專利名稱：一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐的冷卻設(shè)備，更具體地說涉及一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁。
背景技術(shù)：
高爐的冷卻裝置主要分為兩種第一種為插入高爐的爐體內(nèi)對爐墻進(jìn)行點式冷卻 的冷卻板；第二種為覆蓋在高爐的爐殼內(nèi)側(cè)壁上對爐墻進(jìn)行面式冷卻的冷卻壁。為適應(yīng)高 爐長壽，高爐使用的冷卻壁不斷更新?lián)Q代。僅從使用材質(zhì)方面來看，已從鑄鐵冷卻壁和鋼冷 卻壁發(fā)展到導(dǎo)熱系數(shù)很高的銅冷卻壁。銅冷卻壁已有鑄銅冷卻壁、鍛或軋制銅板鉆孔式冷 卻壁。其中鍛或軋制銅板冷卻壁以其金相組織致密、強度高、導(dǎo)熱性好而廣泛使用。在銅冷卻壁遠(yuǎn)離高爐內(nèi)側(cè)壁的表面通常稱為熱面，銅冷卻壁靠近高爐內(nèi)側(cè)壁的表 面通常稱為冷面。熱面的表面上通常開設(shè)有若干相互平行的懸掛爐渣的燕尾槽，在銅冷卻 壁內(nèi)開設(shè)有若干相互平行的的冷卻水通道，冷卻水在冷卻水通道中流動對高爐進(jìn)行冷卻， 冷面的表面則焊接有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管分別連通冷卻水通道。如圖1所示，現(xiàn)有的銅冷卻壁，其水管(進(jìn)水管、出水管)通常插入冷卻水通道的 入口或出口，然后焊接在冷面上，水管受到外力作用時只有焊縫受力，因此容易產(chǎn)生裂縫， 導(dǎo)致漏水。在銅冷卻壁壁厚一定的前提下，冷卻水道的開設(shè)將降低銅冷卻壁的整體強度，尤 其是進(jìn)水管、出水管與冷面的焊縫處，由于銅冷卻壁本體的冷面到冷卻水通道的距離通常 較短，因此焊接坡口的深度不夠深，這就導(dǎo)致了焊縫的強度比較差，在長時間受到較大的外 力作用后，更加容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致漏水，甚至從焊縫處整個斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，可以 有效的改善水管的受力情況，有效的防止水管產(chǎn)生裂縫，并且能夠有效的控制制造成本，采 用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，包括銅冷卻壁本體、至少一根進(jìn)水管和至少 一根出水管，銅冷卻壁本體內(nèi)開有至少一條冷卻水通道，所述進(jìn)水管焊接在銅冷卻壁本體 的冷面上并且進(jìn)水管連接冷卻水通道的入口，所述出水管焊接在銅冷卻壁本體冷面上并且 出水管連接冷卻水通道出口，其特征在于所述進(jìn)水管前端外側(cè)壁上設(shè)有第一外螺紋，冷卻 水通道入口內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第一內(nèi)螺紋，進(jìn)水管插入冷卻水通道入口內(nèi)并與冷卻水通道入口 內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接；所述出水管前端外側(cè)壁上設(shè)有第二外螺紋，冷卻水通道出口內(nèi)側(cè)壁 上設(shè)有第二內(nèi)螺紋，出水管插入冷卻水通道出口內(nèi)并與冷卻水通道出口內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連 接。由于螺紋連接大幅增加了水管與銅冷卻壁本體連接的可靠性和緊密性，水管與銅冷卻 壁本體連接部分難以分開，能夠防止水管外露部分受到外力作用后水管從銅冷卻壁本體中 拔出，螺紋連接處能夠分擔(dān)大部分的力，因此大幅增加了水管的受力點，有效的改善了水管 的受力情況，使得水管受力更加均勻。在采用了螺紋連接的結(jié)構(gòu)后，極大的減輕了焊縫受到的力，非常有效的避免了焊縫出現(xiàn)裂縫、斷裂等缺陷。優(yōu)選的方案，所述第一外螺紋的長度至少為20毫米，第二外螺紋的長度至少為20 毫米。這樣可以有效的保證各水管與對應(yīng)的凸塊連接的可靠性和緊密性。為了有效的提高焊縫的強度，并且同時有效的控制成本，所述銅冷卻壁還包括凸 塊，所述凸塊設(shè)在銅冷卻壁本體冷面上，并且凸塊位于上述冷卻水通道入口和出口的上方， 凸塊開有連通冷卻水通道入口的第一連接孔，進(jìn)水管焊接在凸塊的第一連接孔入口處，凸 塊開有連通冷卻水通道出口的第二連接孔，出水管焊接在凸塊的第二連接孔出口處。由于 需要有效的提高焊縫的強度，就必須具有足夠的水管焊接坡口深度，可是若要足夠的水管 焊接坡口深度，就必須增加銅冷卻壁的厚度，由于銅冷卻壁材質(zhì)昂貴，這樣就導(dǎo)致整個裝 置的成本大幅增加。因此為了有效的控制成本，本方案通過增設(shè)凸塊，僅增加進(jìn)、出水管附 近的銅冷卻壁的厚度，有效的控制了銅的使用量，從而避免了成本的大幅增加。一種優(yōu)選的方案，所述凸塊與銅冷卻壁本體一體制成。也就是說凸塊與銅冷卻壁 本體是一體的，這樣凸塊與銅冷卻壁本體之間不容易出現(xiàn)斷裂、漏水的現(xiàn)象。為了有效的減少制造成本，所述銅冷卻壁本體的冷面到冷卻水通道的距離范圍為 10-25毫米，優(yōu)選為15毫米。由于增加了凸塊，并且進(jìn)水管先采用螺紋連接方式與凸塊連 接，出水管先采用螺紋連接方式與凸塊連接，因此大幅降低了焊接處受到的力。而銅冷卻壁 的制造成本很高，申請人發(fā)現(xiàn)采取了上述方案后，可以減少位于凸塊之間的銅冷卻壁本體 的厚度，當(dāng)銅冷卻壁本體的冷面到冷卻水通道的距離范圍為10-25毫米時，不會影響銅冷 卻壁的性能。所述進(jìn)水管和出水管的數(shù)目相同，凸塊開有凹槽，凹槽遍布整個凸塊，凹槽與進(jìn)水 管焊縫的間距至少為30毫米，凹槽與出水管焊縫的間距至少為30毫米。進(jìn)水管、出水管的 數(shù)目通常均為兩個或兩個以上，為了更加有效的降低生產(chǎn)成本，兩個相鄰的水管(進(jìn)水管 或出水管)之間開有凹槽，可以在不影響水管的受力性能的前提下，有效的降低生產(chǎn)成本。 優(yōu)選的方案，所述凹槽的深度等于凸塊的高度。為了進(jìn)一步增強冷卻水通道內(nèi)的冷卻水的冷卻效果，所述冷卻水通道的橫截面形 狀為復(fù)合孔型，或扁圓孔型，或多圓孔型。復(fù)合孔型由至少兩個圓構(gòu)成，并且任意兩個相鄰 的圓相互部分重疊。扁圓孔型由長方形和位于長方形兩側(cè)的兩個半圓構(gòu)成。多圓孔型由至 少兩個圓構(gòu)成，并且任意兩個相鄰的圓的間距大于零。這樣能夠增加熱交換的面積，重而增 強冷卻水的冷卻效果。所述銅冷卻壁本體的熱面開有至少兩條相互平行的懸掛爐渣的燕尾槽。所述焊接為開坡口焊接。即在銅冷卻壁本體冷面的冷卻水通道入口和出口開設(shè) 坡口，水管(進(jìn)水管或出水管)利用螺紋旋入冷卻水通道入口或出口，然后再焊接。由于螺紋連接大幅增加了水管與銅冷卻壁本體連接的可靠性和緊密性，水管與銅 冷卻壁本體連接部分難以分開，能夠防止水管外露部分受到外力作用后水管從凸塊中拔 出，增加了水管的受力點，改善了水管的受力情況，使得水管受力更加均勻；而增設(shè)的凸塊 使得焊接處能夠具有足夠的水管焊接坡口深度，因此焊縫的質(zhì)量能夠得到保證。因此采用 了上述技術(shù)手段后，極大的改善了焊縫的受力情況，非常有效的避免了焊縫出現(xiàn)裂縫、斷裂 等缺陷。在受到很大的外力作用后，進(jìn)、出水管在外力作用下位于焊縫外側(cè)的部分逐漸彎 曲，但是焊縫不會出現(xiàn)裂縫、斷裂等缺陷，徹底解決了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生漏水和整體斷裂的問題。此外，凸塊可以保證冷卻水通道入口和出口處的銅冷卻壁本體具備足夠的壁厚來滿足 螺紋連接、焊接的要求，與此同時還可以適當(dāng)?shù)臏p少其它區(qū)域的壁厚，有效的控制銅冷卻壁 所需的銅的總量，達(dá)到控制制造成本的目的。本發(fā)明對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，由于水管與銅冷卻壁本體螺紋連接，因此更 加有效的增強了水管與銅冷卻壁本體連接的可靠性和緊密性，防止受載后水管從銅冷卻壁 本體中拔出，增加了水管的受力點，改善了水管的受力情況，使得水管受力更加均勻，焊縫 更不容易被破壞；由于設(shè)有凸塊，水管焊接坡口的深度可以大幅增加，有效的改善了焊縫的 質(zhì)量和強度，因此焊縫在受到外力作用下不容易被破壞出現(xiàn)裂縫等缺陷；此外，由于焊縫得 到了有效的加強，因此沒有凸塊的銅冷卻壁本體冷面到冷卻水通道的距離可以大幅減少， 銅的用量可以大幅減少，因此在保證性能的前提下有效的控制了銅冷卻壁的制造成本。


圖1是本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A區(qū)放大的剖視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例5冷卻水通道的橫剖面圖；圖7是本發(fā)明實施例6冷卻水通道的橫剖面圖；圖8是本發(fā)明實施例7冷卻水通道的橫剖面圖。
具體實施例方式實施例1如圖2-4所示，本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，包括銅冷卻壁本體 1、三根進(jìn)水管2和三根出水管3，銅冷卻壁本體1內(nèi)開有三條冷卻水通道103，進(jìn)水管2連 接銅冷卻壁本體1的冷面101上對應(yīng)的冷卻水通道103的入口，出水管3連接銅冷卻壁本 體1冷面101上對應(yīng)的冷卻水通道103出口，銅冷卻壁本體1的熱面102開有至少兩條相 互平行的懸掛爐渣的燕尾槽104，還包括凸塊。凸塊包括第一凸塊4和第二凸塊5，所述第 一凸塊4設(shè)在銅冷卻壁本體1冷面101上，并且第一凸塊4位于上述冷卻水通道103入口 的上方，第一凸塊4開有連通冷卻水通道103入口的第一連接孔401，進(jìn)水管2焊接在第一 凸塊4的第一連接孔401入口處，形成第一焊縫6 ；所述第二凸塊5設(shè)在銅冷卻壁本體1冷 面101上，并且第二凸塊5位于上述冷卻水通道103出口的上方，第二凸塊5開有連通冷卻 水通道103出口的第二連接孔501，出水管3焊接在第二凸塊5的第二連接孔501出口處， 形成第二焊縫7。所述焊接為開坡口焊接。所述第一凸塊4、第二凸塊5均與銅冷卻壁本體1 一體制成。也就是說第一凸塊 4、第二凸塊5與銅冷卻壁本體1是一體的，這樣第一凸塊4、第二凸塊5與銅冷卻壁本體1 之間不容易出現(xiàn)斷裂、漏水的現(xiàn)象。所述進(jìn)水管2前端外側(cè)壁上設(shè)有第一外螺紋，所述第一外螺紋的長度為20毫米， 第一凸塊4的連接孔內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第一內(nèi)螺紋，進(jìn)水管2插入第一凸塊4的第一連接孔401內(nèi)并與第一連接孔401內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接；出水管3前端外側(cè)壁上設(shè)有第二外螺紋，第二 外螺紋的長度為20毫米，第二凸塊5的連接孔內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第二內(nèi)螺紋，出水管3插入第 二凸塊5的第二連接孔501內(nèi)并與第二連接孔501內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接。由于螺紋連接大 幅增加了水管與凸塊連接的可靠性和緊密性，能夠防止水管外露部分受到外力作用后水管 從凸塊中拔出，增加了水管的受力點，改善了水管的受力情況，使得水管受力更加均勻，水 管與凸塊連接部分難以分開，因此采用了螺紋連接的結(jié)構(gòu)與上述技術(shù)手段配合后，極大的 改善了焊縫的受力情況，非常有效的避免了焊縫出現(xiàn)裂縫、斷裂等缺陷，申請人經(jīng)過大量實 驗發(fā)現(xiàn)，在受到很大的外力作用后，進(jìn)水管2、出水管3在外力作用下位于焊縫外側(cè)的部分 逐漸彎曲，但是焊縫不會出現(xiàn)裂縫、斷裂等缺陷，徹底解決了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生漏水和整體斷裂 的問題。為了有效的減少制造成本，所述銅冷卻壁本體1的冷面101到冷卻水通道103的 距離為10毫米。由于增加了第一凸塊4、第二凸塊5，并且進(jìn)水管2先采用螺紋連接方式與 第一凸塊4連接，出水管3先采用螺紋連接方式與第二凸塊5連接，因此大幅降低了焊縫受 到的力。所述凸塊開有凹槽8，凹槽8遍布整個凸塊，凹槽8與進(jìn)水管2的焊縫6的間距(距 離最近處的距離)為30毫米，凹槽8與出水管3的焊縫7的間距(距離最近處的距離)為 30毫米。所述凹槽8的深度等于第一凸塊4的高度，也等于第二凸塊5的高度，第一凸塊4 與第二凸塊5的高度相同。本方案的優(yōu)點是，極大程度的提高了焊縫的強度，非常有效的避免了焊縫出現(xiàn)裂 縫、斷裂等缺陷，并且非常有效的控制了生產(chǎn)成本，和現(xiàn)有技術(shù)相比，成本沒有增加。實施例2如圖5所示，本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在 于所述銅冷卻壁本體1的冷面101到冷卻水通道103的距離為15毫米。所述第一凸塊與第二凸塊連成一體，為一個完整的凸塊，沒有凹槽。熱面也沒有燕 尾槽。本方案的缺點是耗費的銅比較多，因此成本較高。實施例3本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在于所述第一凸塊4、第二凸塊5分別與銅冷卻壁本體1通過螺釘連接。所述銅冷卻壁本體1的冷面101到冷卻水通道103的距離為25毫米。這種方案的焊縫強度得到增加，但是進(jìn)水管2、出水管3的外側(cè)受到外力作用時， 由于第一凸塊4、第二凸塊5與銅冷卻壁本體1之間容易因為長期受力過大而出現(xiàn)縫隙，導(dǎo) 致漏水。實施例4本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在于沒有第一凸塊4、第二凸塊5，所述銅冷卻壁本體1的冷面101到冷卻水通道103 的距離為50毫米。這種方案的缺點是耗費的銅比現(xiàn)有技術(shù)明顯增加，散熱較差，因此制造成本大幅增加。實施例5如圖6所示，本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在 于所述冷卻水通道103的橫截面形狀為復(fù)合孔型，由三個圓構(gòu)成，并且任意兩個相 鄰的圓相互部分重疊。這樣能夠增加熱交換的面積，重而增強冷卻水的冷卻效果。實施例6如圖7所示，本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在 于所述冷卻水通道103的橫截面形狀為扁圓孔型，由長方形和位于長方形兩側(cè)的兩 個半圓構(gòu)成。實施例7如圖8所示，本實施例中的一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁與實施例1的區(qū)別在 于所述冷卻水通道103的橫截面形狀為多圓孔型，由三個圓孔構(gòu)成，并且任意兩個 相鄰的圓的間距大于零。
權(quán)利要求
一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，包括銅冷卻壁本體、至少一根進(jìn)水管和至少一根出水管，銅冷卻壁本體內(nèi)開有至少一條冷卻水通道，所述進(jìn)水管焊接在銅冷卻壁本體的冷面上并且進(jìn)水管連接冷卻水通道的入口，所述出水管焊接在銅冷卻壁本體冷面上并且出水管連接冷卻水通道出口，其特征在于所述進(jìn)水管前端外側(cè)壁上設(shè)有第一外螺紋，冷卻水通道入口內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第一內(nèi)螺紋，進(jìn)水管插入冷卻水通道入口內(nèi)并與冷卻水通道入口內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接；所述出水管前端外側(cè)壁上設(shè)有第二外螺紋，冷卻水通道出口內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第二內(nèi)螺紋，出水管插入冷卻水通道出口內(nèi)并與冷卻水通道出口內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接。
2.如權(quán)利要求1所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述第一外螺紋的長 度至少為20毫米，第二外螺紋的長度至少為20毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述銅冷卻壁還包括 凸塊，所述凸塊設(shè)在銅冷卻壁本體冷面上，并且凸塊位于上述冷卻水通道入口和出口的上 方，凸塊開有連通冷卻水通道入口的第一連接孔，進(jìn)水管焊接在凸塊的第一連接孔入口處， 凸塊開有連通冷卻水通道出口的第二連接孔，出水管焊接在凸塊的第二連接孔出口處。
4.如權(quán)利要求3所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述凸塊與銅冷卻壁 本體一體制成。
5.如權(quán)利要求4所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述銅冷卻壁本體的 冷面到冷卻水通道的距離范圍為10-25毫米。
6.如權(quán)利要求5所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述進(jìn)水管和出水管 的數(shù)目相同，凸塊開有凹槽，凹槽遍布整個凸塊，凹槽與進(jìn)水管焊縫的間距至少為30毫米， 凹槽與出水管焊縫的間距至少為30毫米。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述冷 卻水通道的橫截面形狀為復(fù)合孔型，或扁圓孔型，或多圓孔型。
8.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述銅 冷卻壁本體的熱面開有至少兩條相互平行的懸掛爐渣的燕尾槽。
9.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，其特征在于所述焊 接為開坡口焊接。
全文摘要
一種配管加強結(jié)構(gòu)的銅冷卻壁，包括銅冷卻壁本體、至少一根進(jìn)水管和至少一根出水管，銅冷卻壁本體內(nèi)開有至少一條冷卻水通道，所述進(jìn)水管焊接在銅冷卻壁本體的冷面上并且進(jìn)水管連接冷卻水通道的入口，出水管焊接在銅冷卻壁本體冷面上并且出水管連接冷卻水通道出口，進(jìn)水管插入冷卻水通道入口內(nèi)并與冷卻水通道入口內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接；出水管插入冷卻水通道出口內(nèi)并與冷卻水通道出口內(nèi)側(cè)壁通過螺紋連接。本發(fā)明的有益效果是，增加了水管的受力點，改善了水管的受力情況，使得水管受力更加均勻，焊縫更不容易被破壞；由于設(shè)有凸塊，有效的改善了焊縫的質(zhì)量和強度，銅的用量可以大幅減少，在保證性能的前提下有效的控制了銅冷卻壁的制造成本。
文檔編號C21B7/10GK101935723SQ20101027851
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者佘京鵬, 李上吉, 李立鴻, 沈大偉, 許領(lǐng)舜 申請人:汕頭市興冶金設(shè)備股份有限公司