專利名稱：銅鋼一體冷卻板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高爐冷卻設(shè)備，尤其是一種銅鋼一體冷卻板裝置。
背景技術(shù)：
冷卻板作為一種高爐冷卻設(shè)備插裝于高爐爐內(nèi)，對爐墻進(jìn)行冷卻。高爐長期的生 產(chǎn)實(shí)踐表明，影響高爐爐身下部使用壽命的一個(gè)重要原因就是爐體內(nèi)的冷卻板。目前，設(shè)置 在爐身下部處冷卻板主要有鋼制冷卻板及銅冷卻板。由于鋼制冷卻板的導(dǎo)熱系數(shù)較低，冷卻水通道表面的防滲碳涂層所形成的氣隙層 使得鋼制冷卻板的整體熱阻很大，這樣便造成在高爐工作條件下鋼制冷卻板的溫度過高， 容易被燒毀。根據(jù)計(jì)算結(jié)果及生產(chǎn)實(shí)踐表明，在爐況波動的條件下，鋼制冷卻板的工況溫度 將超過其長期允許使用溫度，導(dǎo)致鋼制冷卻板的損壞加速，因此影響高爐的使用壽命?，F(xiàn)有的銅冷卻板是爐身下部主要使用的冷卻設(shè)備，其已從二通道、四通道發(fā)展到 目前的六通道和八通道。由于銅材具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，采用銅材能夠加強(qiáng)爐身下部的冷 卻效果，其抗熱沖擊性能已完全能夠滿足高爐實(shí)際操作的要求，使得爐身下部的使用壽命 大大延長。但目前高爐使用的銅冷卻板都是采用整體鑄造成型，由于銅材的價(jià)格昂貴，因此 大幅度增加了銅冷卻板的制造成本，使得銅冷卻板的應(yīng)用受到了限制。并且，隨著銅冷卻板 內(nèi)部的水流通道的增多，內(nèi)部隔板數(shù)量也相應(yīng)增多，這樣制造隔板所需的銅材也隨之增多， 進(jìn)一步提高了銅冷卻板的成本。另外，由于銅冷卻板與爐殼焊接時(shí)，存在有一定的焊接難 度，難以保證銅冷卻板與爐殼的焊接質(zhì)量要求，降低了銅冷卻板與爐殼連接的牢固可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠大幅度降低制造成本、冷卻效果好、使用壽命 長、焊接牢固可靠的銅鋼一體冷卻板裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種銅鋼一體冷卻板裝置，包括具有中空腔體 的殼體，所述中空腔體通過其內(nèi)置的導(dǎo)流隔板分隔成多個(gè)相連通的水流通道，所述殼體包 括伸入高爐內(nèi)部的銅冷卻部和焊接固定于高爐爐殼上的鋼制安裝固定部，所述鋼制安裝固 定部的一側(cè)與所述銅冷卻部相連接，形成所述殼體的中空腔體；其另一側(cè)延伸至所述高爐 爐殼的外側(cè)，并開設(shè)有與所述水流通道相連通的冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，所述銅冷卻部為橫截面呈U形的銅板，所 述鋼制安裝固定部為橫截面呈U形的鋼板，所述U形銅板的開口與所述U形鋼板的開口對 接形成一體結(jié)構(gòu)。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，所述U形鋼板的底面與所述U形銅板和U 形鋼板相連接處的距離等于所述U形銅板的底面與所述U形銅板和U形鋼板相連接處的距罔。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，所述U形銅板與所述U形鋼板焊接固定。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，在所述銅冷卻部的外側(cè)壁上套接有鋼套。
3[0011 ] 如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，在所述鋼套的外側(cè)設(shè)有加強(qiáng)鋼板。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，所述導(dǎo)流隔板為鋼制導(dǎo)流隔板。如上所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其中，所述的水流通道為六通道或八通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1、在本實(shí)用新型中，殼體由銅冷卻部和鋼制安裝固定部連接而成，銅冷卻部能夠 伸入高爐內(nèi)部并與爐身下部內(nèi)的熱流進(jìn)行熱交換，鋼制安裝固定部能與爐殼進(jìn)行焊接固 定，這樣既能夠保證爐身下部具有良好的冷卻效果，易于形成渣皮，避免冷卻板裝置的溫度 過高，滿足高爐長壽的要求，又大幅度地降低了冷卻板裝置的制造成本，有利于產(chǎn)品的推廣 使用。同時(shí)，鋼制安裝固定部與爐殼的焊接難度較小，提高了焊接質(zhì)量。2、本實(shí)用新型的導(dǎo)流隔板采用鋼制導(dǎo)流隔板，進(jìn)一步降低了冷卻水裝置的成本。3、本實(shí)用新型在所述U形鋼板的外側(cè)壁上套接有鋼套，通過鋼套與爐殼焊接固 定，起到固定和支撐冷卻板裝置的作用，提高了冷卻板裝置與爐殼的連接強(qiáng)度和牢固性。

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范 圍。其中，圖1為本實(shí)用新型銅鋼一體冷卻板裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的B-B向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-殼體；Il-U形銅板；111-上表面；112-下表面；12_U形鋼板；2_導(dǎo)流隔 板；3-水流通道；4-冷卻水進(jìn)口 ；5-冷卻水出口 ；6-爐殼；7-鋼套；8-加強(qiáng)鋼板。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明 本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。請參考圖1，為本實(shí)用新型銅鋼一體冷卻板裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用 新型的銅鋼一體冷卻板裝置，安裝在高爐的爐身下部，該冷卻板裝置包括具有中空腔體的 殼體1，在所述殼體1的中空腔體內(nèi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流隔板2，所述導(dǎo)流隔板2將所述中空腔體 分隔成多個(gè)相連通的水流通道3，在所述殼體1上開設(shè)有與所述水流通道3相貫通的冷卻 水進(jìn)口 4和冷卻水出口 5。如圖1中箭頭所示，為冷卻水在水流通道3內(nèi)的流動過程，即冷 卻水由冷卻水進(jìn)口 4進(jìn)入水流通道3內(nèi)，冷卻水通過殼體1與高爐爐身內(nèi)的熱流進(jìn)行熱交 換，再由冷卻水出口 5流出，從而帶走爐身下部的熱量，達(dá)到使冷卻爐身的效果。在本實(shí)用 新型中，所述殼體1包括伸入高爐內(nèi)部的銅冷卻部和焊接固定于高爐爐殼上的鋼制安裝固 定部，所述鋼制安裝固定部的一側(cè)與所述銅冷卻部相連接，形成所述殼體1的中空腔體；其 另一側(cè)延伸至所述高爐爐殼6的外側(cè)，冷卻水進(jìn)口 4和冷卻水出口 5開設(shè)在所述鋼制安裝 固定部伸出高爐爐殼6的一側(cè)，從而便于外部系統(tǒng)所提供的冷卻水進(jìn)出所述水流通道3。由 于本實(shí)用新型的殼體1由銅冷卻部和鋼制安裝固定部連接而成，銅冷卻部能夠伸入高爐內(nèi) 部并與爐身下部內(nèi)的熱流進(jìn)行熱交換，而銅材的導(dǎo)熱系數(shù)較高，冷卻效果好；鋼制安裝固定 部易于與爐殼進(jìn)行焊接固定，鋼材的成本較低。因此本實(shí)用新型的冷卻板裝置既能夠保證爐身下部具有良好的冷卻效果，避免冷卻板裝置的溫度過高，滿足高爐長壽的要求，又大幅 度地降低了冷卻板裝置的制造成本，焊接難度較小，有利于產(chǎn)品的推廣使用。作為本實(shí)用新型一種可選的實(shí)施方式，如圖1所示，所述銅冷卻部為橫截面呈U形 的銅板11，所述鋼制安裝固定部為橫截面呈U形的鋼板12，所述U形銅板11的開口與所述 U形鋼板12的開口對接形成具有所述中空腔體的殼體1。所述U形鋼板12位于殼體1的 后部，即圖1中的殼體1左側(cè)部分，靠近高爐爐殼6的一側(cè)，這樣在安裝冷卻板裝置時(shí)，U形 鋼板12能夠與高爐爐身處的爐殼6焊接固定；所述U形銅板11位于殼體1的前部，即圖1 中的殼體1右側(cè)部分，U形銅板11能伸入高爐內(nèi)部，這樣在冷卻板裝置安裝完成后，U形銅 板11能伸入高爐爐殼6內(nèi)并與高爐爐內(nèi)的熱流接觸進(jìn)行熱交換。但本實(shí)用新型也不限于 采用U形銅板和U形鋼板，還可以采用其他適宜形狀的銅板和鋼板，只要保證銅板和鋼板連 接形成具有中空腔體的殼體，并且冷卻水能夠通過銅板與爐內(nèi)熱流進(jìn)行熱交換，而鋼板能 夠與爐殼對位焊接，且鋼板的一側(cè)能夠延伸至爐殼外部即可。進(jìn)一步的，所述U形銅板11與U形鋼板12通過焊接形成一體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，采用 氬弧焊的焊接方式。這樣，使得U形銅板11與U形鋼板12能夠牢固且密封的連接為一體。 但本實(shí)用新型也不限于此，還可以采用其他公知的連接方式，只要保證U形銅板11與U形 鋼板12連接的牢固性和密封性即可。進(jìn)一步的，所述U形鋼板12的底面與所述U形銅板11和U形鋼板12焊接處的距 離Ll等于所述U形銅板11的底面與所述U形銅板11和U形鋼板12焊接處的距離L2，即 Ll等于L2。這樣，在安裝后，本實(shí)用新型既能夠保證殼體1的U形銅板11伸入至爐殼6內(nèi) 并與爐身內(nèi)的熱流充分接觸，從而保證冷卻板裝置具有良好的冷卻效果，又能夠滿足與爐 殼焊接的質(zhì)量要求。但本實(shí)用新型也不限于此，根據(jù)實(shí)際工況和尺寸要求，Ll也可以大于 或小于L2，只要能夠保證U形銅板11與爐身內(nèi)的熱流充分接觸，且滿足與爐殼焊接的質(zhì)量 要求即可。進(jìn)一步的，為了減少銅材的使用量，所述導(dǎo)流隔板2采用鋼制導(dǎo)流隔板。由于經(jīng)過 水流通道3的冷卻水通過殼體1的U形銅板11與高爐爐內(nèi)的熱流進(jìn)行熱交換，而與殼體1 內(nèi)置的導(dǎo)流隔板2的關(guān)系不大，因此，導(dǎo)流隔板2可以采用導(dǎo)熱系數(shù)較低的鋼質(zhì)材料，從而 節(jié)省了銅材的使用量，進(jìn)一步降低了冷卻水裝置的成本。進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型中，殼體1內(nèi)置的水流通道3為六通道或八通道，以保證 冷卻板裝置具有良好的冷卻效果。上述六通道或八通道的結(jié)構(gòu)均為公知技術(shù)，在此不再詳 細(xì)說明。進(jìn)一步的，請一并參考圖2、3，分別為圖1的A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2的 B-B向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在所述U形鋼板12的外側(cè)壁上套接有鋼套7，該鋼套7 與U形鋼板12焊接固定。這樣，在安裝時(shí)，鋼套7與爐殼6焊接，鋼套7起到固定和支撐冷 卻板裝置的作用，提高了冷卻板裝置與爐殼6的連接強(qiáng)度和牢固性。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述鋼套7的外側(cè)設(shè)有加強(qiáng)鋼板8，加強(qiáng)鋼板8與爐 殼6的外壁焊接固定，進(jìn)一步加強(qiáng)了冷卻板裝置與爐殼6連接的牢固性。如圖2所示，為了進(jìn)一步減少銅材的使用量，所述U形銅板11 一側(cè)的壁厚小于另 一側(cè)的壁厚。在本實(shí)施例中，U形銅板11的下表面112為水平面，而U形銅板11的上表面 111由U形銅板11的開口處向U形銅板11的下表面112方向傾斜，這樣就減少了 U形銅板
511側(cè)部的壁厚，節(jié)約了銅材，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品成本。本實(shí)用新型的工作原理是，本實(shí)用新型的銅鋼一體冷卻板裝置，包括由銅冷卻部 和鋼制安裝固定部組成的殼體1，冷卻水進(jìn)入殼體1內(nèi)置的水流通道3中，利用熱交換原理， 冷卻水通過銅冷卻部與爐身內(nèi)的熱流進(jìn)行熱交換，而與殼體1的其他部分及其內(nèi)置的導(dǎo)流 隔板2的關(guān)系不大。由于銅材本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，與現(xiàn)有的鋼制冷卻板裝置相比，本 實(shí)用新型采用銅冷卻部能夠加強(qiáng)爐身下部的冷卻效果，其抗熱沖擊性能已完全能夠滿足高 爐實(shí)際操作的要求，使得爐身下部的使用壽命大大延長；而本實(shí)用新型的鋼制安裝固定部 能與爐殼6焊接固定，與現(xiàn)有的純銅材料的冷卻板裝置相比，既大幅度降低了產(chǎn)品的制造 成本，又能夠滿足殼體與爐殼焊接強(qiáng)度和質(zhì)量的要求。本實(shí)用新型在安裝時(shí)，首先將鋼套7套置在殼體1的鋼制安裝固定部(即U形鋼 板12)的外側(cè)壁上并焊接固定，再將鋼套7連通殼體1插入爐身上開設(shè)的對位安裝孔中，最 后將鋼套7與爐身的外殼焊接固定，使得本實(shí)用新型的冷卻板裝置固定于爐身上，其中銅 冷卻部(即U形銅板11)伸入至爐身內(nèi)部，以便與爐內(nèi)熱流進(jìn)行熱交換；冷卻水進(jìn)口 4和冷 卻水出口 5開設(shè)于U形鋼板12延伸出高爐爐殼的一側(cè)，以便冷卻水注入和排出水流通道3， 實(shí)現(xiàn)冷卻板裝置的冷卻功能。本實(shí)用新型的冷卻部(熱面)采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的銅材，能夠滿足高爐強(qiáng)化冶煉 及長壽要求，而靠近爐殼部分的安裝固定部采用鋼材，一旦冷卻板發(fā)生破壞，可以從爐外割 開爐殼與鋼套7的焊接處，實(shí)現(xiàn)冷卻板整體更換，達(dá)到易于更換的目的。而且鋼材易于與爐 殼焊接，而且與純銅冷卻板相比將大大的降低造價(jià)。既滿足了高爐爐身下部大熱負(fù)荷、長壽 的要求，又大大降低了設(shè)備成本，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范 圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變 化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種銅鋼一體冷卻板裝置，包括具有中空腔體的殼體，所述中空腔體通過其內(nèi)置 的導(dǎo)流隔板分隔成多個(gè)相連通的水流通道，其特征在于，所述殼體包括伸入高爐內(nèi)部的銅 冷卻部和焊接固定于高爐爐殼上的鋼制安裝固定部，所述鋼制安裝固定部的一側(cè)與所述銅 冷卻部相連接，形成所述殼體的中空腔體；其另一側(cè)延伸至所述高爐爐殼的外側(cè)，并開設(shè)有 與所述水流通道相連通的冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
2.如權(quán)利要求1所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，所述銅冷卻部為橫截面呈U 形的銅板，所述鋼制安裝固定部為橫截面呈U形的鋼板，所述U形銅板的開口與所述U形鋼 板的開口對接形成一體結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，所述U形鋼板的底面與所述 U形銅板和U形鋼板相連接處的距離等于所述U形銅板的底面與所述U形銅板和U形鋼板 相連接處的距離。
4.如權(quán)利要求2所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，所述U形銅板與所述U形鋼 板焊接固定。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，在所述銅冷卻 部的外側(cè)壁上套接有鋼套。
6.如權(quán)利要求5所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，在所述鋼套的外側(cè)設(shè)有加 強(qiáng)鋼板。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流隔板 為鋼制導(dǎo)流隔板。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的銅鋼一體冷卻板裝置，其特征在于，所述的水流通 道為六通道或八通道。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種銅鋼一體冷卻板裝置，包括具有中空腔體的殼體，中空腔體通過其內(nèi)置的導(dǎo)流隔板分隔成相連通的水流通道，殼體包括伸入高爐內(nèi)部的銅冷卻部和焊接固定于高爐爐殼上的鋼制安裝固定部，鋼制安裝固定部的一側(cè)與銅冷卻部相連接，形成殼體的中空腔體；其另一側(cè)延伸至高爐爐殼的外側(cè)，在鋼制安裝固定部延伸出高爐爐殼的一側(cè)開設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。本實(shí)用新型的熱面采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的銅材，能夠滿足高爐強(qiáng)化冶煉及長壽要求，而靠近爐殼部分采用鋼板結(jié)構(gòu)，易于更換、易于與爐殼焊接，大幅度的降低了造價(jià)。既滿足了高爐爐身下部大熱負(fù)荷、長壽的要求，又大大降低了設(shè)備成本，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號C21B7/10GK201785414SQ20102052679
公開日2011年4月6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)明者張波, 朱進(jìn)鋒, 李學(xué)金, 段國建, 祁四清, 魏麗 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司