风和煤粉的冲刷，还要承受高炉炉内2000℃高温辐射、热对流冲击以及渣铁或液态金属氧化物的侵蚀，高炉风口套的正常使用寿命较短，通常3-9个月就需要更换，遇到炉况不好时使用时间更短。高炉风口套烧损之后，需要休风停炉进行更换，会直接影响高炉正常生产，因此，风口套的质量对提高高炉的炼铁质量和产量，有着重大的意义。

目前，高炉风口套主要由具有良好导热性能的铜材制成，一般分为整体铸造式风口套和分体焊接式风口套。

如图10-11所示，整体铸造式风口套通常采用砂型铸造而成，为空腔式结构，部分风口套会采取预埋隔板形式进行铸造，以便形成简易水路。这种整体铸造式风口套具有结构简单、无焊缝、制造方便、材料利用率高、价格便宜的优点，但却存在材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，以及耐磨性能、导热性能和换热性能差的缺点，不利于高炉风口套的长寿。

如图12-13所示，分体焊接式风口套为旋流式结构，通常包括法兰、风口套主体和导流器，将法兰、风口套主体和导流器相互装配后焊接而成，形成一进一出或多进多出的冷却水道，水路较为复杂。这种分体焊接式风口套具有材质致密性能、耐磨性能、导热性能、换热性能强的优点，但却存在结构复杂、焊缝多、制造困难、生产成本高的缺点。现有的分体焊接式风口套的前端位置（靠近高炉中心区域）不可避免的存在至少一条环形焊缝，由于工况的极度恶劣，当环形焊缝质量较差且炉况波动较大时，前端的环形焊缝容易被烧损，导致风口套失效，影响高炉正常生产。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种高炉风口套，这种高炉风口套能够避免材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，提高风口套的耐磨性能、导热性能和换热性能，并且能够避免高炉风口套前端因存在焊缝而容易被烧损的情形，从而有效提高高炉风口套的质量，延长高炉风口套的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高炉风口套，包括高炉风口套本体，其特征在于：所述高炉风口套本体由经锻造或旋压所形成的前小后大的空心锥台构成，空心锥台的壁体内具有通过钻孔形成的至少一个冷却水道单元。

通常，上述高炉风口套本体的材质为铜或铜合金。

上述高炉风口套可以作为风口小套或者风口中套。

这种高炉风口套先是由铸造形成整体式空心毛坯，然后采用锻造或旋压的加工方式对空心毛坯进行热变形，形成材质致密的空心锥台，避免存在材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，有效提高高炉风口套的耐磨性能、导热性能和换热性能，并且通过钻孔的加工方式在高炉风口套本体的壁体内形成至少一个冷却水道单元（这些冷却水道单元用于形成冷却水道），不会产生环形焊缝，避免了高炉风口套前端因存在环形焊缝存在而容易被烧损的可能，从而有效提高高炉风口套的质量，延长高炉风口套的使用寿命。可采用铜或铜合金材料直接铸造形成上述空心毛坯；也可先采用铜或铜合金材料铸造形成铜锭（即实心毛坯），然后采用钻孔的加工方式去除铜锭中间部位的材料，形成上述空心毛坯。

作为本实用新型的优选方案，所述高炉风口套本体包括法兰和风口套主体，法兰与风口套主体的后端一体连接。为了使高炉风口套本体具有所需的形状及尺寸，可通过外形加工，去除空心锥台的加工余量，将空心锥台的前部加工制成为风口套主体，将空心锥台的后部加工制成为法兰，形成高炉风口套本体。铸造的时候，空心毛坯的厚度比较大，经过锻造或旋压的加工方式得到的空心锥台仍具有较大的厚度，通过外形加工（可采用车削等方式进行外形加工），去除空心锥台的加工余量（例如空心锥台外侧壁的加工余量），形成法兰和风口套主体，使法兰和风口套主体具有所需的形状及尺寸。

作为本实用新型的优选方案，所述高炉风口套本体的壁体内设有多个冷却水道单元，各冷却水道单元沿高炉风口套本体的周向依次排列；冷却水道单元呈V形，各V形冷却水道单元均由两条前端交叉的直线形通道段组成；各V形冷却水道单元两端均开口于所述高炉风口套本体的后端面上（即直线形通道段后端均开口于所述高炉风口套本体的后端面上）。上述直线形通道段采用钻孔或其他机械加工方式在空心锥台的壁体内（偏移空心锥台的母线一定角度的位置处）自后至前去除材料得到的，每两条相邻的直线形通道段的前端交叉形成V形冷却水道单元。这种方式省去横向水道的设置，消除纵向水道和横向水道之间的连接堵头，使得冷却水道的加工更加方便。

通常，上述高炉风口套中，根据冷却水道设计要求，将V形冷却水道单元连通形成冷却水道；在高炉风口套本体的后端面（法兰的后端面）上进行钻孔加工得到进水孔和出水孔，进水孔与对应的冷却水道的进水端连通，出水孔与对应的冷却水道的出水端连通；并在各进水孔上安装进水管，在各出水孔上安装出水管。

作为本实用新型进一步的优选方案，每个所述V形冷却水道单元各自构成一个冷却水道，每个V形冷却水道单元两端开口分别作为进水孔、出水孔。这样，构成多进多出的多水道结构。

作为本实用新型更进一步的优选方案，所述各V形冷却水道单元依次首尾连通，形成一个冷却水道；所述法兰的后端面上设有多个通水槽，通水槽的槽口开口于法兰的后端面上，前一V形冷却水道单元尾端的开口通过通水槽与相邻的后一V形冷却水道单元首端的开口连通；各通水槽的槽口分别安装有通水槽盖板，通水槽盖板盖合并焊接在通水槽的槽口上；首个V形冷却水道单元首端的开口与末尾V形冷却水道单元尾端的开口分别作为进水孔、出水孔。为了使法兰的后端面上相邻两个V形冷却水道单元相邻的开口连通，可采用钻、镗、铣等机械加工方式，在法兰的后端面上加工出多个通水槽，这些V形冷却水道单元通过通水槽依次首尾连通（相邻两V形冷却水道单元中，一V形冷却水道单元尾端开口通过通水槽与另一V形冷却水道单元首端开口连通），再利用多个通水槽盖板盖合并焊接在对应通水槽的槽口上。通过这种设置，所有V形冷却水道单元依次串联在一起，再加上首个V形冷却水道单元首端的开口与末尾V形冷却水道单元尾端的开口均开口于高炉风口套本体的后端面上，使得高炉风口套本体的壁体内形成一条一进一出蜿蜒曲折的冷却水道。

作为本实用新型更进一步的优选方案，所述法兰的后端面上设有多个通水槽，通水槽的槽口开口于法兰的后端面上，各通水槽的槽口分别安装有通水槽盖板，通水槽盖板盖合并焊接在通水槽的槽口上；每相邻两个V形冷却水道单元相邻端的开口分别通过一通水槽连通；一个通水槽盖板上设有进水孔，另一个通水槽盖板上设有出水孔。通过这种设置，所有V形冷却水道单元依次串联成环路，在其中一个通水槽盖板上加工进水孔，另一个通水槽盖板上加工出水孔，使得高炉风口套本体的壁体内形成两条蜿蜒曲折的冷却水道，这两条冷却水道共用一对进水孔、出水孔。

作为本实用新型再更进一步的优选方案，所述风口套主体的壁体内设有两条冷却水道，两条冷却水道互不连通。其中，第一组的首个V形冷却水道单元首端的出口与末尾V形冷却水道单元尾端的出口均开口于法兰的后端面上，其它相邻两个V形冷却水道单元的出口均通过通水槽依次首尾连通，并利用多个通水槽盖板盖合并焊接在对应通水槽的槽口上；第二组的首个V形冷却水道单元首端的出口与末尾V形冷却水道单元尾端的出口均开口于法兰的后端面上，其它相邻两个V形冷却水道单元的出口均通过通水槽依次首尾连通，并利用多个通水槽盖板盖合并焊接在对应通水槽的槽口上。上述一部分V形冷却水道单元依次串联形成一个冷却水道，其余V形冷却水道单元依次串联形成另一个冷却水道，使得风口套主体的壁体内形成两条两进两出蜿蜒曲折的冷却水道。

上述V形冷却水道单元的横截面形状可以是圆孔、扁孔、椭圆孔或复合孔。上述圆孔、扁孔、椭圆孔或复合孔都是以钻孔或其他机械加工方式形成的。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成，复合孔中相邻两圆孔所在的圆相交，相邻两圆孔的圆心距小于两圆孔的半径之和。通常，复合孔中各圆孔相互平行。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

这种高炉风口套能够避免材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，提高风口套的耐磨性能、导热性能和换热性能，并且能够避免高炉风口套前端因存在焊缝而容易被烧损的情形，从而有效提高高炉风口套的质量，延长高炉风口套的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中空心毛坯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中空心锥台的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中V形冷却水道的结构示意图；

图5是本实用新型实施例1中各V形冷却水道串联的结构示意图；

图6是本实用新型实施例1中冷却水道的水路展开图；

图7是本实用新型实施例2的结构示意图；

图8是本实用新型实施例3的结构示意图；

图9是本实用新型实施例4的结构示意图；

图10是本实用新型背景技术中整体铸造式风口的结构示意图；

图11是本实用新型背景技术中整体铸造式风口的水路展开图；

图12是本实用新型背景技术中分体焊接式风口的结构示意图；

图13是本实用新型背景技术中分体焊接式风口的水路展开图。

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1-6所示，本实施例中的高炉风口套，包括高炉风口套本体1，高炉风口套本体1由经锻造或旋压所形成的前小后大的空心锥台2构成，空心锥台2的壁体内具有通过钻孔形成多个冷却水道单元3。高炉风口套本体1包括法兰11和风口套主体12，法兰11与风口套主体12的后端一体连接。为了使高炉风口套本体1具有所需的形状及尺寸，可通过外形加工，去除空心锥台2的加工余量，将空心锥台2的前部加工制成为风口套主体12，将空心锥台2的后部加工制成为法兰11，形成高炉风口套本体1。铸造的时候，空心毛坯的厚度比较大，经过锻造或旋压的加工方式得到的空心锥台2仍具有较大的厚度，通过外形加工（可采用车削等方式进行外形加工），去除空心锥台2的加工余量（例如空心锥台2外侧壁的加工余量），形成法兰11和风口套主体12，使法兰11和风口套主体12具有所需的形状及尺寸。

上述各个冷却水道单元3设置在高炉风口套本体1的壁体内，各冷却水道单元3沿高炉风口套本体1的周向依次排列；冷却水道单元3呈V形，各V形冷却水道单元3均由两条前端交叉的直线形通道段31组成；各V形冷却水道单元3两端均开口于高炉风口套本体1的后端面上（即直线形通道段31后端均开口于高炉风口套本体1的后端面上）。上述直线形通道段31采用钻孔或其他机械加工方式在空心锥台2的壁体内（偏移空心锥台2的母线一定角度的位置处）自后至前去除材料得到的，每两条相邻的直线形通道段31的前端交叉形成V形冷却水道单元3。这种方式省去横向水道的设置，消除纵向水道和横向水道之间的连接堵头，使得冷却水道的加工更加方便。上述V形冷却水道单元3的横截面形状为圆孔。上述圆孔是以钻孔或其他机械加工方式形成的。

通常，上述高炉风口套中，根据冷却水道设计要求，将V形冷却水道单元3连通形成冷却水道4；在高炉风口套本体1的后端面（法兰11的后端面）上进行钻孔加工得到进水孔13和出水孔14，进水孔13与对应的冷却水道4的进水端连通，出水孔14与对应的冷却水道4的出水端连通；并在各进水孔13上安装进水管5，在各出水孔14上安装出水管6。

上述每个V形冷却水道单元3各自构成一个冷却水道4，每个V形冷却水道单元3两端开口分别作为进水孔13、出水孔14。这样，构成多进多出的多水道结构。

通常，上述高炉风口套本体1的材质为铜或铜合金。

上述高炉风口套可以作为风口小套或者风口中套。

上述空心锥台2为空心圆台。

这种高炉风口套先是由铸造形成整体式空心毛坯；然后采用锻造或旋压的加工方式对空心毛坯进行热变形，形成材质致密的空心锥台2，避免存在材质疏松、夹杂和气孔的铸造缺陷，有效提高高炉风口套的耐磨性能、导热性能和换热性能，并且通过钻孔的加工方式在高炉风口套本体1的壁体内形成多个冷却水道单元3（这些冷却水道单元3用于形成冷却水道4），不会产生环形焊缝，避免了高炉风口套前端因存在环形焊缝存在而容易被烧损的可能，从而有效提高高炉风口套的质量，延长高炉风口套的使用寿命。可采用铜或铜合金材料直接铸造形成上述空心毛坯；也可先采用铜或铜合金材料铸造形成铜锭（即实心毛坯），然后采用钻孔的加工方式去除铜锭中间部位的材料，形成上述空心毛坯。

实施例2

如图7所示，本实施例中的高炉风口套与实施例1的区别在于：

各V形冷却水道单元3依次首尾连通，形成一个冷却水道4；法兰11的后端面上设有多个通水槽111，通水槽111的槽口开口于法兰11的后端面上，前一V形冷却水道单元3尾端的开口通过通水槽111与相邻的后一V形冷却水道单元3首端的开口连通；各通水槽111的槽口分别安装有通水槽盖板7，通水槽盖板7盖合并焊接在通水槽111的槽口上；首个V形冷却水道单元3首端的开口与末尾V形冷却水道单元3尾端的开口分别作为进水孔13、出水孔14。为了使法兰11的后端面上相邻两个V形冷却水道单元3相邻的开口连通，可采用钻、镗、铣等机械加工方式，在法兰11的后端面上加工出多个通水槽111，这些V形冷却水道单元3通过通水槽111依次首尾连通（相邻两V形冷却水道单元3中，一V形冷却水道单元3尾端开口通过通水槽111与另一V形冷却水道单元3首端开口连通），再利用多个通水槽盖板7盖合并焊接在对应通水槽111的槽口上。通过这种设置，所有V形冷却水道单元3依次串联在一起，再加上首个V形冷却水道单元3首端的开口与末尾V形冷却水道单元3尾端的开口均开口于高炉风口套本体1的后端面上，使得高炉风口套本体1的壁体内形成一条一进一出蜿蜒曲折的冷却水道4。

实施例3

如图8所示，本实施例中的高炉风口套与实施例1的区别在于：

法兰11的后端面上设有多个通水槽111，通水槽111的槽口开口于法兰11的后端面上，各通水槽111的槽口分别安装有通水槽盖板7，通水槽盖板7盖合并焊接在通水槽111的槽口上；每相邻两个V形冷却水道单元3相邻端的开口分别通过一通水槽111连通；一个通水槽盖板7上设有进水孔，另一个通水槽盖板7上设有出水孔。通过这种设置，所有V形冷却水道单元3依次串联成环路，在其中一个通水槽盖板7上加工进水孔13，另一个通水槽盖板7上加工出水孔14，使得高炉风口套本体1的壁体内形成两条蜿蜒曲折的冷却水道4，这两条冷却水道4共用一对进水孔13、出水孔14。

实施例4

如图9所示，本实施例中的高炉风口套与实施例1的区别在于：

风口套主体12的壁体内设有两条冷却水道4，两条冷却水道4互不连通。其中，第一组的首个V形冷却水道单元3首端的出口与末尾V形冷却水道单元3尾端的出口均开口于法兰11的后端面上，其它相邻两个V形冷却水道单元3的出口均通过通水槽111依次首尾连通，并利用多个通水槽盖板7盖合并焊接在对应通水槽111的槽口上；第二组的首个V形冷却水道单元3首端的出口与末尾V形冷却水道单元3尾端的出口均开口于法兰11的后端面上，其它相邻两个V形冷却水道单元3的出口均通过通水槽111依次首尾连通，并利用多个通水槽盖板7盖合并焊接在对应通水槽111的槽口上。上述一部分V形冷却水道单元3依次串联形成一个冷却水道4，其余V形冷却水道单元3依次串联形成另一个冷却水道4，使得风口套主体12的壁体内形成两条两进两出蜿蜒曲折的冷却水道4。

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 (7)

1.一种高炉风口套，包括高炉风口套本体，其特征在于：所述高炉风口套本体由经锻造或旋压所形成的前小后大的空心锥台构成，空心锥台的壁体内具有通过钻孔形成的至少一个冷却水道单元。

2.如权利要求1所述的高炉风口套，其特征在于：所述高炉风口套本体包括法兰和风口套主体，法兰与风口套主体的后端一体连接。

3.如权利要求2所述的高炉风口套，其特征在于：所述高炉风口套本体的壁体内设有多个冷却水道单元，各冷却水道单元沿高炉风口套本体的周向依次排列；冷却水道单元呈V形，各V形冷却水道单元均由两条前端交叉的直线形通道段组成；各V形冷却水道单元两端均开口于所述高炉风口套本体的后端面上。

4.如权利要求3所述的高炉风口套，其特征在于：每个所述V形冷却水道单元各自构成一个冷却水道，每个V形冷却水道单元两端开口分别作为进水孔、出水孔。

5.如权利要求3所述的高炉风口套，其特征在于：所述各V形冷却水道单元依次首尾连通，形成一个冷却水道；所述法兰的后端面上设有多个通水槽，通水槽的槽口开口于法兰的后端面上，前一V形冷却水道单元尾端的开口通过通水槽与相邻的后一V形冷却水道单元首端的开口连通；各通水槽的槽口分别安装有通水槽盖板，通水槽盖板盖合并焊接在通水槽的槽口上；首个V形冷却水道单元首端的开口与末尾V形冷却水道单元尾端的开口分别作为进水孔、出水孔。

6.如权利要求3所述的高炉风口套，其特征在于：所述法兰的后端面上设有多个通水槽，通水槽的槽口开口于法兰的后端面上，各通水槽的槽口分别安装有通水槽盖板，通水槽盖板盖合并焊接在通水槽的槽口上；每相邻两个V形冷却水道单元相邻端的开口分别通过一通水槽连通；一个通水槽盖板上设有进水孔，另一个通水槽盖板上设有出水孔。

7.如权利要求3所述的高炉风口套，其特征在于：所述风口套主体的壁体内设有两条冷却水道，两条冷却水道互不连通。

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