RU2338790C2 - Method of fabrication of cooling plate and cooling plate fabricated by this method - Google Patents
Method of fabrication of cooling plate and cooling plate fabricated by this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338790C2 RU2338790C2 RU2006123428/02A RU2006123428A RU2338790C2 RU 2338790 C2 RU2338790 C2 RU 2338790C2 RU 2006123428/02 A RU2006123428/02 A RU 2006123428/02A RU 2006123428 A RU2006123428 A RU 2006123428A RU 2338790 C2 RU2338790 C2 RU 2338790C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- channel
- pipe
- metal
- plate body
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/10—Cooling; Devices therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/24—Cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/0002—Cooling of furnaces
- F27D2009/0018—Cooling of furnaces the cooling medium passing through a pattern of tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/0002—Cooling of furnaces
- F27D2009/0045—Cooling of furnaces the cooling medium passing a block, e.g. metallic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/0002—Cooling of furnaces
- F27D2009/0056—Use of high thermoconductive elements
- F27D2009/0062—Use of high thermoconductive elements made from copper or copper alloy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49863—Assembling or joining with prestressing of part
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49863—Assembling or joining with prestressing of part
- Y10T29/49874—Prestressing rod, filament or strand
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение описывает способ производства холодильной плиты, а также холодильную плиту, изготовленную этим способом.The present invention describes a method of manufacturing a refrigerating plate, as well as a refrigerating plate made by this method.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Холодильные плиты, которые также называют «плитовыми холодильниками», используются в доменных печах на протяжении более чем ста лет. Они размещаются на внутренней стороне кожуха печи и имеют внутренние каналы подачи хладоносителя, которые подсоединяются к системе охлаждающей воды печи. Их поверхность, которая направлена внутрь печи, может быть облицована тугоплавким материалом. Соединительные патрубки охлаждающей воды расположены на задней стороне холодильной плиты и герметично выводятся через корпус печи. Охлаждающие каналы большого количества охлаждающих плит соединяются последовательно и подводятся к системе охлаждающей воды с помощью соединительных патрубков, которые выводятся через корпус печи.Refrigerated stoves, also called “stove refrigerators”, have been used in blast furnaces for over a hundred years. They are located on the inside of the furnace casing and have internal coolant supply channels that are connected to the furnace cooling water system. Their surface, which is directed inside the furnace, may be lined with refractory material. The connecting pipes of the cooling water are located on the rear side of the refrigerator and are hermetically discharged through the furnace body. The cooling channels of a large number of cooling plates are connected in series and are supplied to the cooling water system using connecting pipes that are discharged through the furnace body.
Еще несколько лет назад большинство холодильных плит в доменных печах были изготовлены из чугуна. Существуют различные способы производства таких чугунных холодильных плит. Согласно первому способу в форму для литья корпуса холодильной плиты помещался один или более песчаный литейный стержень, который образовывал каналы подачи хладоносителя. Затем жидкий чугун заливался в форму. Недостатком этого способа являются трудности, связанные с удалением формовочного песка из каналов подачи хладоносителя, а также то, что каналы подачи хладоносителя в чугуне часто имеют несоответствующую форму или недостаточный срок службы. Во избежание упомянутых выше недостатков было предложено расположить в форме заранее изготовленные стальные трубы и залить их чугуном. Однако такие чугунные холодильные плиты со стальными трубами оказались неудовлетворительными. В самом деле, вследствие диффузии углерода чугуна в стальные трубы последние становятся хрупкими и могут дать трещины.A few years ago, most of the chillers in blast furnaces were made of cast iron. There are various ways of producing such cast-iron refrigerated stoves. According to the first method, one or more sand casting rods were placed in the mold for casting the body of the refrigerating plate, which formed the coolant supply channels. Then molten iron was poured into the mold. The disadvantage of this method is the difficulties associated with the removal of molding sand from the coolant supply channels, as well as the fact that the coolant supply channels in cast iron often have an inappropriate shape or insufficient service life. In order to avoid the above-mentioned drawbacks, it was proposed to arrange prefabricated steel pipes in a mold and pour them with cast iron. However, such cast-iron refrigerated plates with steel pipes were unsatisfactory. In fact, due to the diffusion of carbon of cast iron into steel pipes, the latter become brittle and can crack.
В качестве альтернативы чугунным плитам были разработаны медные, а позднее и стальные холодильные плиты. Для изготовления медных «плитовых холодильников» были предложены различные способы производства.As an alternative to cast-iron plates, copper, and later steel, cooling plates were developed. For the manufacture of copper "plate refrigerators" have been proposed various methods of production.
В начале была сделана попытка изготавливать медные холодильные трубы с помощью литья путем формирования, внутренние каналы подачи хладоносителя формировались с помощью песчаного литейного стержня, размещенного в форме. Тем не менее этот метод на практике оказался неэффективным, так как корпусы холодильных плит из литейной меди часто имели впадины и пористости, что крайне негативно влияло на срок эксплуатации корпусов таких холодильных плит. Формовочный песок тяжело удалить из каналов подачи хладоносителя, кроме того, каналы подачи хладоносителя часто не имеют соответствующей формы.In the beginning, an attempt was made to produce copper refrigeration pipes using casting by forming, the internal coolant supply channels were formed using a sand casting rod placed in the mold. Nevertheless, this method proved to be ineffective in practice, since the cases of cooling plates made of foundry copper often had cavities and porosities, which had an extremely negative effect on the life of the cases of such cooling plates. Molding sand is difficult to remove from the coolant supply channels, in addition, the coolant supply channels often do not have the corresponding shape.
Патент GB-A-1571789 предлагает заменить песчаные литейные стержни заранее изготовленными металлическими трубчатыми змеевиками из меди или высококачественной стали при отливании холодильных плит формированием. Такой змеевик, образующий спиральные каналы хладоносителя, помещается в литейную форму, а жидкая медь заливается вокруг этого змеевика. Этот метод также оказался неэффективным на практике, так как нельзя предотвратить образование пористостей и впадин в корпусе медной плиты, а также избежать проблем, возникающих на границе раздела металлической трубы и затвердевающей в форме меди.Patent GB-A-1571789 proposes to replace sand casting cores with prefabricated metal tubular coils made of copper or stainless steel when casting cold plates by forming. Such a coil, which forms the spiral channels of the coolant, is placed in a mold, and liquid copper is poured around this coil. This method also proved to be ineffective in practice, since it is impossible to prevent the formation of porosities and depressions in the body of the copper plate, as well as to avoid problems that arise at the interface between the metal pipe and hardening in the form of copper.
Способ изготовления холодильной плиты из штампованного или прокатного медного листа известен из патента DE-A-2907511. Каналы подачи хладоносителя являются глухими отверстиями и выполняются в прокатном медном листе механическим сверлением. Такие глухие отверстия герметизируются припоем или сваркой электрозаклепками. Затем на задней стороне корпуса плиты для глухих отверстий высверливаются соединительные отверстия. После этого в эти соединительные отверстия вставляются соединительные патрубки подачи или возврата хладоносителя и припаиваются или привариваются по месту. В последнее время было предложено изготавливать стальные холодильные плиты с помощью этой технологии. При таком изготовлении холодильных плит удается избежать упомянутых выше недостатков. В частности практически удается устранить пористости и впадины в корпусе плиты.A method of manufacturing a cold plate from stamped or rolled copper sheet is known from DE-A-2907511. The coolant supply channels are blind holes and are machined in rolled copper sheet. Such blind holes are sealed with solder or electro-rivet welding. Then, on the back side of the plate body for blind holes, connecting holes are drilled. After that, the connecting pipes for supplying or returning the coolant are inserted into these connecting holes and soldered or welded in place. Recently, it has been proposed to produce steel refrigeration plates using this technology. With this manufacture of refrigerating plates, the above-mentioned disadvantages can be avoided. In particular, it is practically possible to eliminate porosities and depressions in the plate body.
Патент WO-98/30345 описывает литье заготовки холодильной плиты с помощью формы непрерывного литья, в которой стержневидные вставки в литейном канале образуют каналы, совпадающие с направлением непрерывного литья. В готовой холодильной плите эти каналы являются каналами подачи хладоносителя. Корпус плиты отделяется от заготовки непрерывного литья двумя перпендикулярными направлению литья разрезами, которые образуют две торцевые поверхности, расстояние между которыми соответствует желаемой длине холодильной плиты. На следующем этапе изготовления соединительные отверстия, которые выходят в сквозные отверстия, высверливаются в корпусе плиты перпендикулярно задней поверхности, а торцевые отверстия каналов литья закрываются. Затем в соединительные отверстия вставляются соединительные патрубки, которые завариваются или запаиваются в таком виде по месту, как уже было описано выше.Patent WO-98/30345 describes the casting of a billet of a refrigerating plate using a continuous casting mold in which rod-shaped inserts in the casting channel form channels matching the direction of continuous casting. In the finished refrigerating plate, these channels are the coolant supply channels. The plate body is separated from the continuous casting by two cuts perpendicular to the casting direction, which form two end surfaces, the distance between which corresponds to the desired length of the refrigerating plate. At the next stage of manufacturing, the connecting holes that extend into the through holes are drilled in the plate body perpendicular to the rear surface, and the end openings of the casting channels are closed. Then, connecting nozzles are inserted into the connecting holes, which are welded or sealed in this form in place, as already described above.
Методы производства, описанные в патентах DE-A-2907511 и WO-98/30345, позволяют производить высококачественные холодильные плиты из меди или ее сплавов. Однако по сравнению с холодильными плитами с изначально встроенными охлаждающими трубами или плитами, изготовленными формовочным литьем, готовые плиты, произведенные согласно двум технологиям, имеют относительно высокую потерю давления в местах сопряжения торцов соединительных патрубков с охлаждающими каналами.The production methods described in the patents DE-A-2907511 and WO-98/30345 allow the production of high-quality cooling plates from copper or its alloys. However, in comparison with refrigerating plates with originally built-in cooling pipes or plates made by molding molding, finished plates made according to two technologies have a relatively high pressure loss at the junctions of the ends of the connecting pipes with cooling channels.
Патент WO 00/36154 предлагает снизить ослабление потока в медных холодильных плитах со встроенными или высверленными охладительными каналами путем установки элемента определенной формы в вырез корпуса холодильной плиты таким образом, чтобы создать для хладоносителя отклоняющийся канал с оптимальным режимом потока. Однако такое решение является относительно трудоемким, что отражается высокими затратами на производство.Patent WO 00/36154 proposes to reduce the attenuation of flow in copper refrigerating plates with built-in or drilled cooling channels by installing an element of a certain shape in the cutout of the refrigerating plate body in such a way as to create a deflecting channel for the coolant with an optimal flow regime. However, this solution is relatively time-consuming, which is reflected in the high cost of production.
Патент DE-A3313998 описывает холодильную плиту для металлургических печей, изготовленную из чугуна. Такая холодильная плита имеет канал охлаждающей жидкости в виде стальной трубы, вставленной в высверленное отверстие, которое располагается вдоль корпуса плиты. Эта стальная труба фиксируется в чугунном корпусе с помощью горячей посадки при температурном равновесии. Такое решение требует дорогого промышленного оборудования горячей посадки, подогнанного под размеры стальной трубы и чугунного корпуса.Patent DE-A3313998 describes a chill plate for metallurgical furnaces made of cast iron. Such a refrigeration plate has a coolant channel in the form of a steel pipe inserted into a drilled hole that is located along the plate body. This steel pipe is fixed in a cast-iron casing with a hot fit at temperature equilibrium. Such a solution requires expensive industrial equipment for hot landing, adapted to the dimensions of a steel pipe and a cast-iron casing.
Описание изобретенияDescription of the invention
Предметом настоящего изобретения является разработка простого и надежного способа производства холодильных плит для металлургических печей с относительно низкими потерями давления. Другим предметом настоящего изобретения является описание надежной и простой в изготовлении холодильной плиты с относительно низкими потерями давления. Эти трудности легко решаются способом согласно п.1 формулы изобретения и, соответственно, холодильной плитой согласно п.24 формулы изобретения.It is an object of the present invention to provide a simple and reliable method for manufacturing refrigeration plates for metallurgical furnaces with relatively low pressure losses. Another object of the present invention is the description of a reliable and easy to manufacture refrigeration plate with a relatively low pressure loss. These difficulties are easily solved by the method according to claim 1 of the claims and, accordingly, by the refrigerating stove according to
Способ производства холодильной плиты для металлургических печей в соответствии с настоящим изобретением включает следующие этапы: изготовление лицевой стороны, задней поверхности холодильной плиты и, по меньшей мере, одного канала, проходящего через корпус металлической плиты под ее лицевой стороной; установление в этот канал металлической трубы с радиальным зазором так, чтобы оба конца выступали за канал и достижение прессовой посадки трубы в канале. В соответствии с этим важным аспектом, прессовая посадка достигается с помощью обработки металла корпуса плиты давлением. Результатом этого процесса является сжатие этого участка канала.A method of manufacturing a refrigerating plate for metallurgical furnaces in accordance with the present invention includes the following steps: manufacturing a front side, a rear surface of a refrigerating plate and at least one channel passing through a metal plate body under its front side; the installation in this channel of a metal pipe with a radial clearance so that both ends protrude beyond the channel and achieve a press fit pipe in the channel. In accordance with this important aspect, a press fit is achieved by machining the metal of the plate body with pressure. The result of this process is the compression of this section of the channel.
Неожиданно было обнаружено, что прессовая посадка трубы в канале может быть достигнута простым, экономичным и надежным способом применения технологии обработки металла давлением к заготовке корпуса плиты.It was unexpectedly discovered that the press fit of the pipe in the channel can be achieved by a simple, economical and reliable way of applying the technology of metal forming to the workpiece of the plate body.
После установления трубы в канал с помощью обработки металла давлением металлический корпус плиты приобретает необходимую форму для достижения прессовой посадки трубы в канале. Процесс обработки металла давлением включает постоянную механическую, т.е. пластическую деформацию заготовки металлического корпуса плиты. Приемлемыми технологиями обработки металла давлением являются, например, ковка, штамповка или прокатка корпуса металлической плиты. При обработке металла давлением заготовка корпуса плиты преобразуется в готовый вид. Если не предусмотрены другие задачи, для достижения прессовой посадки обычно дополнительная обработка не требуется.After the pipe is installed in the channel by metal forming, the metal plate body acquires the necessary shape to achieve a press fit of the pipe in the channel. The process of metal forming involves constant mechanical, i.e. plastic deformation of the workpiece of the metal plate body. Acceptable metal forming technologies are, for example, forging, stamping or rolling the body of a metal plate. When processing metal by pressure, the billet of the plate body is converted into a finished form. Unless other tasks are provided, additional processing is usually not required to achieve a press fit.
Предпочтительнее применять обработку металла давлением локально вдоль упомянутого выше хотя бы одного канала. Местное применение снижает необходимое усилие или силу, необходимую для прессовой посадки, а, значит, упрощает процесс обработки и снижает требования, предъявляемые к оборудованию. Например, прессовая посадка может достигаться путем постоянного сжатия, производимого вдоль указанного канала, производимого на заднюю поверхность корпуса металлической плиты. В качестве альтернативы процессу обработки металла давлением может быть подвержен весь корпус металлической плиты.It is preferable to apply metal processing locally along at least one channel mentioned above. Local application reduces the necessary effort or force required for a press fit, and, therefore, simplifies the processing process and reduces the requirements for equipment. For example, a press fit can be achieved by continuous compression produced along the specified channel, produced on the rear surface of the metal plate body. As an alternative to the process of metal forming, the entire body of the metal plate may be exposed.
В предпочтительном осуществлении способа, применяемая к корпусу плиты технология обработки металла давлением обеспечивает такую упругую деформацию трубы, которая производит посадку предварительного напряжения трубы в канале. Обеспечивая определенную степень пластической деформации металлического корпуса плиты, т.е. участка вокруг канала, может быть произведена прессовая посадка, включающая только упругую деформацию. Возникающая в результате посадка предварительного напряжения внутри канала обеспечивает повышенную теплопередачу без каких-либо побочных эффектов на физические свойства трубы.In a preferred embodiment of the method, the metal processing technology applied to the plate body provides an elastic deformation of the pipe such that it preloads the pipe in the channel. Providing a certain degree of plastic deformation of the metal plate body, i.e. area around the channel, can be made a press fit, including only elastic deformation. The resulting pre-stress fit inside the channel provides increased heat transfer without any side effects on the physical properties of the pipe.
По сравнению с медными или стальными холодильными плитами с корпусом, изготовленным прокаткой и ковкой с высверленными каналами для охлаждающей жидкости, а также медными холодильными плитами, изготовленными непрерывным литьем с отлитыми каналами для охлаждающей жидкости, холодильные плиты согласно настоящему изобретению имеют следующие преимущества:Compared to copper or steel refrigerated plates with a housing made by rolling and forging with drilled channels for the cooling liquid, as well as copper refrigerating plates made by continuous casting with cast channels for the cooling liquid, the cooling plates according to the present invention have the following advantages:
- Вмонтированные в корпус плиты трубы гарантируют герметичность даже в случае возникновения эрозии, коррозии и растрескивания корпуса плиты. Это значит, что таким образом может быть достигнута значительная экономия на качестве корпуса плиты.- Pipes mounted in the plate body guarantee tightness even in the event of erosion, corrosion and cracking of the plate body. This means that in this way significant savings can be achieved on the quality of the plate body.
- Так как торцы трубы выступают за корпус плиты, нет необходимости приваривать соединительные патрубки к корпусу плиты. Следовательно, сложная операция сварки, требующая высококвалифицированного человеческого труда и предполагающая риск возникновения течей из-за дефектов сварки, полностью исключается.- Since the ends of the pipe protrude beyond the plate body, there is no need to weld the connecting pipes to the plate body. Therefore, a complex welding operation that requires highly skilled human labor and involves the risk of leaks due to welding defects is completely eliminated.
- Выход торцов труб за корпус плиты обусловливает значительно меньший перепад давления, чем для соединительных патрубков, приваренных к задней поверхности корпуса плиты в просверленный литой канал. Такое решение также исключает возникновение проблемы «глухих мест», таких как воздушных мешков и твердых отложений, которые часто являются причиной коррозии и ограничения пропускной способности.- The exit of the pipe ends beyond the plate body results in a significantly lower pressure drop than for connecting pipes welded to the rear surface of the plate body in a drilled cast channel. This solution also eliminates the problem of “dead spots” such as air bags and solid deposits, which often cause corrosion and bandwidth limitations.
По сравнению с чугунными или медными холодильными плитами, отлитыми в форме, где трубы, образовывающие каналы в готовых холодильных плитах, размещаются в литейной форме, холодильные плиты согласно настоящему изобретению имеют, например, следующие преимущества:Compared to cast iron or copper refrigerated plates molded where the pipes forming the channels in the finished refrigerated plates are placed in a mold, the refrigerated plates according to the present invention have, for example, the following advantages:
- Так как корпус металлической плиты может быть изготовлен из кованного прокатного листа, или листа, изготовленного непрерывным литьем, производство требуемых корпусов плит постоянного уровня качества без каких-либо пористостей, впадин становится относительно легким, надежным и недорогостоящим.- Since the body of the metal plate can be made of forged rolling sheet, or a sheet made by continuous casting, the production of the required cases of plates of a constant level of quality without any porosity, troughs becomes relatively lightweight, reliable and inexpensive.
- Так как трубы не заливаются внутри корпуса плиты, нет необходимости беспокоиться о проблемах раздела поверхностей, возникающих между материалом трубы и жидким материалом корпуса плиты, затвердевающим вокруг трубы.- Since the pipes are not poured inside the plate body, there is no need to worry about problems of the separation of surfaces that arise between the pipe material and the liquid material of the plate body hardening around the pipe.
- Прессовая посадка трубы внутри канала с помощью обработки металла давлением гарантирует хорошую постоянную теплопередачу между трубой и корпусом плиты.- Press fit of the pipe inside the channel by means of metal forming ensures good constant heat transfer between the pipe and the plate body.
По сравнению с чугунными холодильными плитами, где стальные трубы фиксируются с помощью сжимающего элемента, холодильные плиты согласно настоящему изобретению имеют преимущества упрощенного производства, в частности исключения дорогостоящего промышленного оборудования, необходимого для подгонки уплотнения. Более того, прессовая посадка, обеспечивающая улучшение теплообмена, может быть произведена с помощью обработки металла давлением.Compared to cast-iron refrigerated plates, where steel pipes are fixed by means of a compression element, the refrigerated plates according to the present invention have the advantages of simplified production, in particular the elimination of expensive industrial equipment necessary to adjust the seal. Moreover, a press fit, providing improved heat transfer, can be made by metal forming.
Следовательно, настоящее изобретение предлагает простой и надежный метод производства холодильных плит с относительно низкой потерей давления, которые имеют преимущества относительно ранее изготавливаемых видов плит.Therefore, the present invention provides a simple and reliable method for the production of refrigeration plates with a relatively low pressure loss, which have advantages over previously manufactured types of plates.
В предпочтительном осуществлении изобретения выполнение прессовой посадки трубы внутри канала с помощью технологии обработки металла давлением включает такой обжим корпуса плиты после установления металлической трубы в канал, которая придаст каналу и трубе овальную форму сечения. Такой способ обработки металла давлением имеет дополнительное преимущество, состоящее в улучшении металлургической структуры корпуса плиты.In a preferred embodiment of the invention, the press fit of the pipe inside the channel using metal forming technology involves crimping the plate body after installing the metal pipe in the channel, which will give the channel and pipe an oval sectional shape. This method of metal forming has the additional advantage of improving the metallurgical structure of the plate body.
В качестве альтернативного осуществления изобретения предлагается выполнение прессовой посадки трубы внутри канала с помощью технологии обработки металла давлением, которое может включать обжим корпуса плиты после установления металлической трубы в канал.As an alternative embodiment of the invention, it is proposed to press fit the pipe inside the channel using metal forming technology, which may include crimping the plate body after installing the metal pipe in the channel.
Другим способом осуществления изобретения является выполнение прессовой посадки трубы внутри канала с помощью технологии обработки металла давлением, которое может включать расширение трубы путем установления в ней гидравлического давления.Another way of carrying out the invention is to press fit the pipe inside the channel using metal forming technology, which may include expanding the pipe by setting the hydraulic pressure in it.
Факультативным способом осуществления изобретения является выполнение прессовой посадки трубы внутри канала, которое может включать расширение трубы путем, по меньшей мере, одного внутреннего взрыва.An optional embodiment of the invention is to press fit the pipe inside the channel, which may include expanding the pipe by at least one internal explosion.
Другим возможным способом осуществления изобретения является выполнение прессовой посадки трубы внутри канала, которое может включать расширение трубы путем ее расширения с помощью расширительной головки.Another possible way of carrying out the invention is to press fit the pipe inside the channel, which may include expanding the pipe by expanding it with an expansion head.
Кроме того, способ может включать горячую посадку трубы внутри канала. Эта посадка может проводиться до прессовой посадки с помощью технологии обработки металла давлением. Однако в этом случае потребуется дополнительное оборудование.In addition, the method may include a hot fit pipe inside the channel. This fit can be carried out before press fit using metal forming technology. However, in this case additional equipment is required.
Следует принять во внимание, что также возможно последовательное выполнение одного или более указанных выше этапов в комбинации с технологией обработки металла давлением с целью оптимизации прессовой посадки трубы в канале. До или после процесса обработки металла давлением могут быть выполнены вспомогательные этапы. Хотя, в общем, обработки металла давлением достаточно для проведения желаемой прессовой посадки без необходимости какой-либо дальнейшей обработки.It should be noted that it is also possible to sequentially perform one or more of the above steps in combination with metal forming technology to optimize the press fit of the pipe in the channel. Before or after the metal forming process, auxiliary steps may be performed. Although, in general, metal forming is sufficient to carry out the desired press fit without the need for any further processing.
Корпус плиты обычно изготавливается из меди или стали. Размещаемая в канале труба может, например, изготавливаться из меди или нержавеющей стали. Труба может быть легко покрыта облицовочным слоем или покрытием, улучшающим теплообмен между трубой и корпусом плиты и при необходимости предотвращающим непосредственный контакт между металлом корпуса плиты и трубы.The plate body is usually made of copper or steel. The tube placed in the channel may, for example, be made of copper or stainless steel. The pipe can be easily coated with a lining layer or coating that improves heat transfer between the pipe and the plate body and, if necessary, prevents direct contact between the metal of the plate body and the pipe.
Торцы трубы, выступающие из канала преимущественно изгибаются в направлении задней поверхности корпуса плиты так, чтобы они образовывали соединительные патрубки в направлении, перпендикулярном плоскости, параллельной задней поверхности корпуса плиты. Эти соединительные патрубки могут выводиться непосредственно через соединительные отверстия кожуха печи, т.е. внутри печи какие-либо сварные или другие соединения труб отсутствуют. Более того, изогнутые торцы трубы могут, по меньшей мере, частично компенсировать тепловое расширение или сжатие холодильной плиты в печи, причем потребуются более простые компенсаторы соединения патрубков с системой хладоносителя.The ends of the pipe protruding from the channel are predominantly bent towards the rear surface of the plate body so that they form connecting pipes in a direction perpendicular to a plane parallel to the rear surface of the plate body. These connecting pipes can be discharged directly through the connecting holes of the furnace casing, i.e. there are no welded or other pipe joints inside the furnace. Moreover, the curved ends of the pipe can at least partially compensate for the thermal expansion or contraction of the refrigeration plate in the furnace, and simpler expansion joints for connecting the pipes to the refrigerant system will be required.
Корпус плиты имеет первую граничную поверхность и противолежащую ей вторую граничную поверхность, где, по меньшей мере, один канал проходит через металлический корпус плиты так, что образует первое отверстие на первой граничной поверхности и второе отверстие на второй граничной поверхности. Такое свойство гарантирует улучшенное охлаждение тех краев корпуса плиты, где трубы выходят из граничной поверхности корпуса плиты. Граничные поверхности скошены в направлении задней поверхности корпуса плиты так, что образуют выступы, защищающие торцы трубы, которые выступают за граничную поверхность. Для того, чтобы улучшить защиту выступающих из граничной поверхности торцов трубы, также возможно вырезать выемку в граничной поверхности в направлении задней поверхности корпуса плиты, чтобы одно из отверстий канала размещалось в выемке.The plate casing has a first boundary surface and a second boundary surface opposite to it, where at least one channel passes through the metal casing of the plate so as to form a first hole on the first boundary surface and a second hole on the second boundary surface. This property guarantees improved cooling of those edges of the plate body where the pipes exit the boundary surface of the plate body. The boundary surfaces are beveled towards the rear surface of the plate body so that they form protrusions protecting the ends of the pipe, which protrude beyond the boundary surface. In order to improve the protection of the ends of the pipes protruding from the boundary surface, it is also possible to cut a recess in the boundary surface in the direction of the rear surface of the plate body so that one of the channel openings is located in the recess.
Холодильная плита для металлургических печей согласно настоящему изобретению включает металлический корпус плиты с передней поверхностью, задней поверхностью и, по меньшей мере, одной металлической трубой, проходящей через корпус металлической плиты под передней поверхностью так, что оба торца трубы выступают из корпуса плиты. Между металлическим корпусом плиты и этой одной трубой достигается прессовая посадка. В соответствии с этим важным аспектом корпус плиты подвергается пластической деформации вдоль указанного канала. Следует принять во внимание, что пластическое формоизменение заготовки корпуса плиты является благоприятным для прессовой посадки.A refrigerating plate for metallurgical furnaces according to the present invention includes a metal plate body with a front surface, a rear surface and at least one metal pipe passing through the metal plate body under the front surface so that both ends of the pipe protrude from the plate body. A press fit is achieved between the metal plate body and this single pipe. In accordance with this important aspect, the plate body undergoes plastic deformation along said channel. It should be borne in mind that the plastic forming of the blank of the plate body is favorable for a press fit.
В предпочтительном воплощении изобретения металлический корпус плиты имеет утолщение, располагающееся вдоль упомянутого выше канала. Утолщение может быть предусмотрено на передней или задней поверхности корпуса плиты вблизи канала, вдоль которого оно располагается. Прилежащее к каналу утолщение значительно упрощает процесс обработки металла давлением или пластической деформации зоны вокруг канала для осуществления прессовой посадки. Соответственно, процесс обработки металла давлением может быть произведен сжатием утолщения относительно корпуса плиты. Для дальнейшего упрощения деформации внутри вышеупомянутого утолщения предусматривается прорезь. В этом случае утолщение предпочтительно расположить на задней поверхности корпуса плиты.In a preferred embodiment of the invention, the metal plate body has a bulge located along the aforementioned channel. Thickening may be provided on the front or rear surface of the plate body near the channel along which it is located. The thickening adjacent to the channel greatly simplifies the process of metal forming by pressure or plastic deformation of the zone around the channel for press fit. Accordingly, the metal forming process can be performed by compressing the bulge relative to the plate body. To further simplify the deformation, a slot is provided within the aforementioned bulge. In this case, the thickening is preferably located on the rear surface of the plate body.
Корпус плиты предпочтительно изготавливать из стали или меди. Труба предпочтительно изготавливается из нержавеющей стали или меди. Было определено, что комбинация стального корпуса плиты и медной трубы особенно эффективна. Каждый из выступающих торцов трубы загибается таким образом, чтобы они образовывали соединительные патрубки, имеющие перпендикулярное направление относительно плоскости, параллельной задней поверхности корпуса плиты.The plate body is preferably made of steel or copper. The pipe is preferably made of stainless steel or copper. It has been determined that the combination of a steel plate body and a copper pipe is particularly effective. Each of the protruding ends of the pipe is bent so that they form connecting pipes having a perpendicular direction relative to a plane parallel to the rear surface of the plate body.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее описывается предпочтительное осуществление изобретения с учетом прилагаемых чертежей, где:The following describes a preferred embodiment of the invention in view of the accompanying drawings, wherein:
Фиг.1: Продольное сечение корпуса плиты для производства холодильной плиты согласно изобретению;Figure 1: A longitudinal section of the plate body for the production of a refrigerating plate according to the invention;
Фиг.2: Продольное сечение корпуса плиты Фиг.1 после размещения в канале корпуса плиты трубы с радиальным зазором;Figure 2: A longitudinal section of the plate body of Figure 1 after placement in the channel of the body of the plate of the pipe with a radial clearance;
Фиг.3: Продольное сечение корпуса плиты и трубы согласно Фиг.2 после прессовой посадки трубы внутри канала;Figure 3: A longitudinal section of the body of the plate and pipe according to Figure 2 after the press fit pipe inside the channel;
Фиг.4: Продольное сечение готовой холодильной плиты;Figure 4: A longitudinal section of the finished refrigeration plate;
Фиг.5: Альтернативный вариант изготовления холодильной плиты согласно изобретению;5: An alternative embodiment of a refrigerator according to the invention;
Фиг.6: Продольное сечение корпуса плиты после размещения в канале корпуса плиты трубы с радиальным зазором, изображающее этап расширения трубы с помощью гидравлического давления для достижения прессовой посадки трубы внутри канала;6: A longitudinal section of the plate body after placement of a pipe with a radial clearance in the channel of the plate body, showing the step of expanding the pipe using hydraulic pressure to achieve a press fit of the pipe inside the channel;
Фиг.7: Продольное сечение корпуса плиты после размещения в канале корпуса плиты трубы с радиальным зазором, изображающее этап расширения трубы с помощью клинообразной головки для достижения прессовой посадки трубы внутри канала;7: A longitudinal section of the plate body after placing a pipe with a radial clearance in the channel of the plate body of the pipe, depicting the step of expanding the pipe with a wedge-shaped head to achieve a press fit of the pipe inside the channel;
Фиг.8: Местный вид заготовки корпуса плиты сбоку в соответствии с настоящим вариантом осуществления;FIG. 8: Side view of a plate body blank in accordance with the present embodiment; FIG.
Фиг.9: Местный вид заготовки корпуса плиты сбоку согласно Фиг.8 с размещенной в канале корпуса плиты с радиальным зазором трубой;Fig. 9: A partial side view of the plate body blank according to Fig. 8 with a pipe placed in the channel of the plate body with a radial clearance;
Фиг.10: Местный вид готового корпуса плиты согласно Фиг.9 сбоку, показывающий сжатие разреза канала;Figure 10: Local view of the finished body of the plate according to Figure 9 from the side, showing the compression of the section of the channel;
Фиг.11: Местный вид заготовки корпуса плиты сбоку в соответствии с настоящим вариантом осуществления;11: Local view of the workpiece of the housing of the plate from the side in accordance with the present embodiment;
Фиг.12: Местный вид заготовки корпуса плиты сбоку согласно Фиг.11 с размещенной в канале корпуса плиты с радиальным зазором трубой;12: A partial side view of the plate body blank according to FIG. 11 with a pipe placed in the plate body channel with a radial clearance;
Фиг.13: Местный вид готового корпуса плиты согласно Фиг.12 сбоку, показывающий сжатие разреза канала;13: A side view of the finished plate body according to FIG. 12, showing side sectional compression of a channel;
Фиг.14: Местный вид заготовки корпуса плиты сбоку в соответствии с настоящим вариантом осуществления;Fig: A partial side view of the plate body blank in accordance with the present embodiment;
Фиг.15: Местный вид готового корпуса плиты согласно Фиг.14 сбоку, показывающий сжатие разреза канала;Fig. 15 is a side view of the finished plate body according to Fig. 14, showing side sectional compression of the channel;
Описание предпочтительного внедренияDescription of preferred implementation
Фиг.1 изображает металлический корпус плиты, использующийся в соответствии с настоящим изобретением для изготовления холодильной плиты (также называемого «плитового холодильника»), которая монтируется к внутренней стороне кожуха металлургической печи, например доменной печи. Этот корпус 10 плиты имеет переднюю поверхность 12, заднюю поверхность 14 и четыре периферийных поверхности. Две из этих четырех граничных поверхностей обозначены на чертеже цифрами 16, 18, причем две другие граничные поверхности на сечении Фиг.1 не видны. Граничные поверхности 16 и 18 скошены в направлении задней поверхности 14 корпуса плиты. Передняя поверхность 12, которая выходит внутрь печи, предпочтительно оснащается выемками 20, увеличивающими охлаждающую поверхность и улучшающими прилегание огнеупорной облицовки. Цифрой 22 обозначен прямой цилиндрический канал, проходящий через металлический корпус 10 плиты под передней поверхностью 12 так, чтобы образовать отверстия 24, 26 на граничных поверхностях 16, 18. Сечение канала обычно имеет круглую форму, но не исключается сечение овальной формы. Корпус 10 плиты имеет несколько таких каналов 22, располагающихся обычно параллельно друг другу.Figure 1 depicts a metal plate housing used in accordance with the present invention for the manufacture of a refrigeration plate (also called a “plate refrigerator”) that is mounted to the inside of a casing of a metallurgical furnace, such as a blast furnace. This
Такой корпус 10 плиты, изготавливается, например, из кованного или прокатного металлического листа из меди или медного сплава, причем каналы 22 высверливаются в этом листе. В качестве альтернативы корпус 10 плиты также может быть изготовлен из стального или медного листа непрерывным литьем, причем каналы 22 образуются стержневидными вставками во время процесса непрерывного литья, что, например, описано патентом WO-98/30345. После этого литые каналы могут быть обработаны резцом по металлу для уточнения допусков на размеры и форму.Such a
В соответствии с настоящим изобретением канал 22 не образует собой канала подачи охлаждающей жидкости (как правило, воды), а предназначен для размещения в нем металлической трубы 30, которая является каналом подачи хладоносителя. Как показано Фиг.2, эта металлическая труба 30, предпочтительно изготавливаемая из меди, медного сплава или нержавеющей стали, размещается в канале 22 с радиальным зазором так, чтобы оба торца трубы 32, 34 выступали из канала 22. Предпочтительная комбинация состоит из корпуса 10 трубы, изготовленного из нержавеющей стали и медной трубы 30. После размещения трубы 30 в корпусе 10 плиты следует достичь прессовой посадки трубы 30 внутри канала 22 с помощью сжатия сечения канала 22 (т.е. преобразования подвижной посадки в неподвижную) с помощью обработки металла давлением, которая применяется к корпусу 10 плиты. Такая прессовая посадка гарантирует плотный контакт между внешней стенкой трубы 30 и внутренней стенкой канала 22, результатом чего является улучшение теплообмена между корпусом 10 плиты и трубой 30. Фиг.3 изображает корпус 10 плиты с трубой 30 после достижения прессовой посадки трубы 30 в канале 22.In accordance with the present invention, the
Желаемая прессовая посадка трубы 30 в канале 22 корпуса 10 плиты достигается с помощью технологии обработки металла давлением, которая применяется к корпусу 10 плиты. Как описано ниже, может быть проведена одна или более предварительная или последующая обработка.The desired press fit of the
В соответствии с первым вариантом осуществления этого способа сечения канала 22 и трубы 30 имеют такие размеры, чтобы труба 30 имела в канале 22 радиальный зазор, при условии, что корпус 10 плиты и труба 30 имеют температуру окружающей среды. После размещения трубы 30 в канале 22 корпуса 10 плиты корпус 10 плиты обжимается. После этого первоначально имеющая цилиндрическую форму труба 30 приобретает овальную форму, чем достигается прессовая посадка трубы 30 в канале 22.According to a first embodiment of this method, the cross sections of the
Пример:Example:
Диаметр трубы: 69,9-70,1 мм (при 20°С)Pipe diameter: 69.9-70.1 mm (at 20 ° C)
Диаметр канала: 70,3-70,8 мм (при 20°С)Channel diameter: 70.3-70.8 mm (at 20 ° C)
Обжим плиты на 1 мм является достаточным для достижения прессовой посадки трубы 30 в канале 22. Сечение трубы 30 станет слегка овальным.A 1 mm plate crimp is sufficient to achieve a press fit of
Так как степень обжима плиты 10 имеет определенный верхний предел, могут потребоваться дополнительная предварительная или последующая обработка для укрепления прессовой посадки, полученной при обжиме плиты 10. Количество таких дополнительных мер описано ниже.Since the compression ratio of the
В качестве первого дополнительного этапа, что показано Фиг.6, сечения канала 22 и трубы также имеют такие размеры, чтобы труба 30 размещалась в канале 22 с радиальным зазором (т.е. значение допуска >0), причем корпус 10 плиты и трубы 30 имеют температуру окружающей среды. После размещения трубы 30 в канале 22 корпуса 10 плиты расширительная головка конической формы протягивается через трубу 30 с помощью гидравлического цилиндра 42. Эта расширительная головка 40 расширяет сечение трубы 30 и таким образом подготавливает прессовую посадку трубы 30 в канале 22 последующей обработки металла корпуса 10 плиты давлением. Тогда как механическое расширение трубы описывается как предварительная обработка, оно может быть также проведено после обжима корпуса 10 плиты.As a first additional step, as shown in FIG. 6, the cross-sections of the
В соответствии с другим дополнительным этапом, который показан Фиг.7, сечения канала 22 и трубы снова имеют такие размеры, чтобы труба 30 размещалась в канале 22 с радиальным зазором (т.е. значение допуска >0), причем корпус 10 плиты и трубы 30 имеют температуру окружающей среды. После размещения трубы 30 в канале 22 корпуса 10 плиты труба 30 расширяется с помощью гидравлической жидкости под давлением, которая накачивается в трубу 30. Устройство, изображенное Фиг.7, состоит из головки 50, которая герметично вставлена в один торец трубы 30. Эта головка 50 имеет стержень 52, проходящий внутри трубы 30, который поддерживает заглушку 54, герметично закрывающую трубу 30 в зоне противолежащего выхода канала 22. Канал 56 позволяет закачивать жидкость под давлением в трубу 30. Гидростатическое расширение трубы 30 способствует последующему достижению прессовой посадки трубы 30 в канале 22 при обработке металла корпуса 10 плиты давлением. Тогда как гидростатическое расширение трубы описывается как предварительная обработка, оно может быть также проведено после обжима корпуса 10 плиты.In accordance with another additional step, which is shown in Fig. 7, the cross-sections of the
В соответствии с еще одним дополнительным этапом до обработки металла давлением может быть произведена горячая посадка трубы 30 в корпус 10 плиты. Размеры сечений канала 22 и трубы 30 предусмотрены с радиальной посадкой при температурном равновесии. Перед размещением трубы 30 в канале 22 радиальный зазор образовывается подогреванием корпуса 10 плиты или охлаждением трубы 30. После установки трубы 30 радиальная посадка достигается возвратом к температурному равновесию. Следовательно, процесс обработки металла корпуса плиты давлением приведет к достижению желаемой прессовой посадки.In accordance with another additional step, prior to metal forming, the
Несомненно, возможным является выполнение одного или более вышеуказанных этапов, которые способствуют достижению желаемой прессовой посадки трубы 30 в канале 22. В общем, процесса обработки металла давлением будет достаточно для достижения желаемой прессовой посадки.Undoubtedly, it is possible to carry out one or more of the above steps, which contribute to the achievement of the desired press fit of the
Фиг.4 изображает готовую холодильную плиту, изготовленную из корпуса 10 плиты, показанного Фиг.1. После достижения желаемой прессовой посадки трубы в канале 22 корпуса 10 плиты торцы трубы 32,34, выступающие за скошенные граничные поверхности 16, 18, сгибаются в направлении задней поверхности корпуса 10 плиты так, чтобы образовать соединительные патрубки 60, 62, располагающиеся в направлении, перпендикулярном плоскости, параллельной задней поверхности 14. Следует заметить, что скошенные граничные поверхности 16, 18 образуют выступы 64, 66, которые предохраняют изогнутые торцы трубы 32, 34 от внешнего влияния печи.Figure 4 depicts a finished refrigeration plate made from the
Фиг.5 изображает готовую холодильную плиту, изготовленную на основе корпуса 10' плиты, имеющего слегка отличный от корпуса 10 плиты в соответствии с Фиг.1 проект. В этом корпусе 10' плиты каждое окончание канала входит в выемку 70, 72, которая вырезается в граничной поверхности 16', 18' корпуса 10' плиты. По направлению к передней поверхности 12' каждая выемка 70, 72 закрывается остаточной частью 74, 76 плиты. Предохраняемые остаточными частями 74, 76 плиты в направлении передней поверхности холодильной плиты, изогнутые торцы трубы 60', 62', располагающиеся в направлении, перпендикулярном плоскости, параллельной задней поверхности 14' корпуса плиты 10'.Figure 5 depicts a finished refrigeration plate made on the basis of the plate body 10 ', having a slightly different design from the
Другой предпочтительный вариант воплощения изобретения для изготовления холодильной плиты описан ниже. Данный вариант повышает верхнее ограничение настолько, насколько может быть уменьшена толщина корпуса 10, 10' плиты при обжиме готового корпуса 10, 10' плиты.Another preferred embodiment of the invention for the manufacture of a refrigerating plate is described below. This option increases the upper limit as much as the thickness of the
Фиг.8 изображает заготовку корпуса 10' плиты в соответствии с альтернативным вариантом внедрения изобретения для производства холодильной плиты. Фиг.8 является местным видом корпуса 10" плиты в зоне канала 22. Канал 22 может быть литым или высверленным, как описано выше. Корпус 10" плиты на задней поверхности 14 имеет утолщение 80. Это утолщение 80 проходит вдоль канала 22 в направлении, перпендикулярном плоскости Фиг.8. Утолщение 80 расположено вблизи места крепления, над каналом 22. Утолщение 80 обычно образуется корпусом 10" плиты во время изготовления кованных, прокатных или отлитых непрерывным литьем медных или стальных листов. В качестве альтернативы, утолщение может быть образовано последующим этапом, например наваркой. Следует заметить, что многочисленные утолщения обычно располагаются на задней поверхности 14 корпуса 10" плиты, т.е. по одному для каждого канала 22 (не показано).Fig. 8 shows a blank of a plate body 10 'in accordance with an alternative embodiment of the invention for the production of a refrigeration plate. Fig. 8 is a partial view of the
Фиг.9 изображает корпус 10" плиты с Фиг.8 с размещенной с радиальным зазором трубой 30 в канале 22. Такой радиальный зазор имеется при температурном равновесии между корпусом 10" плиты и трубы путем предусмотрения соответствующих размеров последней.Fig.9 depicts the
Фиг.10 изображает корпус 10" плиты и трубу 30 с Фиг.9 после проведения обработки металла корпуса 10" плиты, а именно утолщения 80 давлением. После размещения трубы 30 утолщение 80 сжимается, например, с помощью обжима. Обработка металла давлением обычно применяется к утолщению 80 локально так, что верхняя часть утолщения 80 придавливается к каналу 22, т.е. вертикально вниз. Механическое преобразование выравнивает заднюю поверхность 14 таким образом, что утолщение 80 постоянно вдавливается в корпус 10" плиты, как показано на Фиг.10. Сечение канала 22 при этом уменьшается до такой степени, что исходный радиальный зазор преобразовывается в прессовую посадку между трубой 30 и корпусом 10" плиты. Как видно на Фиг.10, после преобразования сечения цилиндрической трубы 30 и канала 22 принимают слегка овальную форму.Figure 10 depicts the
Толщина и форма утолщения 80 на Фиг.8-9 выбираются таким образом, чтобы достичь определенной постоянной пластической деформации в зоне корпуса 10" плиты, прилегающей к утолщению 80 и каналу 22. Такая пластическая деформация корпуса 10" плиты влечет за собой преимущественно упругую деформацию трубы 30. Таким образом, достигается посадка предварительного напряжения трубы 30 в канале 22. Следует заметить, что исходное утолщение 80 значительно облегчает обработку металла корпуса 10" плиты давлением для достижения прессовой посадки. В частности утолщение 80 исключает необходимость обжима корпуса 10" плиты полностью для достижения прессовой посадки и увеличивает степень уменьшения сечения канала 22.The thickness and shape of the
Фиг.11 изображает заготовку корпуса 10" плиты в соответствии с данным вариантом внедрения способа изготовления холодильной плиты. По сравнению с Фиг.8 корпус 10" плиты имеет идентичное утолщение 80, которое, однако, оснащено прорезью 82. Эта прорезь может быть произведена надрезанием или альтернативы литьем. Прорезь 82 имеет направление, параллельное плоскости Фиг.11, и размещается вдоль утолщения 80 от задней поверхности 14 в канал 22 таким образом, что образует в утолщении два буртика 84 и 84'. Прорезь 82 традиционно имеет длину утолщения 80 и располагается в направлении, параллельном плоскости Фиг.11. Ширина прорези обычно уменьшается по направлению к каналу 22.11 depicts a blank of a 10 "plate housing in accordance with this embodiment of a method for manufacturing a refrigerating plate. Compared to Fig. 8, the 10" plate body has an
Фиг.12 изображает корпус 10" плиты Фиг.11 с трубой 30, размещенной внутри канала 22 с радиальным зазором.Fig. 12 depicts the
Фиг.13 изображает готовый корпус 10" плиты. По сравнению с Фиг.12 труба 30 имеет прессовую посадку в канале 22 после обработки металла корпуса 10" плиты, а именно буртиков 84 и 84', давлением. Зона корпуса 10" плиты вокруг канала 22 пластически деформируется, например, обжимом с целью достижения прессовой посадки трубы 30 в канале 22. Буртики 84 и 84" постоянно изгибаются и соединяются так, что сжимают трубу 30. Исходная прорезь 82 при этом закрывается, что видно на Фиг.12. Следует заметить, что исходная прорезь 82 упрощает процесс обработки металла давлением путем снижения необходимого усилия для сжимания утолщения 80. Такого же эффекта можно достичь, если исходная прорезь 82 не полностью закрыта. В зависимости от размера исходной прорези вдоль канала 22 может остаться щель, которая не имеет значительного негативного влияния на готовую холодильную плиту. За исключением прерывистого утолщения 80, готовый корпус 10" плиты Фиг.13 имеет свойства и преимущества, аналогичные готовому корпусу 10" плиты Фиг.10.Fig.13 depicts the
Фиг.14 изображает заготовку корпуса 10 плиты в соответствии с приведенным ниже вариантом внедрения изобретения для изготовления холодильной плиты. По сравнению с Фиг.8 или Фиг.11 заготовка корпуса 10 плиты не имеет утолщения 80. Фиг.14 показывает корпус 10 плиты с трубой 30, размещенной в канале 22 с радиальным зазором.Fig.14 depicts the workpiece of the
Фиг.15 изображает корпус 10 плиты Фиг.14 в готовом виде. Корпус 10 плиты был подвержен обработке металла давлением, которая производила местное сжатие 90. Процесс обработки металла давлением для создания сжатия 90 может быть обжимом или сдавливанием. Сжатие 90 образуется локально на корпусе 10 плиты вблизи и вдоль канала 22. Соответственно, сжатие 90 проходит вдоль канала 22 в направлении, перпендикулярном плоскости Фиг.15. Сжатие 90 уменьшает сечение канала 22 по сравнению с Фиг.14. В результате этого достигается прессовая посадка трубы 30 в канале 22. Степень сжатия корпуса 10 плиты, т.е. высота сжатия 90, обычно определяется таким образом, чтобы достичь определенную пластическую деформацию зоны плиты корпуса 10 вокруг канала 22. Результатом такой определенной пластической деформации является упругая деформация трубы 30, причем гарантируется посадка предварительного напряжения трубы 30 в канале 22.Fig.15 depicts the
Как уже было отмечено, результатом способа, соответствующего Фиг.8-10;As already noted, the result of the method corresponding to Figs.
Фиг.10-11 или Фиг.14-15, является готовая холодильная плита, имеющая все основные свойства плит с Фиг.5 и Фиг.4.Figure 10-11 or Figure 14-15, is a finished refrigeration plate having all the basic properties of the plates of Figure 5 and Figure 4.
По сравнению с медными или стальными холодильными плитами, состоящими из кованного или прокатного корпуса плиты с высверленными каналами хладоносителя или медными холодильными плитами, изготовленными непрерывным литьем, где каналы подачи хладоносителя являются литыми, вышеописанные холодильные плиты имеют следующие преимущества:Compared to copper or steel refrigeration plates, consisting of a forged or rolled plate body with drilled coolant channels or continuous-cast copper refrigeration plates, where the coolant supply channels are cast, the above-described refrigeration plates have the following advantages:
- Могут быть использованы высококачественные медные или нержавеющие стальные трубы 30, 30', что гарантирует герметичность в течение многих лет, даже в случае эрозии, коррозии или растрескивания корпуса 10, 10' плиты;- High-quality copper or
- Так как корпус плиты больше не должен быть водонепроницаемым, можно достичь значительной экономии на качестве корпусов 10, 10' плит, что позволяет компенсировать затраты на высококачественные медные или нержавеющие стальные трубы 30, 30';- Since the plate body should no longer be waterproof, significant savings can be achieved on the quality of the 10, 10 'plate bodies, which can offset the costs of high-quality copper or
- Исключение необходимости приваривания соединительных патрубков к корпусу 10, 10' плиты, что исключает необходимость операции, требующей высококвалифицированных человеческих ресурсов и всегда предполагающей риск возникновения течей вследствие дефектов сварки;- Elimination of the need to weld the connecting pipes to the
- Трубы 30, 30' изогнутыми торцами 32, 34, 32', 34' обеспечивают намного меньший перепад давления, чем соединительные патрубки, приваренные к высверленному или литому каналу;-
- Трубы 30, 30' изогнутыми торцами 32, 34, 32', 34' исключают проблемы «глухих мест», таких как воздушный карман или твердые отложения, которые часто являются причинами коррозии и ограничения потока;-
- Улучшенное охлаждение краев корпуса 10, 10' плиты, так как трубы 30, 30' выходят из периферийных поверхностей 16, 18, 16', 18' корпуса 10, 10' плиты;- Improved cooling of the edges of the
- Изогнутые торцы труб 32, 34, 32', 34' компенсируют, по меньшей мере частично, температурное расширение или сжатие холодильной плиты в печи, таким образом, что требуются более простые компенсаторы соединения патрубков с системой хладоносителя;- The curved ends of the
По сравнению с отлитыми в формах холодильными плитами, где каналы подачи хладоносителя являются литыми, вышеописанные холодильные плиты имеют следующие преимущества:Compared to molded refrigerated plates, where the coolant supply channels are cast, the above-described refrigerated plates have the following advantages:
- Так как корпус 10, 10' плиты может быть изготовлен из кованного прокатного листа, или листа, изготовленного непрерывным литьем, производство требуемых корпусов плит без каких-либо пористостей, впадин становится относительно легким, надежным и недорогостоящим.- Since the
- Листы для производства корпуса 10, 10' плиты могут быть изготовлены на промышленном производстве с относительно низкими производственными затратами и постоянным качеством;- Sheets for the production of the
- нет необходимости беспокоиться о проблемах раздела поверхностей, возникающих между материалом трубы и жидким материалом корпуса плиты, затвердевающим вокруг трубы;- there is no need to worry about the problems of the separation of surfaces that arise between the pipe material and the liquid material of the plate body, hardening around the pipe;
- Прессовая посадка трубы 30 внутри канала 22 с помощью обработки металла давлением гарантирует хорошую постоянную теплопередачу между трубой 30 и корпусом 10, 10' плиты.-
Claims (34)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP03104532.1 | 2003-12-03 | ||
EP03104532A EP1548133A1 (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Method of manufacturing a cooling plate and a cooling plate manufactured with this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006123428A RU2006123428A (en) | 2008-01-20 |
RU2338790C2 true RU2338790C2 (en) | 2008-11-20 |
Family
ID=34530795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006123428/02A RU2338790C2 (en) | 2003-12-03 | 2004-12-03 | Method of fabrication of cooling plate and cooling plate fabricated by this method |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070068664A1 (en) |
EP (2) | EP1548133A1 (en) |
CN (1) | CN100434536C (en) |
RU (1) | RU2338790C2 (en) |
WO (1) | WO2005054519A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557437C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") | Cooling plate of blast furnace |
RU2600046C2 (en) * | 2015-01-12 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Method for making cooling tray of metallurgical furnace |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102248276B (en) | 2007-04-16 | 2013-10-30 | 日本轻金属株式会社 | Heat transfer plate and method of manufacturing same |
FI120219B (en) * | 2007-06-29 | 2009-07-31 | Abb Oy | Heat Sink |
LU91455B1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-07 | Wurth Paul Sa | Gap-filler insert for use with cooling plates for a metallurgical furnace |
LU91453B1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-07 | Wurth Paul Sa | Method for manufacturing a cooling plate for a metallurgical furnace |
LU91494B1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-05 | Wurth Paul Sa | Cooling plate for a metallurgical furnace and its method of manufacturing |
DE102008061414B4 (en) * | 2008-12-10 | 2013-01-31 | Hydac Electronic Gmbh | Method for producing an electromagnetic actuating device, in particular for actuating valves, and actuating device produced by the method |
LU91551B1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-15 | Wurth Paul Sa | Cooling plate for a metallurgical furnace |
CN102513793A (en) * | 2011-12-28 | 2012-06-27 | 烟台万隆真空冶金有限公司 | Manufacturing method for water cooled walls |
WO2015166320A1 (en) | 2014-04-30 | 2015-11-05 | Istituto Nazionale Di Fisica Nucleare | Method for producing a heat exchanger and relevant heat exchanger |
DE102018005265A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Holzhauer Gmbh & Co. Kg | Method for producing a cooling plate |
RU196503U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-03 | Константин Сергеевич Ёлкин | COOLING PLATE FOR METALLURGICAL FURNACE |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49108960A (en) * | 1973-11-15 | 1974-10-16 | ||
JPS5135661A (en) * | 1974-09-20 | 1976-03-26 | Nippon Aluminium Mfg | Netsukokanki no seizohoho |
DE2907511C2 (en) * | 1979-02-26 | 1986-03-20 | Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover | Cooling plate for shaft furnaces, in particular blast furnaces, and method for producing the same |
GB2079655B (en) * | 1980-07-07 | 1984-02-01 | Connell John O | Heat exchanger panel |
AT374497B (en) * | 1982-05-25 | 1984-04-25 | Voest Alpine Ag | COOLING PLATE FOR METALLURGICAL OVENS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
FI108751B (en) * | 1998-12-22 | 2002-03-15 | Outokumpu Oy | A method of producing a sliding casting heat sink and a heat sink produced by the method |
CN1203191C (en) * | 1999-04-09 | 2005-05-25 | Sms迪马格股份公司 | Stave for cool shaft kiln |
CN2390891Y (en) * | 1999-10-29 | 2000-08-09 | 济南钢铁集团总公司机械设备制造厂 | Cooling wall for blast furnace steel-casting |
DE10024587A1 (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Km Europa Metal Ag | Cooling plate |
LU90878B1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-17 | Wurth Paul Sa | Cooling plate for a metallurgical furnace and method for manufacturing such a cooling plate |
-
2003
- 2003-12-03 EP EP03104532A patent/EP1548133A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-12-03 US US10/580,626 patent/US20070068664A1/en not_active Abandoned
- 2004-12-03 WO PCT/EP2004/053264 patent/WO2005054519A1/en active Application Filing
- 2004-12-03 RU RU2006123428/02A patent/RU2338790C2/en not_active IP Right Cessation
- 2004-12-03 CN CNB2004800353559A patent/CN100434536C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-03 EP EP04804674A patent/EP1689891A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557437C1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-20 | Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") | Cooling plate of blast furnace |
RU2600046C2 (en) * | 2015-01-12 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Method for making cooling tray of metallurgical furnace |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1548133A1 (en) | 2005-06-29 |
WO2005054519A1 (en) | 2005-06-16 |
CN100434536C (en) | 2008-11-19 |
US20070068664A1 (en) | 2007-03-29 |
EP1689891A1 (en) | 2006-08-16 |
RU2006123428A (en) | 2008-01-20 |
CN1886522A (en) | 2006-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2338790C2 (en) | Method of fabrication of cooling plate and cooling plate fabricated by this method | |
US7549463B1 (en) | Cooling panel for a furnace for producing iron or steel | |
RU2423529C2 (en) | Procedure for fabrication of hearth-cooling plate of metallurgical furnace and produced hearth-cooling plate | |
RU2495940C2 (en) | Metallurgical furnace hearth-cooling plate and method of its fabrication | |
CN100458351C (en) | Charge-air cooler for motor vehicles | |
US6470958B1 (en) | Method of Producing a cooling plate for iron and steel-making furnaces | |
CN113305166B (en) | Diameter-expanding hot extrusion process for bimetal alloy steel composite pipe | |
RU2480696C2 (en) | Manufacturing method of cooling plate of metallurgical furnace | |
AU774297B2 (en) | Cooling plate and process for manufacturing a cooling plate | |
RU2001113684A (en) | COOLING BOARD AND METHOD FOR MAKING A COOLING BOARD | |
EP1178268A2 (en) | High-efficiency improved evaporator for refrigerators and deep-freezers | |
CA1168844A (en) | Method for manufacturing a thin copper plate with flow conduits | |
JP2719267B2 (en) | Manufacturing method of straight pipe part of radiant tube | |
EP0156053A1 (en) | Pipe moulds | |
JP2002106762A (en) | Heat transfer pipe | |
JP2007136512A (en) | Tight fitting copper pipe to die hole for water-cooling | |
RU2269402C1 (en) | Method of production of a bulky plate-cooler | |
RU2177851C2 (en) | Method for securing tubes in tube plates | |
JPH09220659A (en) | Casting metallic mold | |
JPS6216863A (en) | Production of hollow cam shaft | |
JPS63186090A (en) | Metallic pipe having excellent bending property |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121204 |