一种高炉冷却装置的制作方法

本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及一种高炉冷却装置。

背景技术：

高炉冷却壁作为高炉本体的重要设备，能够保护炉壳、支撑耐火材料，要求具有充足的冷却能力，能够把炉内传递给它的热量通过冷却水带走，要求冷却壁的工作热面能够形成渣皮保护层充当工作衬、抵抗热流冲击。为满足上述功能，冷却壁需要同时具备充足的冷却能力和良好的机械性能。

理论和实践研究已经表明，高炉的炉腹、炉腰、炉身下部的长寿不完全取决于耐火材料，而是取决于冷却设备是否能长期可靠工作。实践证明，要让冷却设备长期可靠工作，必须依靠稳定的渣皮，渣皮是最好的“内衬”，稳定的渣皮能够有效保护冷却壁、提高高炉寿命。

对于铸铁(铸钢)冷却壁，其材质的导热系数偏低，冷却效果较差，难以生成稳定存在的渣皮保护层。铜冷却壁由于其良好的导热能力，具有很好的冷却效果，可在短时间形成渣皮，它的使用被认为解决了炉腹、炉腰、炉身下部寿命问题。但是，铜冷却壁在中国的使用却不令人满意，在大批高炉上出现了大面积损坏的情况。铜冷却壁的致命缺点是冷却过度，渣皮频繁脱落，不稳定，使得冷却壁本体不断处于裸露状态，不断承受高温气流冲刷、化学侵蚀、高温炉料磨损等，最终使得铜冷却壁损坏。

另外，全铜冷却壁一般为纯铜铸造或铜板钻孔加工而成，耗铜量大、制造困难、价格昂贵。为了实现钢和铜在性能与经济上的优势互补、保证冷却效果的前提下降低成本，近些年出现了铜钢结合的组合式冷却壁。组合式冷却壁大多是采用铜板和钢板进行焊接加工制成双金属结构的冷却壁，其内部形成冷却水通道，提高冷却效果。这种组合式冷却壁的焊缝长度很大，长期处于高温状态下焊缝容易开裂，出现漏水现象。

基于以上原因，发明人充分利用铸铁(铸钢)冷却壁的机械性能和铜材(或钢材或铸铁)及冷却循环水良好的导热性能，研发了强化型高效冷却装置，以克服现有技术的缺陷，保证高炉长寿。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高炉冷却装置，其结构简单、容易制作、性能稳定、冷却效果好。

为达到上述目的，本发明提出一种高炉冷却装置，安装在高炉炉壳内壁上，其中，所述高炉冷却装置包括冷却壁和至少一个冷却条，所述冷却壁具有朝向所述高炉炉腔的热面，所述冷却条安装在所述热面上，所述冷却条包括冷却条本体和两个冷却水管，所述冷却条本体内具有沿所述冷却条本体的轴向开设的冷却水通道，所述冷却水通道具有出水口和进水口，所述进水口和所述出水口均连通所述冷却水管，所述冷却水管的一端与所述冷却条本体密封连接，所述冷却水管的另一端贯穿所述冷却壁和所述高炉炉壳。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却条本体为铜冷却条本体。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却水管为与所述冷却条本体一体成型的铜管。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却条本体为钢制冷却条本体或铸铁冷却条本体。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却壁为铸铁冷却壁或铸钢冷却壁。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却装置包括多个所述冷却条，多个所述冷却条间隔设置。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述热面上具有设有多个间隔设置的凹槽，每个所述凹槽内均设有一个所述冷却条本体。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述冷却条本体凸出于所述热面。

如上所述的高炉冷却装置，其中，多个所述凹槽均沿水平方向开设。

如上所述的高炉冷却装置，其中，所述进水口和所述出水口均开设在所述冷却条本体背向所述高炉炉腔的一面。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的高炉冷却装置中冷却壁和冷却条相对独立，冷却壁和冷却条可以选用不同的材质加工而成，起保护和支撑作用的冷却壁可以选用机械性能良好的材质，起冷却作用的冷却条可以选用导热系数高、冷却效果好的材质，进而使得高炉冷却装置整体同时具备充足的冷却能力和良好的机械性能，也实现了性能与经济上的优势互补。

本发明提出的高炉冷却装置其冷却条本体的导热系数高，并且导热系数高的冷却条内部流通冷却水，冷却条本体高出冷却壁表面，有利于冷却条本体高效传热、迅速形成渣皮保护层，保护冷却条本体。多个冷却条间隔布置，各冷却条的渣皮保护层相互连接成为一个整体，能够有效保护整个冷却装置，延长其使用寿命。

本发明提出的高炉冷却装置其结构简单、容易制作。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明高炉冷却装置安装情况的轴测图；

图2为本发明高炉冷却装置安装情况的俯视图；

图3为本发明中冷却条的轴测图；

图4为本发明中冷却条的剖视图；

图5为本发明中冷却壁的轴测图；

图6为本发明中冷却壁的俯视图。

附图标记说明：

100高炉冷却装置；110冷却壁；

111热面；112凹槽；

113通孔；120冷却条；

121冷却条本体；122冷却水通道；

123出水口；124进水口；

125冷却水管；200炉壳。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

请参考图1至图6，本发明提一种高炉冷却装置100，安装在高炉炉壳200的内壁上，该高炉冷却装置100包括冷却壁110和至少一个冷却条120，冷却壁110具有朝向高炉炉腔的热面111，冷却条120安装在热面111上，冷却条120包括冷却条本体121，冷却条本体内具有沿冷却条本体121的轴向开设的冷却水通道122，冷却水通道122具有出水口123和进水口124，进水口124和出水口123均连通有冷却水管125，冷却水管125的一端与冷却条本体121密封连接，冷却水管125的另一端贯穿冷却壁110和高炉炉壳200。

本发明提出的高炉冷却装置100中冷却壁110和冷却条120相对独立，冷却壁110和冷却条120可以选用不同的材质加工而成，起保护和支撑作用的冷却壁110可以选用机械性能良好的材质，起冷却作用的冷却条120可以选用导热系数高、冷却效果好的材质，进而使得高炉冷却装置整体同时具备充足的冷却能力和良好的机械性能，也实现了性能与经济上的优势互补。

本发明提出的高炉冷却装置100其结构简单、容易制作。

在本发明一个可选的例子中，冷却条本体121为铜冷却条本体。由于铜材具有良好的导热性能，在流经冷却条本体121内部冷却水通道122中循环冷却水的作用下，冷却条120能够快速传递高炉内部热量，具有充足的冷却能力。并且由于导热性能良好，能够迅速在冷却条本体121表面形成渣皮保护层，减少高炉内部物料对冷却条本体121的磨损。

在本发明一个可选的例子中，冷却水管125为与冷却条本体121一体成型的铜管。保证了冷却水管125与冷却条本体121之间的密封性，同时也提高了冷却条120整体的机械强度。

在本发明中，冷却水管125穿过冷却壁110和炉壳200后与高炉外部水冷系统相连接，实现冷却循环水不断流经冷却通道122，进而实现冷却条120的冷却效果。

在本发明一个可选的例子中，冷却壁110为铸铁冷却壁或铸钢冷却壁。不但充分利用了铁材和铜材良好的机械性能，还降低了整个高炉冷却装置100的制造成本。

在本发明一个可选的例子中，高炉冷却装置100包括多个冷却条120，多个冷却条120间隔设置。间隔设置的冷却条120避免了全铜冷却壁冷却过度、渣皮频繁脱落的现象，形成稳定的渣皮保护层相互连接后覆盖在本发明提出的高炉冷却装置100的表面，能够有效保护整个冷却装置，延长使用寿命。

在本发明一个可选的例子中，热面111上具有多个间隔设置的凹槽112，每个凹槽112内均放置有一个冷却条本体121。

在一个可选的例子中，多个凹槽112均沿水平方向开设，冷却条本体121也水平设置于对应的凹槽112内。

在另一个可选的例子中，多个凹槽112沿竖直方向设置，冷却条本体121竖直设置于对应的凹槽112内。

本发明提出的高炉冷却装置100通过凹槽112对冷却条本体121的支撑，使高炉冷却装置100在整体上拥有了更高的机械性能。

在本发明一个可选的例子中，冷却条本体121凸出于热面11，进一步保证了能够充分利用冷却条本体121铜材及冷却水通道122中冷却水循环良好的导热性能。同时，由于强化了冷却条120的有效传热，使得冷却条120能够迅速形成渣皮保护层，进而更有效地保护冷却条120。

在本发明一个可选的例子中，凹槽112的底面开设有用于穿设冷却水管125的通孔113。通孔113不但便于冷却水管125的穿过，还能对冷却水管125起到限位和固定作用，使得与冷却水管125连接的冷却条本体121能够更稳固地设置在凹槽112内。

在本发明一个可选的例子中，进水口124和出水口123均开设在冷却条本体121背向所述高炉炉腔的一面(也称冷面)，冷却条本体121紧贴在凹槽112的底面上。

当然，在本发明中冷却条本体121的材质不限于铜，也可以采用钢材或铸铁，或者也可以采用本领域技术人员熟知的其它已知材料；冷却壁110的材料也可以采用本领域技术人员熟知的其它已知材料；其中，选择时，冷却条本体121的材料主要考虑其导热性能，冷却壁110的材料主要考虑其机械性能及经济价格，在此不进行赘述。

在本发明另一个可选的例子中，冷却条120由冷却条本体121和冷却水管125组装而成，冷却条本体121和冷却水管可以通过螺纹连接、卡接或焊接等多种形式连接，冷却条本体121的材质和冷却水管125的材质可以相同也可以不同。

在本发明再一个可选的例子中，冷却条本体121和冷却水管125一体成型铸造而成，冷却条本体121的材质和冷却水管125的材质可以相同也可以不同。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。