CN217973264U

CN217973264U - 智能冷却铁水沟结构

Info

Publication number: CN217973264U
Application number: CN202222342443.1U
Authority: CN
Inventors: 丁丰收
Original assignee: Zhengzhou Ruiwo New Material Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Ruiwo New Material Co ltd
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2032-09-05

Abstract

本实用新型公开一种智能冷却铁水沟结构，包括：冷却部设置在铁水沟的落铁点区域，冷却部包括第一钢壳和贴设在第一钢壳外侧的冷却块，第一钢壳内设置有第一工作衬体和第一隔热耐火砖层，第一工作衬体的中部形成U形的第一铁水流道；冷却块内设置有回形导流通道，回形导流通道用于流动冷媒，第一钢壳正对冷却块的区域与第一工作衬体之间夹设有导热衬体；非冷却部的进料端与冷却部的出料端密封连接；非冷却部包括第二钢壳，第二钢壳内设置有第二工作衬体和第二隔热耐火砖层，第二工作衬体的中部形成U形的第二铁水流道，第二铁水流道的进料端与第一铁水流道的出料端连通。本实用新型提高了铁水沟的导热能力，延长了铁水沟的使用寿命。

Description

智能冷却铁水沟结构

技术领域

本实用新型涉及炼铁高炉铁水沟技术领域，特别是涉及一种智能冷却铁水沟结构。

背景技术

铁水沟是炼铁高炉炉前的重要设施，是高炉生产的铁水进行渣铁分离并流向铁水罐等铁水容器的通道。目前，普遍的使用的铁水沟为储铁式铁水沟，在混凝土炉台结构内由U型钢壳(2300～3000mm宽、1800～2500mm高)，紧贴钢壳为安全层耐火砖砌筑(150～300mm)，安全层内呈U型浇注工作层耐火浇注料(600～1200mm)，工作层中间为铁水通道(500～900mm)。

储铁式铁水沟自本世纪初取代捣打式铁水沟开始普遍使用，当时把铁水沟寿命从5～7天提高到了60～90天，大幅度地降低了工人劳动强度、提高了高炉作业出铁效率。但是储铁式铁水沟也存在诸多缺陷，比如：

1、储铁式铁水沟无法监控工作层浇注料内的温度分布和侵蚀情况，靠人工手持钢钎子在1450℃的铁水沟槽内检查铁水沟，凭经验判断侵蚀程度和维修时间，会因检查不科学造成过早维修的材料浪费或者维修不及时铁水穿沟的安全事故；

2、储铁式铁水沟使用后期工作层材料仅100mm～200mm厚，大量温度传输给安全层及钢壳，安全层无法有效保护单层钢板构成的钢壳，造成钢壳变形开裂，变形开裂的钢壳无法紧密包裹耐火材料层导致空气进入，迅速高温使用的耐火材料碳成分，形成耐火材料体内的氧化孔洞，不易检查，在使用过程中极易发生铁水烧穿氧化层的安全隐患；

3、储铁式铁水沟仅靠耐火材料工作层去抵御高温铁水熔蚀及渣子的高温化学侵蚀，业界对于提升材料品质来延长铁水沟寿命的研究和试验一直在持续，无法进一步延长铁水沟的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能冷却铁水沟结构，以解决上述现有技术存在的问题，提高铁水沟的导热能力，延长铁水沟的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种智能冷却铁水沟结构，包括：

冷却部，所述冷却部设置在铁水沟的落铁点区域，所述冷却部包括第一钢壳和贴设在第一钢壳外侧的冷却块，所述第一钢壳内设置有第一工作衬体和第一隔热耐火砖层，所述第一隔热耐火砖层位于所述第一工作衬体和所述第一钢壳之间，所述第一工作衬体的中部形成U形的第一铁水流道；所述冷却块内设置有回形导流通道，所述回形导流通道用于流动冷媒，所述第一钢壳正对所述冷却块的区域与所述第一工作衬体之间夹设有导热衬体，所述导热衬体用于将所述第一工作衬体的热量经所述第一钢壳传导给所述冷却块；

非冷却部，所述非冷却部的进料端与所述冷却部的出料端密封连接；所述非冷却部包括第二钢壳，所述第二钢壳内设置有第二工作衬体和第二隔热耐火砖层，所述第二隔热耐火砖层位于所述第二工作衬体和所述第二钢壳之间，所述第二工作衬体的中部形成U形的第二铁水流道，所述第二铁水流道的进料端与所述第一铁水流道的出料端连通，且所述第二铁水流道与所述第一铁水流道密封连接。

优选的，所述导热衬体的材料为碳化硅，所述导热衬体的热导率≥15W/mk，所述导热衬体的强度≥50MPa。

优选的，所述冷却块焊接在所述第一钢壳上。

优选的，所述第二钢壳一端与所述第一钢壳一端焊接，或所述第二钢壳与所述第一钢壳一体成型；所述第二隔热耐火砖层一端与所述第一隔热耐火砖层一端衔接；所述第二工作衬体一端与所述第一工作衬体一端密封连接。

优选的，所述第二钢壳的外侧焊接有加强肋板。

优选的，所述第一钢壳正对所述冷却块的区域的内侧固设有若干层水平的肋板，所述肋板上焊接有若干个V型锚固件，全部所述肋板和全部所述V型锚固件都与所述导热衬体固连。

优选的，所述冷却块位于所述第一钢壳的顶部，所述第一钢壳的两侧分别固设有两个所述冷却块，位于所述第一钢壳同一侧的两个所述冷却块沿所述第一钢壳的长度方向间隔分布；位于所述第一钢壳同一侧的两个所述导热衬体之间设置有温度检测单元，所述温度检测单元包括若干个紧贴所述第一工作衬体的第一温度传感器和若干个紧贴所述第一钢壳的第二温度传感器。

优选的，所述第一隔热耐火砖层和所述第二隔热耐火砖层均由隔热耐火砖砌筑而成，所述第一隔热耐火砖层靠近所述第一工作衬体的一侧设置有若干个第三温度传感器，所述第一隔热耐火砖层靠近所述第一钢壳的一侧设置有若干个第四温度传感器，所述第二隔热耐火砖层靠近所述第二工作衬体的一侧设置有若干个第五温度传感器，所述第二隔热耐火砖层靠近所述第二钢壳的一侧设置有若干个第六温度传感器。

优选的，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第五温度传感器和所述第六温度传感器分别与工控机信号连接，所述工控机能够根据所述第一温度传感器与所述第二温度传感器的反馈的温度值的差值对所述回形导流通道中的冷媒的流量进行调节。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的智能冷却铁水沟结构提高了铁水沟的导热能力，延长了铁水沟的使用寿命。本实用新型的智能冷却铁水沟结构通过在冷却部设置冷却块和导热衬体，提高了冷却部分的散热能力，降低了冷却部即落铁点区域的铁水沟的耐材侵蚀速度，使冷却部的耐材侵蚀速度与非冷却部的耐材侵蚀速度相当，能够实现冷却部与非冷却部的同期维护，从而减少维修频次，避免维修频次太多影响生产进度。

工控机通过各个温度传感器能够实时监控铁水沟的实时温度，并依据温度数据计算形成耐材侵蚀状态云图，避免因无法有效监测铁水沟的耐材侵蚀而发生铁水铁水烧穿氧化层等现象，保障作业的安全性。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的结构示意图；

图2为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的部分结构示意图；

图3为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的部分结构示意图；

图4为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的部分结构示意图；

图5为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的部分结构示意图；

图6为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中冷却部的部分结构示意图；

图7为本实用新型的智能冷却铁水沟结构中非冷却部的结构示意图；

其中，100、冷却部；101、第一钢壳；102、第一隔热耐火砖层；103、第一工作衬体；104、导热衬体；105、冷却块；106、第一温度传感器；107、第二温度传感器；108、第三温度传感器；109、第四温度传感器；110、第一铁水流道；111、回形导流通道；112、肋板；113、V型锚固件；200、非冷却部；201、第二钢壳；202、第二隔热耐火砖层；203、第二工作衬体；204、第二铁水流道；205、第五温度传感器；206、第六温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图7所示，本实施例提供一种智能冷却铁水沟结构，包括冷却部100和非冷却部200。

其中，冷却部100设置在铁水沟的落铁点区域，冷却部100包括第一钢壳101和贴设在第一钢壳101外侧的冷却块105，冷却块105焊接在第一钢壳101上。冷却块105内设置有回形导流通道111，回形导流通道111用于流动冷媒，回形导流通道111上设置有进液口和出液口，回形导流通道111的进液口与冷媒储罐的出液口连通，回形导流通道111的出液口与冷媒储罐的回液口连通，并通过循环泵使冷媒在冷媒储罐和冷却块105中循环流动，冷媒优选采用水。

第一钢壳101内设置有第一工作衬体103和第一隔热耐火砖层102，第一隔热耐火砖层102位于第一工作衬体103和第一钢壳101之间，第一工作衬体103的中部形成U形的第一铁水流道110；第一钢壳101正对冷却块105的区域与第一工作衬体103之间夹设有导热衬体104，导热衬体104用于将第一工作衬体103的热量经第一钢壳101传导给冷却块105。导热衬体104的材料选用碳化硅，导热衬体104的热导率≥15W/mk，导热衬体104的强度≥50MPa。

于本实施例中，冷却块105位于第一钢壳101的顶部，第一钢壳101的两侧分别固设有两个冷却块105，位于第一钢壳101同一侧的两个冷却块105沿第一钢壳101的长度方向间隔分布；位于第一钢壳101同一侧的两个导热衬体104之间设置有温度检测单元，温度检测单元包括若干个紧贴第一工作衬体103的第一温度传感器106和若干个紧贴第一钢壳101的第二温度传感器107。于本实施例中，位于第一钢壳101同一侧的两个导热衬体104之间的间隔为空腔，而温度检测单元就设置在该空腔内，另外，在该空腔中固定好第一温度传感器106和第二温度传感器107后，也可以用与第一工作衬体103相同的材料填充该空腔。

于本实施例中，第一钢壳101正对冷却块105的区域的内侧固设有4层水平的肋板112，肋板112上焊接有多个V型锚固件113，全部肋板112和全部V型锚固件113都与导热衬体104固连，V型锚固件113远离第一钢壳101的一端还与第一工作衬体103固连。于本实施例中，在制作导热衬体104时，首先焊接好肋板112和V型锚固件113，采用碳化硅砖作为导热衬体104，并预先在碳化硅砖上对应肋板112和V型锚固件113设置好凹槽，在安装时，直接将碳化硅砖安装在肋板112和V型锚固件113上，而肋板112和V型锚固件113则固定于对应的凹槽中；或者在焊接好肋板112和V型锚固件113后，直接在导热衬体104所在的空腔内成型碳化硅砖，以作为导热衬体104。

非冷却部200的进料端与冷却部100的出料端密封连接；非冷却部200包括第二钢壳201，第二钢壳201内设置有第二工作衬体203和第二隔热耐火砖层202，第二隔热耐火砖层202位于第二工作衬体203和第二钢壳201之间，第二工作衬体203的中部形成U形的第二铁水流道204，第二铁水流道204的进料端与第一铁水流道110的出料端连通，且第二铁水流道204与第一铁水流道110密封连接。

于本实施例中，第二钢壳201一端与第一钢壳101一端焊接，或第二钢壳201与第一钢壳101一体成型，即第二钢壳201和第一钢壳101是一个总钢壳上的两段；第二钢壳201和第一钢壳101均呈U型；第二隔热耐火砖层202一端与第一隔热耐火砖层102一端衔接；第二工作衬体203一端与第一工作衬体103一端密封连接。第二钢壳201的外侧焊接有加强肋板。

第一隔热耐火砖层102和第二隔热耐火砖层202均由隔热耐火砖砌筑而成，第一隔热耐火砖层102靠近第一工作衬体103的一侧设置有若干个第三温度传感器108，第一隔热耐火砖层102靠近第一钢壳101的一侧设置有若干个第四温度传感器109，第二隔热耐火砖层202靠近第二工作衬体203的一侧设置有若干个第五温度传感器205，第二隔热耐火砖层202靠近第二钢壳201的一侧设置有若干个第六温度传感器206。

第一温度传感器106、第二温度传感器107、第三温度传感器108、第四温度传感器109、第五温度传感器205和第六温度传感器206分别与工控机信号连接，工控机能够根据第一温度传感器106与第二温度传感器107的反馈的温度值的差值对回形导流通道111中的冷媒的流量进行调节。

由于冷却部100设置在落铁点区域，落铁点区域受到铁水的物理冲刷力度大，所述耐材侵蚀速度快；本实施例在工控机中设置有AI控制程序，该AI控制程序根据第一温度传感器106与第二温度传感器107的反馈的温度值的差值并结合第三温度传感器108、第四温度传感器109、第五温度传感器205和第六温度传感器206所反馈的温度数值对循环泵进行控制条件，以对冷却块105的冷却量进行调节，而目的就在于使得冷却部100的耐材侵蚀速度与非冷却部200的耐材侵蚀速度相当，从而实现冷却部100与非冷却部200的同期维护，从而减少维修频次，避免维修频次太多影响生产进度。

此外，工控机中的AI程序能够通过各个温度传感器实时监控铁水沟的实时温度，并依据温度数据计算形成耐材侵蚀状态云图，避免因无法有效监测铁水沟的耐材侵蚀而发生铁水铁水烧穿氧化层等现象，保障作业的安全性。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种智能冷却铁水沟结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述导热衬体的材料为碳化硅，所述导热衬体的热导率≥15W/mk，所述导热衬体的强度≥50MPa。

3.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述冷却块焊接在所述第一钢壳上。

4.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述第二钢壳一端与所述第一钢壳一端焊接，或所述第二钢壳与所述第一钢壳一体成型；所述第二隔热耐火砖层一端与所述第一隔热耐火砖层一端衔接；所述第二工作衬体一端与所述第一工作衬体一端密封连接。

5.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述第二钢壳的外侧焊接有加强肋板。

6.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述第一钢壳正对所述冷却块的区域的内侧固设有若干层水平的肋板，所述肋板上焊接有若干个V型锚固件，全部所述肋板和全部所述V型锚固件都与所述导热衬体固连。

7.根据权利要求1所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述冷却块位于所述第一钢壳的顶部，所述第一钢壳的两侧分别固设有两个所述冷却块，位于所述第一钢壳同一侧的两个所述冷却块沿所述第一钢壳的长度方向间隔分布；位于所述第一钢壳同一侧的两个所述导热衬体之间设置有温度检测单元，所述温度检测单元包括若干个紧贴所述第一工作衬体的第一温度传感器和若干个紧贴所述第一钢壳的第二温度传感器。

8.根据权利要求7所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述第一隔热耐火砖层和所述第二隔热耐火砖层均由隔热耐火砖砌筑而成，所述第一隔热耐火砖层靠近所述第一工作衬体的一侧设置有若干个第三温度传感器，所述第一隔热耐火砖层靠近所述第一钢壳的一侧设置有若干个第四温度传感器，所述第二隔热耐火砖层靠近所述第二工作衬体的一侧设置有若干个第五温度传感器，所述第二隔热耐火砖层靠近所述第二钢壳的一侧设置有若干个第六温度传感器。

9.根据权利要求8所述的智能冷却铁水沟结构，其特征在于：所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第五温度传感器和所述第六温度传感器分别与工控机信号连接，所述工控机能够根据所述第一温度传感器与所述第二温度传感器的反馈的温度值的差值对所述回形导流通道中的冷媒的流量进行调节。