专利名称：具有加固件的冷却板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有加固件的冷却板，例如具有一个加固的顶端和/或底端，用于配有耐火衬砌体的竖炉、高炉和制造生铁的熔化容器、尤其也用于COREX熔融气化器(Einschmelzvergaser)，该冷却板由铜或者一种低合金的铜合金制成，并具有设置在其内部的冷却剂通道，其中冷却板由锻造或轧制钢锭制成，该冷却通道是垂直延伸的盲孔，并且其中在面对竖炉内部的侧面上加工出板条和凹槽。
这种冷却板通常设置在外壳与衬墙之间并连接到一个冷却系统上。在面对工艺室的一侧上冷却元件部分地配有耐火材料。
由DE 39 25 280已知一种冷却板，其中冷却通道通过铸铁浇铸的管道构成，并且冷却板体的底棱边构成耐火墙体的支承凸起。支承凸起也连接到冷却系统上。由于铸铁的低散热性并且由于冷却管与冷却板体之间的热阻力使得这些冷却板具有低的导热性，这是由于氧化层或空气间隙引起的。
在一定的运行时间过后、在高炉墙体损坏的情况下，冷却板的内表面直接置于炉温下。因为炉温远高于铸铁的熔化温度，并且冷却板的内部热传导阻力导致热的板侧面不利的冷却，这不可避免地加速铸铁板的磨损并相应地限制了使用寿命。
此外已知由铸铜制成的板，其中冷却通道或者通过浇铸管构成或者通过成型铸造直接浇铸而构成。铜铸件的接缝不是这样均匀且不像锻造或轧制的铜那样致密。尤其是铜铸件的导热性较差并且强度也较低。在浇铸管中，位于管与铜锭之间的氧化层阻止热传导。
由DE 29 07 511已知一种冷却板，它由一种锻造或轧制钢锭制成并且冷却通道在那里是垂直延伸的盲孔，该盲孔通过机械的深孔钻加工出来。该冷却板的接缝比铸铜板更致密和更均匀。通过变形过程排除对于铸铜板经常发生的缩孔。其强度高于铸铜板且导热性也比铸铜板更均匀且更高。通过机械地加工所述孔，精确地按照高度和方位保证给定位置并由此保证均匀地散热。冷却板在面对炉内部的一侧上衬以耐火砖或耐火夯实材料。由此使冷却板的冷却面积变小，并在预先衬砌的耐火的衬砌体磨损或损坏的情况下限制来自炉内部的热排出。此外冷却板的冷却要如此强烈，使热板侧的温度远低于铜的软化温度。
由DE-OS 23 62 974已知一种具有辐射外壳的冷却竖炉，通过辐射外壳的内侧冷却板与基本垂直的内管连接，该内管在冷却板的顶端和底端从冷却板开始透穿辐射外壳。冷却板在背离辐射外壳的一侧上配有一个固定凸台或者一个固定凸起，另一个在基本上水平的平面中延伸的管利用透穿辐射外壳的接头穿过所述凸台或固定凸起，其中垂直的管的至少一部分在垂直尺寸的相当大的一部分上延伸。
由FR-A22 30 730已知一种用于高炉蒸汽冷却的冷却器，它由一个冷却板以及管所组成，该冷却板具有一个垂直地设置在冷却板终端附近的突出部分，所述管装配在冷却板以及上述的突出部分中，在该管中流动一种冷却剂。管道的输入端和输出端以不同的高度设置在与突出部分对置的侧面上。如此构成在突出部分中用于冷却剂循环的管，使管在突出部分中布置使输入和输出端位于铺设在冷却板中的管的出口端部之间。位于突出部分内部中的、突出部分中的环绕管的部分的端部以2至4”的角度在垂直方向上设置，因此冷却剂从管的输入端到输出端升高地循环。
由US-4 071 230已知用于竖炉的冷却元件，它们固定在高炉外壳的内侧。矩形的冷却元件由五个重叠地设置在空隙上的金属块组装而成，它们通过适当的固定元件安置在两个垂直延伸的冷却管副上。具有下冷却水入口和上冷却水入口的管副穿过金属炉壁中的开孔，金属块只在指向高炉外壳一侧的外侧上冷却。
由EP 0 705 906 A1已知一种由锻造或轧制铜锭制成的冷却板，其中为了冷却边缘区域附加地对于垂直延伸的盲孔设置冷却通道，它们作为较小直径的垂直或水平盲孔围绕垂直设置的盲孔安置在边缘区中。
但是对于这种轧制或锻造的铜冷却板的缺陷是，墙体或前墙体的承载性在冷却板的顶端上不是最佳的并由此也使耐火夯实材料或FF砖的使用寿命不长。
在EP 0 731 180 B1中描述了一种具有加固的且冷却的顶端的冷却板。加固体上的冷却通道通过其结构显示出特点或者说其特征在于，该冷却通道由垂直和水平的盲孔制成。冷却介质的输入或输出通过冷却管实现。该冷却管可以连接到高炉的冷却系统中。
对于这种变型的缺陷是，复杂和烦琐地加工用于冷却的端部部件，在加工盲孔时需要多次更换刀具。为了密封地封闭这些盲孔需要多个焊接或钎焊位置。这些位置受加工条件的限制非常靠近工艺室并易于失效。因此致力于使这些位置尽可能地少。此外为了达到必需的冷却效果而所需的冷却通道表面受到所使用的耐火支撑的几何结构的限制。
因此本发明目的是，完成一种具有加固件的冷却板，其中冷却和散热在所述加固件上同样均匀和均匀地进行，使得在那里也保证对于耐火的炉衬砌体和高炉外壳进行改善地冷却。此外要将必需的焊接减至最少，同时使供使用的热交换面积变大。
这个目的由此实现设置至少一个附加的冷却段，该冷却段配有冷却通道，将一个排水体(Verdraengungskoerper)安装到该冷却通道中。
已经特别惊奇地发现，对于附加的冷却段不需要配有一个复杂的由垂直和水平的盲孔组成的组合体。更确切地说已经证实的是，在锻造或轧制的铜冷却板上例如在顶端或底端安置一个可拆卸的附加冷却段对于所需的冷却效果是足够的，在该冷却段中加入一个由水平孔构成的冷却通道。为了达到对于热传导所必需的最佳流动速度，在这个孔中附加地加入一个排水体。该孔以公知的方法在端部通过焊接的或钎焊的塞堵进行密封地封闭，并通过铜管接头与冷却系统连接。
代替可拆卸的冷却段，也可以锻造一个由铜锭制成的用于耐火墙体的凸缘，冷却通道的孔在该凸缘中以公知的方式和方法实现。
为了使冷却通道热交换面积保持得尽可能大，冷却通道的直径尽可能大是有利的，而且选择至少大于冷却板的冷却剂通道的直径。
按照本发明的冷却板的另一种有利的实施方式，所述排水体设计为用于引导冷却剂的空腔。对于这种实施方式，所述排水体最好具有通道，该通道允许冷却剂从冷却通道进入到排水体的内部中并从排水体内部再进入到冷却通道中。
根据另一种有利的实施方式，用于输入或排出冷却水的孔通入到冷却通道中。根据对此可替换的实施方式，用于输入或排出冷却水的管段通入到设计为空腔的排水体中，其中所述管段插进孔中并旋紧在具有排水体的入口位置上。
用于输入或排出冷却水的孔可以水平或倾斜地延伸。
借助于简示的实施例附图详细阐述本发明。
附图示出
图1具有安置耐火支撑的冷却板的水平截面图，图2具有锻造凸缘的冷却板的横截面图，图3可拆卸安置的冷却段的横截面图。
图1示出通过冷却板1的水平截面图，该冷却板具有例如五个垂直设置的盲孔3以及安置在冷却段4中的由一个水平孔构成的冷却通道5和安置的排水体6。
对于在盲孔3中的冷却水的输入从下面通过与冷却剂供给管道连接的管凸缘2实现，其中由冷却段4的水平孔构成的冷却通道5的冷却水的输入同样通过管段2实现。孔7也设置在冷却板1上，以保证冷却水的输入和排出经过管凸缘2穿过高炉外壳的壁板。冷却板1和冷却段4的冷却循环不仅可以作为分离的冷却循环或者也作为共同的冷却循环连接到冷却系统上。所述排水体6具有通道11，该通道允许冷却水从冷却通道5进入到排水体6的内部中，并从排水体内部再进入到冷却通道5中。冷却水的流动方向通过箭头表示。
图2示出具有垂直设置的盲孔3的冷却板1的截面图，该盲孔以公知的方式有选择地在底端和顶端通过焊接点或钎焊点进行封闭。冷却水输入或排出通过管段2实现。在冷却板1上部安装一个由钢锭锻造的冷却凸缘8，在该冷却凸缘中装入由水平孔构成的冷却通道5。在这个通道中又设置一个排水体6，以保证相应的流动速度。冷却水的输入和排出在这里通过倾斜孔7实现。在各倾斜孔7中装入一个管段12，该管段一直通到排水体6中并与该排水体进行旋紧。
对于在图2中所示的实施例，冷却剂的输入和排出也在排水体6中或从排水体6进行；而对于图1所示的实施例，在冷却通道5或从冷却通道5实现。
为了安置耐火材料、或砖或喷铸/夯实材料，在面对工艺室的一侧上在冷却板1和冷却凸缘8中加工出凹槽9，它们分别通过板条进行限制。
图3示出一个可拆卸安装的冷却段4，一个由水平孔构成的冷却通道5布置在该冷却段中。除此之外还示出排水体6。在这里这个水平孔5通过在冷却板1中的水平孔7、而在另一组中通过管凸缘2穿过高炉外壳的壁与冷却循环连接。
附图标记列表1 冷却板2 管凸缘/管件3 在1中的盲孔4 冷却段5 在4或8中的冷却通道6 排水体7 在1、4和8中的孔，用于冷却介质的输入与输出8 加固的管段/凸缘9 在1、4和8中的凹槽10 在1、4和8上的板条11 在6中的通道12 在7中的管段
权利要求
1.具有加固件的、用于配有耐火衬砌体的燃烧炉的冷却板(1)，该冷却板具有设置在其内部的冷却剂通道(3)，其特征在于，设置有至少一个附加的冷却段(4，8)，该冷却段配有一个冷却通道(5)，将一个排水体(6)装入到该冷却通道中。
2.如权利要求1所述的冷却板(1)，其特征在于，所述附加冷却段(4，8)的冷却通道(5)的直径大于冷却板(1)的冷却剂通道(3)的直径。
3.如权利要求1至2中任一项所述的冷却板(1)，其特征在于，排水体(6)是用于引导冷却剂的空腔。
4.如权利要求1至3中任一项所述的冷却板(1)，其特征在于，所述附加冷却段(4)可拆卸地固定在冷却板(1)上。
5.如权利要求1至3中任一项所述的冷却板(1)，其特征在于，所述附加冷却段(8)由一个从冷却板(1)锻造出来的凸缘构成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的冷却板(1)，其特征在于，为了冷却水的输入和排出，将孔(7)通入到冷却通道(5)中。
7.如权利要求3至6中任一项所述的冷却板(1)，其特征在于，为了冷却水的输入和排出，将装入到孔(7)中的管段(12)通入到排水体(6)中。
全文摘要
具有加固件的、用于配有耐火衬砌体的燃烧炉的冷却板(1)，该冷却板具有设置在其内部的冷却剂通道(3)，其中，设置有至少一个附加的冷却段(4，8)，该冷却段配有一个冷却通道(5)，将一个排水体(6)装入到该冷却通道中。按照本发明的冷却板保证均匀且均质地从加固件散热。附加地使焊接点的数量最少并使热交换面积最大。
文档编号F27D9/00GK1571909SQ02820551
公开日2005年1月26日 申请日期2002年10月8日 优先权日2001年10月17日
发明者H·沙林格尔, F·贝尔纳, D·奥斯博恩, H·斯普伦格 申请人:沃斯特-阿尔派因工业设备制造股份有限公司, Vai工业(英国)有限公司