具有凹槽阵列结构的铜冷却壁的制作方法
【专利摘要】一种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，所述铜冷却壁本体的热面开有多条横向凹槽，其特征在于：所述所述铜冷却壁本体的热面还开有多条纵向凹槽，所述纵向凹槽与横向凹槽纵横交错，将槽壁分割成多个凸块，并且上述多个凸块形成凹槽阵列结构；所述铜冷却壁还设有多个抓钉，所述抓钉分别安装在凹槽底面上和/或凸块上。本实用新型由于设有纵向凹槽，因此铜冷却壁本体的热面有更多形成渣皮的空间，并且由于凸块能够对位于其周围的渣皮起到较好的稳固作用，因此渣皮不容易脱落。所述抓钉像钢筋一样分布在渣皮中，能够对渣皮起到较好的稳固作用，让渣皮更加不容易脱落，增强了铜冷却壁的挂渣能力，能形成长期永久的渣皮保护层。
【专利说明】具有凹槽阵列结构的铜冷却壁
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种炼铁高炉用的铜冷却壁，更具体地说涉及一种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁。
【背景技术】
[0002]现有炼铁高炉的炉墙是由耐火砖衬、冷却壁和炉壳三部分组成。耐火砖衬用以形成高炉内型，不仅承受炉内高温和冶炼过程的侵蚀，而且保护冷却壁免受高温热流直接冲击和炉料冲刷。炉壳主要用于安装冷却壁和密封高炉，并作为金属结构的一部分承重和传递载荷。而冷却壁位于耐火砖衬、和炉壳的中间，其主要作用是及时带走耐火砖衬的热量，使耐火砖衬的工作表面温度保持在其材质允许温度以下。然而，在高炉使用的中后期，耐火砖衬一旦被侵蚀掉后，主要依靠冷却壁良好的导热能力在热面及时形成渣皮作为保护层来继续抵挡炉料的侵蚀。
[0003]耐火砖衬、冷却壁和炉壳这三个部分是相互保护、相互依存的关系，其中任何一部分损坏都会影响其他部分的寿命，严重影响高炉的使用寿命。通过长期的生产实践证明，耐火砖衬受到多方面作用而逐步被侵蚀，这一过程是无法避免的。当耐火砖衬被侵蚀后，主要依靠冷却壁形成渣皮保护层来保护高炉。在这种情况下，冷却壁热面能否形成长期稳固的渣皮保护层，对高炉长寿具有重大的影响。
[0004]如图1所示，目前常规做法是，在冷却壁的热面，采用多条铸造成型或加工成型的横向凹槽结构，该横向凹槽的作用是用来安装耐火砖衬、挂靠渣皮，增加换热面积等。
[0005]在高炉生产过程中，受冷却壁热面凹槽的槽型形状和炉身角度等因素印象，冷却壁热面经常出现渣皮保护层频繁脱落的问题。当渣皮保护层起作用的时候，铜冷却壁的本体正常工作温度可以保证低于60°C，而当渣皮保护层脱落之后，铜冷却壁本体瞬间温度可能达到或超出150°C，直到重新形成渣皮保护层。可见，渣皮保护层频繁脱落，导致高炉炉况剧烈波动，铜冷却壁持续受到热气流和物流冲刷，甚至引发铜冷却壁的非正常损坏，从而影响高炉寿命。
[0006]
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术冷却壁热面经常出现渣皮保护层频繁脱落的问题的缺点，提供一种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，这种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁能够有效地减少渣皮保护层脱落的频率，更好的保护铜冷却壁。采用的技术方案如下:
[0008]一种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体,所述铜冷却壁本体的热面开有多条横向凹槽，其特征在于:所述所述铜冷却壁本体的热面还开有多条纵向凹槽，所述纵向凹槽与横向凹槽纵横交错，将槽壁分割成多个凸块，并且上述多个凸块形成凹槽阵列结构；所述铜冷却壁还设有多个抓钉，所述抓钉分别安装在凹槽底面上和/或凸块上。通过增设纵向凹槽，能够让铜冷却壁本体的热面有更多形成渣皮的空间，并且由于凸块能够对位于其周围的渣皮起到较好的稳固作用，因此渣皮不容易脱落。所述抓钉像钢筋一样分布在渣皮中，能够对渣皮起到较好的稳固作用，让渣皮更加不容易脱落。
[0009]较优的方案，所述横向凹槽、纵向凹槽均为直槽型凹槽、燕尾型凹槽或梯形凹槽。
[0010]较优的方案，所述抓钉为二抓钉、三抓钉、四抓钉、金字塔形抓钉或圆锥形抓钉。
[0011]较优的方案，所述抓钉与铜冷却壁本体的连接方式为螺纹固定、焊接或紧配。
[0012]较优的方案，所述铜冷却壁本体采用热压延铜板坯钻孔并焊接进出水管制成。
[0013]本实用新型对照现有技术的有益效果是，由于设有纵向凹槽，因此铜冷却壁本体的热面有更多形成渣皮的空间，并且由于凸块能够对位于其周围的渣皮起到较好的稳固作用，因此渣皮不容易脱落。所述抓钉像钢筋一样分布在渣皮中，能够对渣皮起到较好的稳固作用，让渣皮更加不容易脱落，增强了铜冷却壁的挂渣能力，能形成长期永久的渣皮保护层。
[0014]【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型现有技术的立体结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例1的立体结构示意图；
[0017]图3是图1所示实施例1的使用状态剖视图；
[0018]图4是本实用新型实施例2的剖视图。
[0019]【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]如图1、2所示,本实施例中的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁,包括铜冷却壁本体I，所述铜冷却壁本体I的热面开有多条横向凹槽2，所述所述铜冷却壁本体I的热面还开有多条纵向凹槽3，所述纵向凹槽3与横向凹槽2纵横交错，将槽壁分割成多个凸块4，并且上述多个凸块4形成凹槽阵列结构；所述铜冷却壁还设有多个抓钉5，所述抓钉5分别安装在凸块4上。通过增设纵向凹槽3，能够让铜冷却壁本体I的热面有更多形成渣皮的空间，并且由于凸块4能够对位于其周围的渣皮起到较好的稳固作用，因此渣皮不容易脱落。所述抓钉5像钢筋一样分布在渣皮中，能够对渣皮起到较好的稳固作用，让渣皮更加不容易脱落。
[0022]所述横向凹槽2、纵向凹槽3均为直槽型凹槽。 [0023]所述抓钉5为二抓钉。
[0024]所述二抓钉与铜冷却壁本体I的连接方式为螺纹固定。
[0025]所述铜冷却壁本体I采用热压延铜板坯钻孔并焊接进出水管制成。
[0026]如图3所示，使用的时候，从外到内依次为炉壳6、浇注填充物7、铜冷却壁本体1、渣皮保护层8。
[0027]如果本实施例的铜冷却壁与【背景技术】的铜冷却壁，都具有相同的铜冷却壁外形尺寸，长度2.5米、宽度I米、厚度0.12米。假设凹槽形状为宽度52毫米、深度40毫米的直槽。【背景技术】的铜冷却壁结构为横向布置23条横向凹槽，凹槽中心距为107毫米；本实施例的铜冷却壁为横向布置23条横向凹槽2，纵向布置9条纵向凹槽3。通过计算，新型铜冷却壁的表面积增加0.5%，单块重量减少约220kg。
[0028]由上述对比可见本实施例的铜冷却壁与【背景技术】的铜冷却壁相比具有以下优
占-
^ \\\.[0029](I)热交换面积的增加有利于提高铜冷却壁的导热能力，从而使渣皮保护层的形成时间缩短；
[0030](2)以一座普通3200m3高炉在炉腹、炉腰、炉身部位共使用四段铜冷却壁每段40块为例，单座高炉可节省铜材料约35吨；
[0031](3)槽顶设置抓钉阵列，有利于保证渣皮保护层长期稳固存在，解决或改善渣皮脱落的问题。【背景技术】的铜冷却壁结构，渣皮保护层与铜冷却壁之间仅依靠凹槽下表面的支撑力和两个表面摩擦力来固定渣皮。本实施例的铜冷却壁在原先的基础上增加了抓钉阵列结构，抓钉一端预先埋入铜冷却壁之中，另一端在渣皮形成的同时镶嵌在其内部，因此极大增强了铜冷却壁的挂渣能力，能形成长期永久的渣皮保护层。
[0032]实施例2
[0033]如图4所示，本实施例中的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于:
[0034]所述抓钉分别安装在横向凹槽2底面上、纵向凹槽3底面上、凸块4上。
[0035]所述抓钉5为三抓钉。
[0036]所述三抓钉与铜冷却壁本体I的连接方式为焊接。
[0037]实施例3
[0038]本实施例中的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于:
[0039]所述横向凹槽2、纵向凹槽3均为燕尾型凹槽。
[0040]所述抓钉5为四抓钉。
[0041]所述四抓钉与铜冷却壁本体I的连接方式为紧配。
[0042]实施例4
[0043]本实施例中的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于:
[0044]所述横向凹槽2、纵向凹槽3均为梯形凹槽。
[0045]所述抓钉5为金字塔形抓钉。
[0046]实施例5
[0047]本实施例中的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁与实施例1的区别在于:
[0048]所述抓钉5为圆锥形抓钉。
【权利要求】
1.一种具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，所述铜冷却壁本体的热面开有多条横向凹槽，其特征在于:所述所述铜冷却壁本体的热面还开有多条纵向凹槽，所述纵向凹槽与横向凹槽纵横交错，将槽壁分割成多个凸块，并且上述多个凸块形成凹槽阵列结构；所述铜冷却壁还设有多个抓钉，所述抓钉分别安装在凹槽底面上和/或凸块上。
2.如权利要求1所述的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，其特征在于:所述横向凹槽、纵向凹槽均为直槽型凹槽、燕尾型凹槽或梯形凹槽。
3.如权利要求1所述的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，其特征在于:所述抓钉为二抓钉、三抓钉、四抓钉、金字塔形抓钉或圆锥形抓钉。
4.如权利要求1所述的具有凹槽阵列结构的铜冷却壁，其特征在于:所述抓钉与铜冷却壁本体的连接方式为螺纹固定、焊接或紧配。
【文档编号】C21B7/10GK203715655SQ201320847241
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月21日 优先权日:2013年12月21日
【发明者】陈钢, 沈大伟, 陈名炯, 许领舜, 李立鸿 申请人:汕头华兴冶金设备股份有限公司