CN219772162U - 一种隔热风口小套 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隔热风口小套，包括：套主体，其包括冷却水进口和冷却水出口；内套，其与套主体的第一部分对接；外套，其设置在内套外侧并与套主体的第二部分对接，其中外套与内套之间形成腔体，腔体与冷却水进口和冷却水出口相通；以及导流器，其设置于腔体，并经配置以引导冷却水在腔体中流动；其中，内套远离外套一侧的表面包括一层或多层隔热层；其中，内套包括钢套筒以及设置于钢套筒两端的第一铜环和第二铜环，第一铜环与套主体连接，第二铜环与外套连接。本申请风口小套通过重新的结构设计，使得小套的冷却水腔室与热风通过的风孔隔离，从而可以降低冷却水对热风温度的影响，可以减少热风温度的损耗，有利于提高经济效益。

Description

一种隔热风口小套

技术领域

本实用新型涉及高炉技术领域，特别地涉及一种隔热风口小套。

背景技术

高炉冶炼是应用焦炭、原料(如铁矿石)和溶剂(石灰石、白云石)在高炉中连续生产液态产品(如生铁)的方法。在高炉生产中，由高炉炉顶的入口将焦炭、原料和溶剂装入高炉内，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气或者喷入辅助燃料(煤粉、重油、天然气)，在高温下焦炭或者辅助燃料中的碳可以同鼓入空气中的氧燃烧生成一氧化碳和氢气，在炉内上升的过程中可以去除原料中的氧，从而可以得到液体产品。

其中，高炉风口小套是高炉生产中为炉内输送热风或者喷入辅助燃料的重要部件，同样的，也是最容易损坏的部件。由于风口小套前端需要伸入炉内，容易被炉内的高温(2000-2400度)熔损，而且还容易受到金属液滴滴穿和焦炭循环的磨损，故高炉风口小套的工作环境十分恶劣，因此需要持续不断的为风口小套冷却散热。但是，风口小套为高炉输送热风时，输入高炉的热风经过风口小套，由于风口小套优良的导热效果，使得经过风口小套的热风温度降低，从而影响了高炉运行的经济指标，而目前的隔热风口小套制作困难。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种隔热风口小套，包括：套主体，其包括冷却水进口和冷却水出口；内套，其与所述套主体的第一部分对接；外套，其设置在所述内套外侧并与所述套主体的第二部分对接，其中所述外套与所述内套之间形成腔体，所述腔体与所述冷却水进口和所述冷却水出口相通；以及导流器，其设置于所述腔体，并经配置以引导冷却水在所述腔体中流动；其中，所述内套远离所述外套一侧的表面包括一层或多层隔热层；其中，所述内套包括钢套筒以及设置于钢套筒两端的第一铜环和第二铜环，所述第一铜环与所述套主体连接，所述第二铜环与所述外套连接。

如上所述的隔热风口小套，所述内套远离所述外套一侧表面包括一个或多个凹槽，其经配置以容纳和保护所述隔热层。

如上所述的隔热风口小套，进一步包括：第一过渡段和第二过渡段，所述第一铜环通过所述第一过渡段与所述套主体连接，所述第二铜环通过所述第二过渡段与所述外套连接。

如上所述的隔热风口小套，所述第一过渡段是独立于所述内套和所述套主体外的第一过渡件，所述第二过渡段是独立于所述内套和所述外套的第二过渡件。

如上所述的隔热风口小套，所述第一过渡段是所述套主体的一部分，所述第二过渡段是所述外套的一部分。

如上所述的隔热风口小套，所述第一过渡段具有容纳所述内套的第一缺口；所述第二过渡段具有容纳所述内套的第二缺口。

如上所述的隔热风口小套，所述内套与所述第一缺口之间的结合宽度为5-30毫米；所述内套与所述第二缺口之间的结合宽度为5-30毫米。

如上所述的隔热风口小套，所述内套靠近所述隔热层一侧包括附着层，其经配置以增加隔热层的附着力。

如上所述的隔热风口小套，所述附着层包括多个交错设置的凸起或凹槽，或喷砂，或抛丸。

如上所述的隔热风口小套，进一步包括一块或多块隔板，其设置与所述外套和所述内套之间，并经配置以将所述腔室分隔为多个部分。

本申请风口小套通过重新的结构设计，使得小套的冷却水腔室与热风通过的风孔隔离，从而可以降低冷却水对热风温度的影响，可以减少热风温度的损耗，有利于提高经济效益。

附图说明

下面，将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为根据本申请一个实施例的隔热风口小套示意图；

图2为根据本申请一个实施例的隔热风口小套爆炸图；

图3为根据本申请一个实施例的隔热风口小套侧视图；以及

图4为根据本申请一个实施例的隔热风口小套剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

风口小套是高炉运行中十分重要的元件，经过风口小套风孔的热风给高炉供给热量占高炉总热量的20％～30％。为保证风口小套的正常使用，通常风口小套采用铜制作而成，使得风口小套具备了优良的导热效果(导热系数为384W/(m*k))，导致经过小套热风的温度产生了下降。经研究发现，高炉的风温每提高100℃，可以降低燃料比20-30kg/t。而目前风口小套在高炉容积为450立方米，进风口的直径为φ160，出风口的直径为φ115，进风的风速为230m/s，热风的温度在1100℃左右情况下，通过风口小套后会使热风温度下降近接近40℃，从而需要为高炉补充更多的热风，造成资源的损耗，影响高炉的经济指标，目前各大厂商都在致力于隔热风口小套的研发，但是由于增加结构导致小套制作困难，并且严重的影响小套的正常使用。

本申请提出了一种新型的隔热风口小套，通过在风孔与风口小套的冷却散热系统之间设置隔热层，隔绝冷却水与热风，从而可以降低部分风口小套(至少是热风通过部分)处的导热系数，可以避免风口小套的冷却散热系统对热风产生影响，减少热风温度损失，降低燃料消耗，减少资源的损耗浪费，提高经济效益。

下面通过具体的实施方式来进一步说明本申请技术方案。本领域技术人员应当理解，以下描述仅仅是为了方便对本申请技术方案的理解，并不应当用来限制本申请的保护范围。

图1为根据本申请一个实施例的隔热风口小套示意图。图2为根据本申请一个实施例的隔热风口小套爆炸图。图3为根据本申请一个实施例的隔热风口小套侧视图。图4为根据本申请一个实施例的隔热风口小套剖视图。

如图所示，隔热风口小套100(可简称为“风口小套”或“小套”)包括套主体110、内套120、外套130、导流器140。其中，套主体110可以包括冷却水进口111和冷却水出口112；内套120与套主体110的第一部分对接；外套130设置在内套120的外侧，并且与套主体110的第二部分对接，外套130与内套120之间形成腔体101，腔体101与冷却水进口111和冷却水出口112相通；导流器140设置于腔体101中，并且可以引导冷却水在腔体中流动，可以为风口小套进行散热。

在一些实施例中，风口小套100还可以包括风孔150，其设置于风口小套中，可以用于向高炉送热风或者喷入辅助燃料。在一些实施例中，风孔150贯穿整个风口小套其中，外套定义风孔的前端部分151；内套定义风孔的中间部分152；套主体定义风孔的后端部分153。在一些实施例中，风孔150的前端部分可以包括耐磨层(图中未示出)，其可以有效的防止风孔喷入辅助燃料的冲刷，而且可以抵抗高炉内的高温侵蚀。在一些实施例中，风孔中间部分靠近前端部分处也可以包括耐磨层。在一些实施例中，耐磨层可以通过堆焊形成。在一些实施例中，耐磨层的厚度可以是2-5mm。例如：3mm。

在一些实施例中，套主体110整体呈圆形，其中，套主体110的第一部分靠近于套主体的中间部分，套主体的第二部分相比于第一部分远离套主体的中间部分。在一些实施例中。套主体110还可以包括进水腔室和出水腔室，其中，进水腔室与冷却水进口111相通；出水腔室与冷却水出口112相通，通过在套主体中设置多个腔室并与冷却水进出口相通，可以用于缓冲进出风口小套的冷却水。在一些实施例中，进水腔室和出水腔室完全覆盖整个套主体110，可以使得冷却水可以占满整个套主体，可以对套主体进行散热保护。在一些实施例中，出水腔室所占用体积可以大于进水腔室所占用的体积。在一些实施例中，套主体的材料可以是铜，有利于热传导，利于风口小套散热。在一些实施例中，套主体可以通过铸造成型，有利于形成多个腔室，便于制造。

本申请以单进出的风口小套来说明本申请技术方案，套主体中包括一个进水腔和一个出水腔，如本领域技术人员所理解，本申请也可以应用于其他多进出的风口小套，如双进双出风口小套，则套主体中可以包括多个进水腔和多个出水腔。

在一些实施例中，内套120远离外套一侧的表面上可以包括一层或多层隔热层121，其可以将腔室101与风孔150进行隔离，从而可以将冷却水与热风进行隔离，可以降低冷却水对通过风孔热风的影响，减少热风温度损失，减小高炉热损失，降低燃料消耗，提高经济效益。在一些实施例中，内套120远离外套一侧的表面上可以包括一个或多个凹槽，从而可以容纳隔热层，防止隔热层占据风孔的体积，影响热风的输送，并且还可以对隔热层进行保护，防止风孔送风时对隔热层磨损破坏或者将隔热层由内套剥离。

在一些实施例中，内套120可以通过过渡段(图中未示出)与外套和/或套主体相连。根据本申请一个实施例，内套120可以包括套筒122以及第一挡环123和第二挡环124。其中，第一挡环123和第二挡环124分别设置于套筒122的两端，套筒122与第一挡环123和第二挡环124可以通过焊接相连，内套120通过第一挡环123连接到套主体的第一部分上。在一些实施例中，第一挡环123和第二挡环124可以是内套120与外套和/或套主体相连的过渡段。

在一些实施例中，第一挡环123和第二挡环124的厚度可以大于套筒122的厚度，从而使得套筒122与第一挡环和第二挡环形成凹槽，可以容纳隔热层，对隔热层进行保护，防止通过风孔的热风将隔热层进行破坏剥离。在一些实施例中，套筒的厚度可以是2-10mm。在一些实施例中，第一挡环123和第二挡环124的厚度可以是10-50mm。

在一些实施例中，内套或其一部分的材料可以是钢或钢合金。根据本申请一个实施例，套筒122可以是不锈钢材料，不锈钢相对于铜来说导热性能降低，也有利于隔绝腔室101和风孔150，有利于保护风孔输入热风的温度，而且还可以提高风口小套的结构强度。在一些实施例中，第一挡环123和第二挡环124的材料可以是铜，通过在套筒两端设置铜环，有利于内套与套主体和/或外套相连，便于风口小套的制作。

根据本申请另一个实施例，第一挡环123和第二挡环124的材料可以与套筒122相同，套筒122与其两端的第一挡环123和第二挡环124一体成型。例如：通过机加工直接在不锈钢表面加工形成凹槽结构，可以对隔热层进行容保护。

在一些实施例中，风口小套100还可以包括连接板(图中未示出)，其设置于第一挡环123和第二挡环124远离套筒122的一侧，可以用于与套主体和/或外套连接。在一些实施例中，连接板的材料可以是铜或铜合金，也可以是钢或者钢合金。

在一些实施例中，连接板也可以是内套与外套和/或套主体相连的过渡段。在一些实施例中，连接板也可以是外套和/或套主体的一部分，或者预先连接到外套和/或套主体上。在一些实施例中，连接板可以包括容纳内套的缺口，从而可以与内套直接相连，便于风口小套的制造。在一些实施例中，连接板的缺口与内套的结合宽度为5-30mm。

根据本申请一个实施例，隔热层的材料可以是低导热材料，可以有效的对腔室101与风孔进行热隔离。在一些实施例中，低导热材料的导热系数不高于2W/(m*k)，使得风口小套内外的温差至少为300℃。在一些实施例中，隔热层可以是浇注料、陶瓷、保温涂料或其他非金属材料中的一者或多者。

在一些实施例中，套筒靠近隔热层121一侧表面上可以包括附着层(图中未示出)，其可以用于增加隔热层的附着力，有利于将隔热层附着到内套上，并有利于加固隔热层与内套之间的连接，防止隔热层脱落，影响风口小套的正常使用。在一些实施例中，附着层可以包括多个交错设置的凸条或凹槽，从而可以使得套筒表面形成网格面，有利于增加套筒表面的附着力。在一些实施例中，附着层还可以包括抛丸，利用抛丸处理，可以使得套筒表面的粗糙，增加附着力。在一些实施例中，附着层还可以包括喷砂，利用喷砂处理，可以使得套筒表面的粗糙，增加附着力。

在一些实施例中，套筒靠近隔热层121一侧表面上还可以包括反射层(图中未示出)，其可以用于反射热量，从而可以对腔室101和风孔150进行隔离。在一些实施例中，反射层可以设置于套筒与隔热层之间，从而可以对冷却水的热量进行反射，并可以提高隔热层的隔热效果。

在一些实施例中，第一挡环123与套主体110可以通过焊接连接，二者的焊缝可朝向风孔150，并位于风孔的内壁上，可以对焊道进行保护，防止炉内高温对其影响，从而对风口小套的结构产生破坏。

在一些实施例中，外套130可以包括侧壁132和前壁133，其中，侧壁132和前壁133二者一体成型。外套130通过侧壁132的自由端连接到套主体110的第二部分上，外套130通过前壁133的自由端连接到内套120的第二挡环124上。在一些实施例中，外套的材料可以是铜，有利于热传导，利于风口小套散热。在一些实施例中，外套可以通过挤压成型，可以提高外套的致密度，增加外套的强度，更好的抵抗炉内恶劣的环境。

在一些实施例中，侧壁132的自由端与套主体110可以通过焊接连接，二者之间的焊缝可以远离外壁的自由端与套主体110的焊缝，可以有效的防止炉内高温对焊缝的影响，还可以防止炉内金属液滴对焊缝产生破坏，影响风口小套结构的稳定性。在一些实施例中，前壁133的自由端与内套120可以通过焊接连接，二者之间的焊缝位于风孔的内壁上，可以防止炉内滴落的金属液滴对焊缝的影响，防止炉内焦炭循环对焊缝的影响，以及防止炉内高温对焊缝的影响，可以有效的对焊缝进行保护，有利于风口小套结构的稳定。在一些实施例中，前壁133的自由端与内套120之间的焊缝可以设置于风孔耐磨层中，从而耐磨层可以对焊缝进行保护，防止喷入的辅助燃料冲刷。

在一些实施例中，外套的侧壁132位于内套120之外，外套的前壁133包围内套120的前端，从而外套可以对内套进行保护。在一些实施例中，侧壁132的厚度为10-15mm，可以有效的防止风口小套侧面被金属液滴滴穿或者被金属液体熔损。根据本申请一个优选的实施例，侧壁132的厚度可以是13mm。在一些实施例中，前壁133的厚度为25-30mm，可以有效防止风口小套前端的机械磨损和受热熔损，增加风口小套的使用寿命。根据本申请一个优选的实施例，前壁133的厚度可以是28mm。

在一些实施例中，导流器140包括位于靠近外套前壁133的前隔板141、前隔板与套主体之间的中间隔板142、以及中间隔板与外套侧壁之间的多个隔水板143。在一些实施例中，内导流器的材料可以是钢，可以在内部对风口小套提供支撑，有利于提高风口小套的强度。在一些实施例中，内导流器可以是焊接而成，便于制作。

在一些实施例中，腔体101也可以包括侧面腔室1011和前端腔室1012，导流器140可以位于侧面腔室1011中，并可以引导水流进入前端腔室1012或者引导离开前端腔室1012的冷却水。

在一些实施例中，导流器可以将侧面腔室1011分成多个部分(进水腔室1013和出水腔室1014)，当冷却水进入到腔室101中时，先进入进水腔室1013，然后由进水腔室1013进入到前端腔室1012，然后前端腔室进入到出水腔室1014，最后由出水腔室1014离开腔室101。

在一些实施例中，多个隔水板143可以设置在出水腔室1014中，可以在出水腔室1014中形成冷却水的回水流道，引导冷却水流动。在一些实施例中，部分中间隔板在靠近套主体的第一部分附近可以向外弯折，从而可以与套主体进水口和/或出水口相通，可以使得冷却水进入进水腔室1013和/或离开出水腔室1014。在一些实施例中，多个隔水板143可以设置在进水腔室1013中，可以在出水腔室1013中形成冷却水的进水流道，引导冷却水流动。在一些实施例中，多个隔水板143越靠近套主体设置越稀疏，使得形成的流道截面积越大，从而可以使得越远离套主体的流道水流流速越快，有利于风口小套伸入高炉部分散热。在一些实施例中，前端腔室1012的截面积最小，前腔室内水流的流速最快，散热效果最好。

在一些实施例中，导流器140还可以包括挡水板(图中未示出)，其设置于前隔板141上，并向前端腔室1012延伸，可以对进入前端腔室1012的冷却水进行阻挡，使得冷却水延整个前腔室流动后进入出水腔室，防止水流进入前腔室后折返进入出水腔室，导致前腔室形成死水区，影响风口小套散热。

本申请风口小套通过重新的结构设计，使得小套的冷却水腔室与热风通过的风孔隔离，从而可以降低冷却水对热风温度的影响，可以使热风的温度下降量至少减少一半，也就是说，同样的风口小套在高炉容积为450立方米，进风口直径为φ160，出风口直径为φ115，进风风速为230m/s，输入热风风温为1100℃的情况下，通过风口小套后热风温度最多下降20℃，有效的减少热风温度损失，提高了经济效益。

当然本申请也可以用于与其他结构的风口小套，如风口小套中还可以包括一块或多块隔板(图中未示出)，其可以设置与内套与外套之间，可以将腔室分隔为多个部分(如：分隔为多个腔室)，可以满足风口小套的多个冷却结构的持续使用。

上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实用新型公开的范畴。

Claims (10)

1.一种隔热风口小套，其特征在于，包括：

套主体，其包括冷却水进口和冷却水出口；

内套，其与所述套主体的第一部分对接；

外套，其设置在所述内套外侧并与所述套主体的第二部分对接，其中所述外套与所述内套之间形成腔体，所述腔体与所述冷却水进口和所述冷却水出口相通；以及

导流器，其设置于所述腔体，并经配置以引导冷却水在所述腔体中流动；

其中，所述内套远离所述外套一侧的表面包括一层或多层隔热层；其中，所述内套包括钢套筒以及设置于钢套筒两端的第一铜环和第二铜环，所述第一铜环与所述套主体连接，所述第二铜环与所述外套连接。

2.根据权利要求1所述的隔热风口小套，其特征在于，所述内套远离所述外套一侧表面包括一个或多个凹槽，其经配置以容纳和保护所述隔热层。

3.根据权利要求1所述的隔热风口小套，其特征在于，进一步包括：第一过渡段和第二过渡段，所述第一铜环通过所述第一过渡段与所述套主体连接，所述第二铜环通过所述第二过渡段与所述外套连接。

4.根据权利要求3所述的隔热风口小套，其特征在于，所述第一过渡段是独立于所述内套和所述套主体外的第一过渡件，所述第二过渡段是独立于所述内套和所述外套的第二过渡件。

5.根据权利要求3所述的隔热风口小套，其特征在于，所述第一过渡段是所述套主体的一部分，所述第二过渡段是所述外套的一部分。

6.根据权利要求3所述的隔热风口小套，其特征在于，所述第一过渡段具有容纳所述内套的第一缺口；所述第二过渡段具有容纳所述内套的第二缺口。

7.根据权利要求6所述的隔热风口小套，其特征在于，所述内套与所述第一缺口之间的结合宽度为5-30毫米；所述内套与所述第二缺口之间的结合宽度为5-30毫米。

8.根据权利要求1所述的隔热风口小套，其特征在于，所述内套靠近所述隔热层一侧包括附着层，其经配置以增加隔热层的附着力。

9.根据权利要求8所述的隔热风口小套，其特征在于，所述附着层包括多个交错设置的凸起或凹槽，或喷砂，或抛丸。

10.根据权利要求1所述的隔热风口小套，其特征在于，进一步包括一块或多块隔板，其设置与所述外套和所述内套之间，并经配置以将所述腔体分隔为多个部分。