CN214270934U - 一种强化铜冷却壁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一条冷却通道，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有至少一个条形孔，条形孔中设有高强度金属棒或高强度金属管。这种强化铜冷却壁可以在提高铜冷却壁整体强度的同时减小铜冷却壁的厚度，降低铜冷却壁的铜材消耗，既能有效延长铜冷却壁的使用寿命，又能降低铜冷却壁造价。

Description

一种强化铜冷却壁

技术领域

本实用新型涉及炼铁高炉的炉体冷却设备，具体涉及一种强化铜冷却壁。

背景技术

在现有高炉中，铜冷却壁由于其优良的导热性，被广泛应用在高炉的炉身下部、炉腰和炉腹等炉况条件比较恶劣的区域，以加强炉体的防护并延长炉体的使用寿命，为高炉长寿起到重要作用。虽然铜冷却壁作为一种先进的高炉炉体冷却设备，代表着高炉长寿的发展方向已是行业的共识，但由于铜冷却壁的本体为纯铜，成本较高，因此，为降低成本，近年来铜冷却壁正逐步趋向薄型设计，铜冷却壁本体厚度也从早期的140～150mm，被逐步优化设计到105～115mm。在正常设计、安装和使用下，厚度较薄的铜冷却壁的变形情况较小，不影响使用，但在高炉炉况长期波动大（如铜冷却壁热面渣皮长期频繁脱落）、部分炉体和铜壁的设计和安装不合理的情况下（如铜冷却壁固定螺栓位置设计不合理、铜冷却壁的长度超长（比如3.5米以上）、铜冷却壁安装需要的炉壳开孔太小或者安装时没有校准位置导致在使用过程中没有足够的热胀空间（甚至炉壳开孔被耐火材料堵死）、镶砖厚度超大（例如200mm甚至300mm以上）等），纯铜材质较软的性质就容易导致铜冷却壁在长期使用过程中出现较大的累积变形，从而出现影响高炉气流顺行、加大铜冷却壁热面磨损和焊缝受到更大应力等现象，影响铜冷却壁的使用寿命，不利于高炉长寿。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是采用一种强化铜冷却壁，这种强化铜冷却壁可以在提高铜冷却壁整体强度的同时减小铜冷却壁的厚度，降低铜冷却壁的铜材消耗，既能有效延长铜冷却壁的使用寿命，又能降低铜冷却壁造价。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一条冷却通道，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有至少一个条形孔，条形孔中设有高强度金属棒或高强度金属管。

上述铜冷却壁本体朝向高炉炉腔的一面为热面，背向高炉炉腔的一面为冷面。

上述强化铜冷却壁通过设置条形孔并在其中设置高强度金属棒或高强度金属管，通过设置高强度金属棒或高强度金属管，对材质较软的铜冷却壁起到支撑的作用，从而大幅提高铜冷却壁的整体强度，因此可以减小铜冷却壁本体的整体厚度。同时，铜冷却壁的冷却通道保持在铜冷却壁本体里面，充分利用铜材的高导热性能，确保其冷却通道换热效果等同传统的全铜冷却壁。

上述冷却通道、条形孔、高强度金属棒和高强度金属管的截面均可以为圆孔、扁孔、椭圆孔、方孔或复合孔等。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成（通常，复合孔中各圆孔相互平行），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，高强度金属棒、高强度金属管的截面形状及尺寸与对应的条形孔相匹配。高强度金属棒、高强度金属管的外侧面与对应的条形孔的内壁紧密接触。将高强度金属棒、高强度金属管安装到条形孔中后，可通过焊接进一步将高强度金属棒、高强度金属管的位置固定。

优选方案中，所述铜冷却壁本体中设有多个条形孔。各个条形孔可以全部安装高强度金属棒；也可以全部安装高强度金属管；还可以一部分条形孔安装高强度金属棒，其余条形孔安装高强度金属管。

进一步的优选方案中，所述铜冷却壁本体中设有多条冷却通道和多个条形孔，这多条冷却通道均为直线形冷却通道，冷却通道的两端分别连接有进出水管，进出水管固定安装在铜冷却壁本体的冷面上；所述条形孔为直线形条形孔，条形孔与冷却通道相互错开。通常，各条冷却通道互不连通。一个冷却通道和两端的进出水管组成一个冷却水路，这样，冷却壁具有并排的多组冷却水路。工作时，冷却流体从一端的进出水管进入到冷却通道内，冷却流体流经冷却通道后从另一端的进出水管流出，能够有效带走铜冷却壁本体上的热量。上述冷却通道可采用钻孔或其他机械加工在铜冷却壁本体上去除材料的方式得到（钻孔后其端部用端部堵头进行焊接封堵，并在冷面上相应的位置加工用于与进出水管连接的通孔）。上述冷却通道可以沿铜冷却壁的高度方向设置，也可以沿铜冷却壁的宽度方向设置，也可以斜向设置。冷却通道可以相互平行，也可以不相互平行（例如相邻两个冷却通道之间成一夹角）。当冷却通道采用斜向设置时，条形孔也可以对应采用斜向设置。上述条形孔和冷却通道交替排列，使得条形孔和冷却通道相互错开，由于条形孔和冷却通道在铜冷却壁本体上相互错开，因此可在铜冷却壁本体上不同的部位分别钻孔形成条形孔和冷却通道，有利于减小铜冷却壁本体的整体厚度，节省铜材消耗，降低冷却壁产品的整体造价。

优选方案中，所述高强度金属棒和高强度金属管的材质为钢、铁或铝合金。高强度金属棒和高强度金属管也可以采用其他机械强度较高的金属或合金材料制成。

优选方案中，所述铜冷却壁本体的热面上设有至少一条热面条形凹槽。热面条形凹槽中可安装有耐火砖、热面加强金属条或钢砖。上述热面条形凹槽可以是燕尾槽（横截面呈梯形，且槽口宽度小于槽底宽度）或方槽（横截面呈矩形），也可以是横截面为其他形状的条形凹槽，优选燕尾槽。

进一步的优选方案中，所述热面条形凹槽的数量为多条。

上述铜冷却壁本体可以是直板，也可以是弧形板，相应的，铜冷却壁本体的热面是平面或弧面。

上述铜冷却壁本体的材料可以是纯铜或铜合金。铜冷却壁本体通常采用锻压或轧制等热变形加工的铜板制成。

本实用新型的有益效果在于：这种强化铜冷却壁可以在提高铜冷却壁整体强度的同时减小铜冷却壁的厚度，降低铜冷却壁的铜材消耗，既能有效延长铜冷却壁的使用寿命，又能降低铜冷却壁造价。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中强化铜冷却壁的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中铜冷却壁本体的剖视图；

图3为本实用新型实施例2中高强度金属管的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步描述：

实施例1

如图1-2所示的一种强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体1，铜冷却壁本体1中设有多条冷却通道101、多条热面条形凹槽102和多个条形孔103，条形孔103中设有高强度金属棒1031。

上述铜冷却壁本体1朝向高炉炉腔的一面为热面，背向高炉炉腔的一面为冷面。

上述强化铜冷却壁通过设置条形孔103并在其中设置高强度金属棒1031，通过设置高强度金属棒1031，对材质较软的铜冷却壁起到支撑的作用，从而大幅提高铜冷却壁的整体强度，因此可以减小铜冷却壁本体1的整体厚度。同时，铜冷却壁的冷却通道101保持在铜冷却壁本体1里面，充分利用铜材的高导热性能，确保其冷却通道101换热效果等同传统的全铜冷却壁。

上述条形孔103、高强度金属棒1031的截面均为圆孔，冷却通道101的截面为复合孔。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成（通常，复合孔中各圆孔相互平行），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。

高强度金属棒1031的截面形状及尺寸与对应的条形孔103相匹配。高强度金属棒1031的外侧面与对应的条形孔103的内壁紧密接触。将高强度金属棒1031安装到条形孔103中后，可通过焊接进一步将高强度金属棒1031的位置固定。

各条冷却通道101均为直线形冷却通道101，冷却通道101的两端分别连接有进出水管2，进出水管2固定安装在铜冷却壁本体1的冷面上；条形孔103为直线形条形孔103，条形孔103与冷却通道101相互错开。通常，各条冷却通道101互不连通。一个冷却通道101和两端的进出水管2组成一个冷却水路，这样，冷却壁具有并排的多组冷却水路。工作时，冷却流体从一端的进出水管2进入到冷却通道101内，冷却流体流经冷却通道101后从另一端的进出水管2流出，能够有效带走铜冷却壁本体1上的热量。上述冷却通道101可采用钻孔或其他机械加工在铜冷却壁本体1上去除材料的方式得到（钻孔后其端部用端部堵头进行焊接封堵，并在冷面上相应的位置加工用于与进出水管2连接的通孔）。上述冷却通道101沿铜冷却壁的高度方向设置。上述条形孔103和冷却通道101交替排列，使得条形孔103和冷却通道101相互错开，由于条形孔103和冷却通道101在铜冷却壁本体1上相互错开，因此可在铜冷却壁本体1上不同的部位分别钻孔形成条形孔103和冷却通道101，有利于减小铜冷却壁本体1的整体厚度，节省铜材消耗，降低冷却壁产品的整体造价。

高强度金属棒1031的材质为钢。

上述热面条形凹槽102是方槽（横截面呈矩形）。

上述铜冷却壁本体1是直板。

上述铜冷却壁本体1的材料是纯铜。铜冷却壁本体1采用锻压或轧制等热变形加工的铜板制成。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：如图3所示，条形孔中设有高强度金属管1031’。

Claims (5)

1.一种强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体中设有至少一条冷却通道，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有至少一个条形孔，条形孔中设有高强度金属棒或高强度金属管；高强度金属棒和高强度金属管的材质为钢或铝合金。

2.如权利要求1所述的一种强化铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有多个条形孔。

3.如权利要求1所述的一种强化铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有多条冷却通道和多个条形孔，这多条冷却通道均为直线形冷却通道，冷却通道的两端分别连接有进出水管，进出水管固定安装在铜冷却壁本体的冷面上；所述条形孔为直线形条形孔，条形孔与冷却通道相互错开。

4.如权利要求1所述的一种强化铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体的热面上设有至少一条热面条形凹槽。

5.如权利要求4所述的一种强化铜冷却壁，其特征在于：所述热面条形凹槽的数量为多条。

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