CN215560403U - 一种高炉冷却系统及高炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高炉冷却系统，涉及高炉冷却技术领域，解决了相关技术中高炉炉底冷却水管由于等间距直排分布而存在资源浪费、冷却强度无法分区调控的技术问题。本系统包括外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层，外圈冷却层布置于炉缸与炉底的接触处，外圈冷却层的冷却水管和中圈冷却层的冷却水管均呈圆环状管线布置，圆环状管线均绕炉缸的中心设置，中圈冷却层设置于外圈冷却层的包围区域中，中圈冷却层包围炉缸的中心区域设置，内圈冷却层穿过中心区域设置。根据炉缸内热流强度径向变化曲线，通过本系统便于对炉缸内不同径向位置提供不同的冷却水流量，提供适合的冷却强度，既利于资源利用，还可以调控炉缸内各区的温度，满足工艺需求。

Description

一种高炉冷却系统及高炉装置

技术领域

本实用新型涉及高炉冷却技术领域，尤其涉及一种高炉冷却系统及高炉装置。

背景技术

高炉炉底是高炉的关键部位，与高炉炉缸组合在一起，主要用于储存温度约为1400℃～1600℃的熔铁和熔渣以及密封高温高压煤气。为了高炉炉底安全和长寿，除采用高导热耐火材料外，还需对炉底进行冷却，用水冷却是最普遍和高效的方式。

现有炉底水冷一般采用等间距直排水管的布置，如附图1所示，水管进出水控制采取水管一头进水、另一头出水的方式，这种冷却水管布置决定了炉底各处的冷却强度基本相同；调节水量时，也是同增同减；具体调节受炉底和炉缸的最高温度限制，整体而言实际流量偏大，造成资源浪费，以及无法实现分区调控冷却强度。

实用新型内容

本申请提供一种高炉冷却系统，解决了相关技术中高炉炉底由于冷却水管等间距直排分布而存在资源浪费、冷却强度无法分区调控的技术问题。

本申请提供一种高炉冷却系统，涉及炉缸和炉底，高炉冷却系统包括外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层，外圈冷却层布置于炉缸与炉底的接触处，外圈冷却层的冷却水管和中圈冷却层的冷却水管均呈圆环状管线布置，圆环状管线均绕炉缸的中心设置，中圈冷却层设置于外圈冷却层的包围区域中，中圈冷却层包围炉缸的中心区域设置，内圈冷却层穿过中心区域设置。

可选地，内圈冷却层、中圈冷却层和外圈冷却层的冷却水管的进口与出口均设置于炉缸直径一侧。

可选地，中圈冷却层和外圈冷却层的进口均设置于炉缸直径一侧，中圈冷却层和外圈冷却层的出口均设置于炉缸直径另一侧。

可选地，内圈冷却层的冷却水管呈蛇形管状管线设置，内圈冷却层包括多个呈U形布置的冷却水管并排设置，U形布置的冷却水管的弯曲部布置于中圈冷却层的围合区域中。

可选地，外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层均具有相同大小的相邻冷却水管间距。

可选地，外圈冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为炉缸半径。

可选地，炉缸半径小于等于5m时，中圈冷却层呈单层设置。

可选地，炉缸半径大于5m时，中圈冷却层包括中圈第一冷却层和中圈第二冷却层，外圈冷却层包围中圈第一冷却层设置，中圈第一冷却层包围中圈第二冷却层设置，中圈第二冷却层包括炉缸的中心区域设置。

可选地，炉缸半径大于5m时，中圈第一冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为炉缸半径减去3m，中圈第二冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为2m。

一种高炉装置，包括上述的高炉冷却系统。

本申请有益效果如下：本申请提供一种高炉冷却系统，将炉底冷却划分成外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层，其中外圈冷却层布置于炉缸与炉底的接触处，亦即是炉缸碳砖的分布区域，再依据炉缸内的热流强度径向变化曲线，于外圈冷却层内划分为中圈冷却层和内圈冷却层，其中中圈冷却层对应着炉缸内温度最高区域范畴，内圈冷却层对炉缸的中心区域进行水冷，其中外圈冷却层的冷却水管和中圈冷却层的冷却水管均呈圆环状管线布置，根据炉缸内热流强度径向变化曲线，通过本系统便于对炉缸内不同径向位置提供不同的冷却水流量，亦即提供适合的冷却强度，既利于资源利用，还可以调控炉缸内各区的温度，从而满足工艺需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。

图1为现有技术炉底水冷呈等间距直排水管设置的示意图；

图2为本申请提供的高炉冷却系统的整体示意图；

图3为图2中略去部分冷却水管的示意图；

图4为图3中A处的局部放大图。

附图说明：100-外圈冷却层，200-中圈冷却层，210-中圈第一冷却层，220-中圈第二冷却层，300-内圈冷却层，400-冷却水管，410-进口，420-出口。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种高炉冷却系统，解决了相关技术中高炉炉底由于冷却水管等间距直排分布而存在资源浪费、冷却强度无法分区调控的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种高炉冷却系统，涉及炉缸和炉底，高炉冷却系统包括外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层，外圈冷却层布置于炉缸与炉底的接触处，外圈冷却层的冷却水管和中圈冷却层的冷却水管均呈圆环状管线布置，圆环状管线均绕炉缸的中心设置，中圈冷却层设置于外圈冷却层的包围区域中，中圈冷却层包围炉缸的中心区域设置，内圈冷却层穿过中心区域设置。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

请参照图2至图4，本实施例提供一种高炉冷却系统，涉及炉缸和炉底，高炉冷却系统包括外圈冷却层100、中圈冷却层200和内圈冷却层300，外圈冷却层100布置于炉缸与炉底的接触处，外圈冷却层100的冷却水管400和中圈冷却层200的冷却水管400均呈圆环状管线布置，圆环状管线均绕炉缸的中心设置，中圈冷却层200设置于外圈冷却层100的包围区域中，中圈冷却层200包围炉缸的中心区域设置，内圈冷却层300穿过中心区域设置。

其中外圈冷却层100布置于炉缸与炉底的接触处，亦即是炉缸碳砖的分布区域。再依据炉缸内的热流强度径向变化曲线，于外圈冷却层100内划分为中圈冷却层200和内圈冷却层300，其中中圈冷却层200对应着炉缸内温度最高区域范畴，内圈冷却层300对炉缸的中心区域进行水冷。

其中外圈冷却层100的冷却水管400和中圈冷却层200的冷却水管400均呈圆环状管线布置，依据炉缸内热流强度径向变化曲线，本系统采用圆环状管线布置，能够对炉缸内不同径向位置提供不同的冷却水流量，亦即提供适合的冷却强度，既利于资源利用，克服相关技术中由于高炉炉底冷却水管400等间距直排分布而无法避免的实际冷却强度与冷却需求不匹配的缺陷；还可以调控炉缸内各区的温度，从而满足工艺需求。

可选地，内圈冷却层300也可采用圆环状管线布置的冷却水管400。但出于内圈冷却层300位于炉缸的中心区域，圆环状管线在中心区域布置存在安装困难的难点，内圈冷却层300可采用蛇形管，内圈冷却层300的冷却水管400呈蛇形管状管线设置，如图3和图4所示，内圈冷却层300的冷却水管400实质呈多组分布，每组呈U形布置、包括两根冷却水管400以及过渡连接的弯曲部，弯曲部置于中圈冷却层200的围合区域中，多组相互之间并排设置。通过本技术方案，可以将内圈冷却层300所属的冷却水管400的进口410和出口420均设置于炉缸直径同一侧，如图3和图4所示，有利于水泵等布置。

相应地，请结合参照图2和图3，内圈冷却层300和中圈冷却层200冷却水管400的进口410与出口420也均设置于炉缸直径一侧，有利于进水、出水的管道整体布置。

更进一步地，如图2和图3所示，中圈冷却层200和外圈冷却层100的进口410均设置于炉缸直径一侧(图2中所示的左侧)，中圈冷却层200和外圈冷却层100的出口420均设置于炉缸直径另一侧(图2中所示的右侧)，布局结构合理，满足上述高炉冷却系统中的相关设置。

可选地，在高炉冷却系统中，外圈冷却层100、中圈冷却层200和内圈冷却层300均具有相同大小的相邻冷却水管400间距。冷却水管400具体设置过程中，还需考虑冷却水管400的管身占用空间。

可选地，依据外圈冷却层100布置于炉缸与炉底的接触处，外圈冷却层100的冷却水管400的圆环状管线最小半径为炉缸半径。

可选地，在上述高炉冷却系统中，中圈冷却层200可依据炉缸的实际直径，设置成单层或者双层的形式。当炉缸半径小于等于5m时，中圈冷却层200呈单层设置。当炉缸半径大于5m时，呈双层设置。

具体地，中圈冷却层200呈双层设置时，如图2和图3所示，中圈冷却层200包括中圈第一冷却层210和中圈第二冷却层220，外圈冷却层100包围中圈第一冷却层210设置，中圈第一冷却层210包围中圈第二冷却层220设置，中圈第二冷却层220包括炉缸的中心区域设置。

可选地，当炉缸半径大于5m时，中圈第一冷却层210的冷却水管400的圆环状管线最小半径为炉缸半径减去3m，中圈第二冷却层220的冷却水管400的圆环状管线最小半径为2m。

本实施例还提供一种高炉装置，包括上述的高炉冷却系统，其能够对炉缸内不同径向位置提供不同的冷却水流量，提供适合的冷却强度，既利于资源节约，还可以调控炉缸内各区的温度，满足工艺需求。

实施例2

本实施例以5500立高炉为例，据炉缸设计需要，炉缸半径7.75米，炉缸碳砖宽度1.5米(即炉缸炉底接触处半径1.5米)。设定冷却水管400直径0.07米，相邻冷却水管400间距0.21米，则现有炉底冷却水管400需布置冷却水管(7.75+1.5)*2/(0.21+0.07)≈66(根)。

基于实施例1的高炉冷却系统的技术方案，外圈冷却层100需设置冷却水管1.5/(0.21+0.07)≈5(根)。

中圈第一冷却层210需设置冷却水管3.0/(0.21+0.07)≈11(根)。

中圈第二冷却层220需设置冷却水管(7.75-3-2)/(0.21+0.07)≈10(根)

内圈冷却层300需设置蛇形管状冷却水管2/(2*(0.21+0.07))≈4(组，2根为一组)。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高炉冷却系统，其特征在于，涉及炉缸和炉底，所述高炉冷却系统包括外圈冷却层、中圈冷却层和内圈冷却层，所述外圈冷却层布置于所述炉缸与所述炉底的接触处，所述外圈冷却层的冷却水管和所述中圈冷却层的冷却水管均呈圆环状管线布置，所述圆环状管线均绕所述炉缸的中心设置，所述中圈冷却层设置于所述外圈冷却层的包围区域中，所述中圈冷却层包围所述炉缸的中心区域设置，所述内圈冷却层穿过所述中心区域设置。

2.如权利要求1所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述内圈冷却层、所述中圈冷却层和所述外圈冷却层的冷却水管的进口与出口均设置于所述炉缸直径一侧。

3.如权利要求2所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述中圈冷却层和所述外圈冷却层的所述进口均设置于所述炉缸直径一侧，所述中圈冷却层和所述外圈冷却层的所述出口均设置于所述炉缸直径另一侧。

4.如权利要求2所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述内圈冷却层的冷却水管呈蛇形管状管线设置，所述内圈冷却层包括多个呈U形布置的冷却水管并排设置，所述U形布置的冷却水管的弯曲部布置于所述中圈冷却层的围合区域中。

5.如权利要求1所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述外圈冷却层、所述中圈冷却层和所述内圈冷却层均具有相同的相邻冷却水管间距。

6.如权利要求1所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述外圈冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为所述炉缸半径。

7.如权利要求6所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述炉缸半径小于等于5m时，所述中圈冷却层呈单层设置。

8.如权利要求6所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述炉缸半径大于5m时，所述中圈冷却层包括中圈第一冷却层和中圈第二冷却层，所述外圈冷却层包围所述中圈第一冷却层设置，所述中圈第一冷却层包围所述中圈第二冷却层设置，所述中圈第二冷却层包括所述炉缸的所述中心区域设置。

9.如权利要求8所述的高炉冷却系统，其特征在于，所述炉缸半径大于5m时，所述中圈第一冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为所述炉缸半径减去3m，所述中圈第二冷却层的冷却水管的圆环状管线最小半径为2m。

10.一种高炉装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的高炉冷却系统。

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