一种用于维护工业炉窑冷却壁的方法与流程

本发明涉及工业炉窑冷却设备技术领域，特别是涉及一种用于维护工业炉窑受损冷却壁的方法。

背景技术：

大量工业炉窑采用的是水冷冷却壁结构，冷却壁通常是这类炉窑的关键设备之一。如炼铁高炉大量采用铸铁、铜或铸钢等材料制成的冷却壁，该类冷却壁在恶劣的工况下容易受损失去冷却能力，降低工业生产效率，甚至造成安全隐患。很多工业炉窑由于结构特点，冷却壁失效后难以更换，冷却壁修复困难，冷却设备的维护工作繁重而艰巨。因此，有必要开发一种快速有效的针对冷却壁的维护设备。

目前，针对如高炉冷却壁的主要维护手段是穿管、插入微型冷却棒等技术。这些维护技术并不能有效恢复冷却设备的功能，无法彻底地消除冷却壁失效给工业炉窑安全、稳定运行带来的隐患，而且操作麻烦。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于维护工业炉窑受损冷却壁的方法，用于解决现有技术中炉窑冷却壁冷却失效后难以维护、修复的难题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于维护工业炉窑冷却壁的方法，在炉窑的冷却壁内安装与冷却壁紧密贴合的冷却套，通过介质输入管道向冷却套内输入冷却介质，冷却介质进入冷却套内带走冷却壁的热量，并通过介质输出管道输出连续带走冷却壁的热量。

本发明的有益效果是：结构简单、安装操作简单方便，通过冷却套与冷却壁紧密贴合连续不断的带走冷却壁的热量，使得冷却壁恢复冷却能力，提高工业炉窑运行的稳定性和安全性，降低生产损失。

进一步，所述冷却套为封闭式结构，所述冷却套内设有空腔，将介质输入管道和介质输出管道同时与空腔连通，冷却介质先由介质输入管道进入空腔带走热量再由介质输出管道输出，对冷却套进行连续不断地冷却。

进一步，所述介质输出管道固定套设在介质输入管道上，并与介质输入管道形成双层套管结构的介质输送管道。

进一步，所述介质输入管道伸入空腔的深度深于介质输出管道伸入空腔的深度。

进一步，所述冷却套为圆台结构，在套筒的外部套设有套筒，所述套筒的外部为圆筒结构，所述套筒内部为与冷却套的圆台锥度配合的圆台结构，先将冷却套伸入套筒内与套筒的内壁紧密贴合，再将套筒插入冷却壁中，套筒的外壁与冷却壁紧密贴合实现热量传递。

进一步，所述套筒沿其轴向上设有用于套筒变径的贯通缝隙(所谓的贯通缝隙即指缝隙的两端是敞开设置的)和非贯通缝隙(所谓的非贯通缝隙是指缝隙的一端是闭合的)，冷却套插入套筒内，通过与冷却套固定连接的介质输送管道带动冷却套移动调节冷却套插入套筒的深度，使得套筒变径与冷却壁紧密贴合。

进一步，所述套筒内部圆台结构的直径由后端至前端逐渐减小，且套筒外部的后端设有限位块，先将冷却套插入套筒内，再推动冷却套带着套筒一起插入冷却壁，并通过限位块限制套筒插入冷却壁的深度，冷却套继续伸入套筒使得套筒变径与冷却壁紧密贴合。

进一步，所述介质输送管道上安装有调节装置，调节装置带动介质输送管道移动从而调整与介质输送管道固定连接的冷却套插入冷却壁的深度。

进一步，所述调节装置包括通过调节件连接的第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰套设在介质输送管道上，所述介质输送管道上设有挡块，且挡块位于第一法兰和第二法兰之间，通过调节件使第一法兰推动挡块带动介质输送管道移动，从而调整冷却套插入冷却壁的深度。

进一步，将第二法兰固定安装在炉窑的炉壳上，所述调节件为螺栓，转动螺栓使第一法兰向第二法兰靠近，第一法兰推动挡块使挡块带着介质输送管道移动，介质输送管道移动调整冷却套插入冷却壁的深度。

进一步，所述介质输送管上设有罩住调节装置的波纹膨胀节或密封罩。

采用上述进一步方案的有益效果是：(1)介质输送管道是由介质输出管道和介质输入管道形成双层套管结构，冷却介质连续不断地从介质输入管道输入流经冷却套的空腔再由介质输出管道流出，实现连续冷却，而且可以适用不同的冷却介质如水、氮气或其它惰性气体等，适用范围广，冷却效率高，成本低，采用双层套管结构还便于安装调节装置，通过调节装置调节冷却套插入冷却壁的深度；(2)通过可变径的套筒与冷却套配合使得无需改变炉窑的结构便能安装该冷却设备，且使得冷却套通过套筒与冷却壁紧密贴合，充分快速地带走冷却壁的热量，结构简单，连接紧固，运行稳定；(3)通过调节件调整两个法兰之间的间距，从而推动介质输送管道带动冷却套和套筒配合实现与冷却壁的紧密贴合，结构简单、调节操作简单稳定，冷却套和冷却壁贴合效果好，利于带走冷却壁的热量；(4)通过波纹膨胀节实现一些因温度过高而变形的部件进行尺寸补偿，并且通过波纹膨胀节或密封罩有利于提高密封性能，避免炉窑内的烟气与粉尘排出，保持环境的洁净度，降低污染。

附图说明

图1显示为本发明的结构示意图；

图2显示为本发明在冷却壁竖直安装时的安装示意图；

图3显示为本发明在冷却壁向外倾斜安装时的安装示意图；

图4显示为本发明在冷却壁向内倾斜安装时的安装示意图；

图5显示为本发明套筒的结构示意图；

图6显示为本发明图5中的A向示意图。

零件标号说明

11 介质输入管道；

111 输入口；

12 介质输出管道；

121 输出口；

13 冷却套；

21 第一法兰；

22 第二法兰；

23 调节件；

24 挡块；

31 套筒；

311 贯通缝隙；

312 非贯通缝隙；

32 限位块；

4 波纹膨胀节；

5 炉壳；

6 冷却壁；

7 密封罩。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“前”、“后”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于维护或修复失去部分冷却能力或全部冷却能力的工业炉窑冷却壁，该炉窑冷却设备的前端伸入炉窑冷却壁，与炉窑冷却壁紧密贴合，使得冷却壁的热量有效传递到该炉窑冷却设备上并被带走，使得冷却壁恢复冷却能力，维护工业炉窑安全稳定地运行。

如图1所示，炉窑的炉壳5内设置有冷却壁6，先在冷却壁6上钻孔，再将冷却套安装在孔内与冷却壁6紧密贴合，对安装位置的环境要求低，可以根据需求选择任意安装位置钻孔，安装操作简单方便。通过介质输入管道11向冷却套13内输入冷却介质，冷却介质进入冷却套13内带走冷却壁6的热量，并通过介质输出管道12输出，使得冷却壁6恢复冷却能力。其中，冷却套13采用封闭结构，冷却套13内设有空腔，空腔同时与用于输入冷却介质的介质输入管道11和用于输出冷却介质的介质输出管道12连通。

如图1所示，介质输出管道12固定套设在介质输入管道11上，介质输出管道12与介质输入管道11形成双层套管结构的介质输送管道，介质输出管道12的内壁和介质输入管道11的外壁之间形成的间隙用于冷却介质输出，介质输出管道12和介质输入管道固定连接成一个整体结构的介质输送管道。介质输入管道11上设有输入口111，输入口111可与供水支管连接，介质输出管道12上设有输出口121，输出口121可与排水支管连接。冷却介质由输入口111进入介质输入管道11后流入空腔带走热量，并由介质输出管道12和介质输入管道11之间的间隙流出通过输出口121排出，进行连续不断地循环冷却。在本实施例中，介质输入管道11伸入空腔的深度深于介质输出管道12伸入空腔的深度，使得冷却介质进入空腔内充分循环带走热量后再由介质输出管道12排出，而且将介质输入管道11设置在内层，将介质输出管道12设置在外层并与冷却套13固定连接，降低了安装制造的难度。介质输出管道12和冷却套13固定连接，使得介质输出管道12移动便带动介质输入管道11和冷却套13一同移动。采用双层套管结构，冷却介质可以根据需求采用水、氮气或其它惰性气体，适用范围广，冷却效率好。介质输出管道12、介质输入管道11以及冷却套13可用铜、铝或铁等材料铸造或者焊接制造，生产制造简单、成本低。

如图1所示，冷却套13为圆台形状，冷却套13的外部套设有套筒31，套筒31由金属材料制成，套筒31的外部为圆筒结构，套筒31内部为与冷却套13锥度配合的圆台结构，套筒31内部圆台结构的直径由后端至前端逐渐减小。如图5所示，套筒31沿其轴向上设有用于套筒31变径的贯通缝隙311和非贯通缝隙312，贯通缝隙311和非贯通缝隙312沿套筒轴向方向设置，非贯通缝隙312的数量根据需求选择设置，套筒31在受到压力时，通过缝隙缓冲使得套筒31的直径改变。设置该结构的套筒31一方面使得无需改变炉窑结构便能进行快速安装，另一方面使得冷却套13与套筒31配合紧固安装，不易脱落，安装简单方便，套筒31与冷却壁6紧密贴合，冷却壁6的热量通过套筒31传递到冷却套13，提高冷却效率。套筒31外部的后端设有限制套筒31插入冷却壁6深度的限位块32，通过限位块32防止套筒31在变径插入冷却壁6时全部伸入冷却壁6内。

如图1所示，介质输出管道12和冷却套13固定连接或者采用一体制造，介质输出管道12、介质输入管道11和冷却套13形成一个整体结构。介质输出管道12上安装有用于带动介质输送管道移动的调节装置，通过调节装置调整冷却套13插入冷却壁6的深度，从而使得冷却套13与冷却壁6紧密贴合。调节装置包括通过调节件23连接的第一法兰21和第二法兰22，第一法兰21和第二法兰22为异型法兰，调节件23为螺栓，调节件23的一端依次穿过第二法兰22和第一法兰21，第二法兰22固定焊接安装在炉壳5上，转动调节件23使得第一法兰21和第二法兰22间距改变。第一法兰21和第二法兰22套设在介质输送管道的介质输出管道12上，两个法兰与介质输送管道采用间隙配合，在介质输送管道上固定设有挡块24，即挡块24固定设置在介质输出管道12的外壁，挡块24位于第一法兰21和第二法兰22之间，当转动调节件23时驱动第一法兰21向第二法兰22靠近，第一法兰21推动挡块24向第二法兰22靠近，挡块24带动介质输送管道移动，介质输送管道带动冷却套13调整插入冷却壁6的深度，从而使得冷却套13通过套筒31变径调整实现与冷却壁6充分紧密贴合，操作简单方便，调整运行稳定。调节装置的各个部件以及套筒可以采用铜、铝、钢或铁等材料铸造或者加工制造而成，生产制造简单方便，难度低，成本低。

工业炉窑的形状各异，炉窑冷却壁的安装方式也各不相同，针对不同的安装方式、不同的安装位置、不同形式的冷却壁，本发明的炉窑冷却设备均能适应，而安装操作简单方便，现列举几种不同形状的炉窑的安装情况。如图2所示，当冷却壁6竖直安装时，冷却壁热面(所谓的冷却壁热面是指靠近热源的一面，即远离调节装置的一面)为平面结构，介质输出管道与冷却壁垂直安装，介质输出管道上设有罩住调节装置的波纹膨胀节4，波纹膨胀节4的一端与第二法兰和炉壳固定焊接，波纹膨胀节4的另一端与介质输出管道12焊接固定，通过波纹膨胀节4密封焊接固定，用于设备零件因温度过高变形进行尺寸补偿，同时提高密封性能。如图3所示，当冷却壁6向外倾斜安装时，冷却壁热面为燕尾槽结构，介质输出管道12与冷却壁垂直安装，介质输出管道12上设有罩住调节装置的波纹膨胀节4，波纹膨胀节4的一端与第二法兰和炉壳固定焊接，波纹膨胀节4的另一端与介质输出管道12焊接固定，通过波纹膨胀节4密封焊接固定。如图4所示，当冷却壁6向内倾斜安装时，冷却壁热面为燕尾槽结构，介质输出管道12与冷却壁垂直安装，介质输出管道12上设有罩住调节装置的密封罩7，密封罩7的一端与第二法兰和炉壳固定焊接，密封罩7的另一端与介质输出管道焊接固定，通过密封罩7密封焊接固定，提高密封性能。介质输出管道上设置罩住调节装置的波纹膨胀节或密封罩时，根据该设备安装位置的温度进行选择安装，当温度波动剧烈时采用波纹膨胀节，温度波动较低时采用密封罩，密封罩的成本低，但适应能力低于波纹膨胀节，根据需求选择合适的部件。该炉窑冷却设备便于适应不同形状的炉窑，适应性强、安装操作简单方便。

本发明通过简单合理紧凑的结构布局，使得炉窑冷却设备与冷却壁紧密贴合，带走冷却壁的热量，使得出现故障的冷却壁可以恢复冷却能力、维护操作简单方便，有利于工业炉窑稳定、安全运行，降低生产损失。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。