专利名称：转炉炉壳空气强制冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转炉炉壳空气强制冷却装置，具体的说，是一种转炉用的防止炉壳变形的空气冷却装置。
背景技术：
转炉炉衬自九十年代初使用镁碳(MgO-C)以来炉龄大幅度提高，特别是在采用溅渣护炉技术以后，炉龄几乎达到“无限寿命”。但炉龄的大幅度提高又带来了一定的负作用，这就是因导热增大，炉体热负荷增大，炉壳钢板表面温度也大幅上升(350～500℃)，造成炉壳变形，直桶部分与托圈之间的间隙逐渐变小，发展下去将无法转动炉体，炼钢将被迫停产。这种危及生产的现象已成为世界各国亟待解决的重要课题。解决这一问题的办法，一是改善炉壳钢的耐热性能，二是强化炉壳的冷却。
在炉壳的冷却方面，水冷技术用得较普遍，但部位主要集中在转炉炉口水箱、炉体罩及炉锥部分，对容易产生蠕变的炉壳托圈内部位无能为力。近年来，英国克瓦纳DaVy公司和英钢联于联合开发了Hi-Vap冷却系统，据报道，转炉实施Hi-Vap系统改造后，可大大降低炉壳的温度，减少(或阻止)炉壳的变形，使炉壳具有“无限”的寿命。在现已变形的炉壳上使用Hi-Vap气雾冷却冷却技术，可以控制炉壳的变形，延长炉壳的使用寿命。使用了该技术后，最难解决的问题是炉壳溢流水问题，因为这会导致转炉出钢有爆炸的危险。
目前国内的各种规格的转炉，大都没有炉壳冷却系统。而目前的炉壳变形问题比较突出，炉壳寿命比较短。原空气冷却装置比较简单，如图1所示，进风通道只有耳轴11一种方式，通过与风冷总管2及连接管3相连通的冷却元件4——喷嘴，将冷却管口对着炉壳5在托圈1的下缘喷吹，由于托圈1内炉壳5近3米的高度，而空气对流随着距离的增加，风量衰减相当厉害，转炉是靠托圈来支撑和旋转的，转炉和托圈之间间隙较小，一般为100多毫米，导致托圈1内侧的炉壳5散热效果极差，易引起炉壳高温，导致炉壳变形膨胀，有可能引起顶坏水冷托圈，破坏支撑装置，影响安全生产。由此可知该种简单风冷效率相当低下，远远不能满足炉壳冷却的需要。而国内没有空气强制冷却的转炉，转炉蠕变现象非常严重，寿命普遍低下，炉壳长寿面临非常严峻的局面。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种炼钢转炉用的炉壳冷却装置，可以有效的降低转炉炉壳工作温度过高的问题，使炉壳的工作温度明显的下降。以达到减缓炉壳的变形，有效延长转炉炉壳的使用寿命。这样一方面解决了危及转炉生产的重大设备隐患，另一方面炉壳寿命的延长可以带来可观的经济效益。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是包括一种转炉炉壳空气强制冷却装置，包括，一风机，对装置供应冷风；进风通道，通过炉外总管与风机相连；托圈，设于转炉与支撑装置托圈的间风冷总管，设置于托圈下，与进风通道相通；还包括，冷却器，设置于转炉和托圈之间，通过连接管与风冷总管相连通；风机出来冷风通过炉外总管与进风通道相连，经进风通道与风冷总管相连，再经连接管连到冷却器上，冷风经冷却器直接喷到炉壳的外表上，对炉壳进行冷却。
可根据进风量要求，分为耳轴通道式和悬挂风箱式。
所述的进风通道为耳轴通道式，通过耳轴的中间孔与风冷总管相连。
所述的进风通道为悬挂风箱式，悬挂风箱挂设在托圈与耳轴轴承座之间，通过悬挂风箱，风冷总管与炉外总管相连通。
进一步，冷却器可根据炉壳与托圈间隙大小，分为冷却板和冷却管两种形式。
所述的冷却器为若干冷却板，冷却板插设于炉壳与托圈之间，在转炉炉身的周围布置了一块块的冷却板，冷却板为中空结构，一侧面开有数个喷吹孔，冷风通过喷吹孔喷到炉壳。
又，所述的冷却器还可以是冷却管形式，冷却管设置于炉壳与托圈之间，在转炉炉身的周围布置了一支支的冷却管，冷却管上设有数个喷嘴，冷风通过喷嘴喷到炉壳。
冷却器插入到转炉与支撑装置托圈的间隙内，通过其上的冷却喷嘴对转炉炉壳直接进行冷风垂直喷射冷却。另外，可根据转炉炉壳的冷却要求对喷嘴进行布置，使在有限的风机能力下达到最佳的冷却效果。其中，冷却器上的喷吹孔，要考虑喷吹速度、换热系数和喷孔动压之间的矛盾关系，并进行有限元模拟，进行优化得到合适的尺寸。
本实用新型的技术效果是采用对转炉炉壳直接进行冷风垂直喷射冷却，由于垂直喷射冷却的冷却系数是传统的简单风冷的5倍左右，故可大大提高转炉炉壳的冷却效果，有效降低转炉炉壳过高的工作温度，达到减缓炉壳的变形，有效延长转炉炉壳的使用寿命。这样一方面解决了危及转炉生产的重大设备隐患，另一方面炉壳寿命的延长可以带来可观的经济效益。
图1为现有技术的简单风冷结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为图2的俯视结构示意图。
图4-1为本实用新型冷却板的结构示意图。
图4-2为图4-1的右视图。
图5为本实用新型的冷却管示意图。
图6为本实用新型中进风通道一种结构形式的示意图。
图7为本实用新型进中风通道另一种结构形式的示意图。
具体实施方式
如图2、图3、图6、7所示，本实用新型提供的转炉炉壳空气强制冷却装置，包括一风机9，对装置供应冷风；进风通道7，通过炉外总管8与风机9相连；托圈1，套设于转炉5；风冷总管2，固设于托圈1下，与进风通道7相通；还包括冷却器4，设置于转炉5和托圈1之间，通过连接3与风冷总管2相连通；风机出来冷风通过炉外总管与进风通道相连，经进风通道与风冷总管相连，再经连接管连到冷却器上，冷风经冷却器直接喷到炉壳的外表上，对炉壳进行冷却。
如图4-1、4-1、图5所示，为了适应各转炉系统炉壳与间隙不同的特点，以达到最佳的风冷效果，本实用新型提供了两种冷却器结构，分为冷却板和冷却管两种形式。其中，冷却板式即在转炉炉身的周围布置了数块冷却板4’，这些冷却板4’插到炉壳5与托圈1的间隙中，并由固定件6固定，冷却板4’为中空结构，一侧面开有数个喷吹孔41’，冷风通过喷吹孔41’喷到炉壳5。
而冷却管式是在转炉炉身的周围布置了数支冷却管4”，这些冷却管4”插设到炉壳5与托圈1的间隙中，在冷却管4”上设有数个喷嘴41”，冷风通过喷嘴41”喷到炉壳5。冷却器冷却喷嘴，可根据转炉炉壳的冷却要求对喷嘴进行布置，使在有限的风机能力下达到最佳的冷却效果。其中，冷却器上的喷吹孔，要考虑喷吹速度、换热系数和喷孔动压之间的矛盾关系，并进行有限元模拟，进行优化才能得到合适的尺寸。
如图6、7所示，为了适应转炉强制冷却大流量的需要，本实用新型提供了两种进风通道。由于转炉是要随时旋转操作的，故进风通道7必须要满足旋转的需要。其一为耳轴通道式，耳轴旋转接头通道内径在300毫米左右，一般适应风量要求较小的转炉系统；而悬挂风箱7’则对风量要求无限制，其将风道挂在托圈1与耳轴11轴承座之间，可以满足转炉上大风量的要求。
请参见图6，所述的进风通道7为耳轴通道式，通过耳轴11的中间孔与炉外总管8相连。
本实用新型的进风通道7的另一种结构形式为悬挂风箱式，悬挂风箱7’挂设在托圈1与耳轴11轴承座之间，通过悬挂风箱7’，风冷总管2与炉外总管8相连通，如图7所示。
这样，从供风动力系统风机9出来的强制冷风通过炉外风管8，到适应旋转需要的进风通道7，供给焊接在托圈1下缘的风冷总管2，对炉壳5与托圈1间的冷却器4进行供风，冷却器4通过冷却喷嘴对转炉炉壳5直接进行冷风垂直喷射冷却，由于垂直喷射冷却的冷却系数是传统的简单风冷的5倍左右，故可大大提高转炉炉壳的冷却效果。
实施强制炉壳风冷后，可使炉壳温度长期稳定在350℃以下，远离炉壳材料的蠕变温度(420～450℃左右)，避免炉壳的塑性变形，从而能大大提高炉壳的服役寿命。
权利要求1.转炉炉壳空气强制冷却装置，包括，一风机，对装置供应冷风；进风通道，通过炉外总管与风机相连；托圈，套设于转炉；风冷总管，固设于托圈下，与进风通道相通；其特征在于，还包括冷却器，设置于转炉和托圈之间，通过连接管与风冷总管相连通；风机出来冷风通过炉外总管与进风通道相连，经进风通道与风冷总管相连，再经连接管连到冷却器上，冷风经冷却器直接喷到炉壳的外表上，对炉壳进行冷却。
2.如权利1要求所述的转炉炉壳空气强制冷却装置，其特征在于，所述的进风通道为耳轴通道式，通过耳轴的中间孔与风冷总管相连。
3.如权利1要求所述的转炉炉壳空气强制冷却装置，其特征在于，所述的进风通道为悬挂风箱式，悬挂风箱挂设在托圈与耳轴轴承座之间，通过悬挂风箱，风冷总管与炉外总管相连通。
4.如权利1要求所述的转炉炉壳空气强制冷却装置，其特征在于，所述的冷却器为若干冷却板，冷却板插设于炉壳与托圈之间，冷却板为中空结构，一侧面开有数个喷吹孔。
5.如权利1要求所述的转炉炉壳空气强制冷却装置，其特征在于，所述的冷却器为冷却管，冷却管设置于炉壳与托圈之间，冷却管上设有数个喷嘴。
专利摘要转炉炉壳空气强制冷却装置，包括风机、通过炉外总管与风机相连的进风通道、托圈、设置于托圈下与进风通道相通的风冷总管；还包括冷却器，设置于转炉和托圈之间，通过连接管与风冷总管相连通；进风通道为耳轴通道式或悬挂风箱式，冷却器为若干冷却板或冷却管。风机出来冷风通过炉外总管与进风通道相连，经进风通道与风冷总管相连，再经连接管连到冷却器上，冷风经冷却器直接喷到炉壳的外表上，对转炉炉壳直接进行冷风垂直喷射冷却。由于垂直喷射冷却的冷却系数是传统的简单风冷的5倍左右，故可大大提高转炉炉壳的冷却效果，有效降低转炉炉壳过高的工作温度，达到减缓炉壳的变形，有效延长转炉炉壳的使用寿命。
文档编号F27B7/20GK2548097SQ0226515
公开日2003年4月30日 申请日期2002年6月28日 优先权日2002年6月28日
发明者黄建东, 李存林 申请人:宝山钢铁股份有限公司