專利名稱：一種高爐風(fēng)口小套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐風(fēng)口小套。
背景技術(shù)：
高爐風(fēng)口主要應(yīng)用在鋼鐵、冶金和化工等行業(yè)，是保證高爐正常生產(chǎn)的關(guān)鍵部件， 通過高爐風(fēng)口吹入的高溫?zé)犸L(fēng)和爐底焦炭氧化燃燒生成C02，C02在高溫上升中還原出以氧化物形態(tài)存在的鐵。高爐風(fēng)口通常安裝于爐腹與爐底之間的爐墻中，前段有500mm伸入爐內(nèi)，直接受到液態(tài)渣鐵的熱沖蝕和掉落熱料的磨損，容易損壞，因頻繁更換風(fēng)口導(dǎo)致高爐休風(fēng)，使得高爐低產(chǎn)。其中，高爐風(fēng)口的使用環(huán)境極端惡劣，不但要承受約1500度以上的高溫，還要承受高溫鐵流的沖刷和爐料、爐渣的磨損，高爐風(fēng)口材質(zhì)目前主要為高純紫銅，從風(fēng)口的強度、剛度、抗龜裂性能不同的考慮，材質(zhì)狀態(tài)有鍛制、銅板卷制、鑄造不同的狀態(tài)。具體地，風(fēng)口整體由大套、中套、小套三個部分套接而成，小套在爐墻最里面，工作環(huán)境最為惡劣。目前高爐風(fēng)口的小套大多由純銅整體鑄造或分體鑄造進(jìn)而焊接而成，其平均使用壽命僅有2 3個月，這主要是由于鑄造工藝過程中產(chǎn)生氣孔、疏松、裂紋、毛刺、飛邊等缺陷從而導(dǎo)致的以下問題，其中包括產(chǎn)品的組織致密度差引起導(dǎo)熱性能不好而燒損， 產(chǎn)品內(nèi)腔因鑄造粘砂導(dǎo)致水流不暢的燒損，焊縫太靠近風(fēng)口前端和局部鑄造缺陷引起漏水，因鑄造缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品的硬度低，無法滿足惡劣條件下的使用壽命，或者因鑄造毛刺等引起的表面粗糙度增大，還需后續(xù)機加工工序，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低?，F(xiàn)在也有一些將銅板經(jīng)旋壓成或軋制成風(fēng)口壁的方式，但由于銅板的工藝變形量較小，所以在結(jié)構(gòu)上大多無法滿足一次性加工出長壁“η”形的風(fēng)口壁。這就使得風(fēng)口內(nèi)外壁必須做成分體式的，且必定有一側(cè)的形狀是“"P ”,從而使分體式的風(fēng)口小套內(nèi)外壁焊接時一端的焊縫太靠近風(fēng)口小套前端，而長期處于惡劣環(huán)境中的焊縫最容易開裂引起漏水。 并且，當(dāng)采用旋壓加工工藝時，回轉(zhuǎn)罩的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生人為計算造成的正弦值偏離的現(xiàn)象，以及旋壓加工過程中會出現(xiàn)脹徑、金屬瘤等缺陷，這類風(fēng)口可參照中國專利C擬844127Υ和 CN2799576Y。此外還有使用鍛造成形的風(fēng)口小套，但由于長壁“η”形的風(fēng)口壁若要經(jīng)鍛造成形，受空氣錘行程影響，不僅工藝復(fù)雜，而且由于需要多道工序，多付模具，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低、生產(chǎn)成本增加；同時鍛造屬于冷加工，無形中會增加鍛壓機的噸位，導(dǎo)致設(shè)備成本增加， 實用性差。另外，為了節(jié)約成本，有些廠家會使用鍛鑄結(jié)合等方式，將較便宜鋼材制成的風(fēng)口本體與純銅制成的風(fēng)口壁焊接在一起，或?qū)㈣T造而成的風(fēng)口本體與純銅板旋壓而成的風(fēng)口壁焊接在一起，但這樣的組合不是因材質(zhì)不同導(dǎo)致焊縫質(zhì)量差而漏水，就是因風(fēng)口本體的鑄造質(zhì)量差而導(dǎo)致整個風(fēng)口使用壽命短。由此可見，上述結(jié)構(gòu)和工藝制成的風(fēng)口小套都存在生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、壽命短等不足，且頻繁地更換風(fēng)口小套也會使高爐運行的穩(wěn)定性降低、產(chǎn)量減少、工人的勞動強度增大。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有上述的缺陷，本實用新型提出一種高爐風(fēng)口小套。根據(jù)本實用新型的一個方面，提出了一種高爐風(fēng)口小套，包括具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔的風(fēng)口本體，采用熱擠壓成形的純銅質(zhì)中空環(huán)狀的風(fēng)口壁；其特征在于，所述風(fēng)口壁為長壁“ η ”形，所述風(fēng)口本體中布置排水管，排水管下端和冷卻水連接環(huán)相連，排水管上端和排水孔相連。風(fēng)口本體和所述風(fēng)口壁焊接連接，風(fēng)口本體和所述風(fēng)口壁焊接內(nèi)部構(gòu)成冷卻內(nèi)腔。風(fēng)口本體的上端表面具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔。風(fēng)口壁中以過盈配合的方式布置冷卻水導(dǎo)流片和冷卻水連接環(huán)，冷卻水連接環(huán)位于冷卻水導(dǎo)流片的上部，和冷卻水導(dǎo)流片相連。冷卻水導(dǎo)流片與風(fēng)口本體成型為一體式，以過盈配合的方式壓入長壁“η”形風(fēng)口壁中，所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。所述風(fēng)口壁與風(fēng)口本體的材質(zhì)為純度99. 9%的紫銅。所述冷卻水導(dǎo)流片、排水管和冷卻水連接環(huán)的材質(zhì)為鋼材。風(fēng)口壁和風(fēng)口本體的焊接的焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。本實用新型通過一種分體熱擠壓式高爐風(fēng)口小套及其制造方法，該風(fēng)口小套能夠克服現(xiàn)有的風(fēng)口結(jié)構(gòu)存在的壽命短、生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)成本高的不足，具體地解決了銅板變形量小的不足，如只能成型為“ P "形或需多道工序才能加工成形， 適合一次熱擠壓出長壁“ η ”形風(fēng)口壁，從而使焊縫位置相對遠(yuǎn)離高溫區(qū)，且熱擠壓工藝也解決了鑄造的不足，所以可將風(fēng)口壽命延長到一年以上；風(fēng)口小套的內(nèi)外壁均無需加工就可達(dá)到士0. 5mm的尺寸精度，只需上機床倒角即可組裝焊接，減少后續(xù)加工工序，提高了生產(chǎn)效率；本發(fā)明的一種實施例的風(fēng)口本體部分采用與風(fēng)口壁材質(zhì)一致的紫銅材料熱擠壓成形，同種材質(zhì)的焊接粘合度更高，有利于提高焊縫質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率及提高風(fēng)口整體的使用壽命；本發(fā)明的另一種實施例風(fēng)口本體部分與冷卻水導(dǎo)流片通過鑄造等方法成型為一體式，并以過盈配合的方式壓入長壁“ η ”形風(fēng)口壁中，再將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。采用一次熱擠壓成形的“η”形風(fēng)口壁所需擠壓機的噸位小，且一次熱擠壓成形只需一副擠壓模具，一次擠壓成型，節(jié)省了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)率，同時減少了工人的勞動強度，節(jié)約人工成本，提高產(chǎn)品的性價比。

圖1是本實用新型的風(fēng)口小套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖加是風(fēng)口壁的熱擠壓成型工藝中的一個步驟示意圖；圖2b是風(fēng)口壁的熱擠壓成型工藝中的另一個步驟示意圖；圖3a是風(fēng)口小套整體焊接組合的一個步驟示意圖；圖北是風(fēng)口小套的焊接完成后的示意圖；[0027]圖4是本發(fā)明的另一種實施例的風(fēng)口小套的示意圖；其中1排水孔；2排水管；3熱風(fēng)通道；4進(jìn)水孔；5風(fēng)口本體；6冷卻水連接環(huán)；7 冷卻水導(dǎo)流片；8風(fēng)口壁；9冷卻空腔。如圖所示，為了能明確實現(xiàn)本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本實用新型限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中， 根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的一種高爐風(fēng)口小套進(jìn)行詳細(xì)描述。本實用新型涵蓋任何在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本實用新型有徹底的了解，在以下本實用新型優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本實用新型。另外，為了避免對本實用新型的實質(zhì)造成不必要的混淆，并沒有詳細(xì)說明眾所周知的方法、過程、流程、元件和電路等。總的來說，本實用新型提供一種分體熱擠壓式風(fēng)口小套及其制備方法，所述風(fēng)口小套包括具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔的風(fēng)口本體，一采用熱擠壓成形的中空環(huán)狀的風(fēng)口壁，將所述風(fēng)口本體和所述風(fēng)口壁焊接連接構(gòu)成具有冷卻內(nèi)腔的高爐風(fēng)口小套，在冷卻內(nèi)腔中以過盈配合方式放置排水管、冷卻水倒流片，排水管和冷卻水導(dǎo)流片通過冷卻水連接環(huán)連接在一起；其特征在于所述風(fēng)口壁為長壁“ η ”形，從而使焊縫位置相對遠(yuǎn)離高溫區(qū)；且所述風(fēng)口壁采用純度為99. 9%的紫銅利用熱擠壓技術(shù)成型。所述冷卻水導(dǎo)流片、排水管和冷卻水連接環(huán)可以采用鋼材制成。還可以將所述冷卻水導(dǎo)流片與風(fēng)口本體成型為一體式，并以過盈配合的方式壓入長壁“H”形風(fēng)口壁中，再將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。所述風(fēng)口壁還可以采用將純銅錠擠壓成錐形管，再在原處不動，把管反向擠壓和多次拉伸成筒體，內(nèi)外壁均無需加工就可達(dá)到士0. 5mm的尺寸精度，只需上機床倒角即可組裝焊接。具體地，在本實用新型的第一實施例中，提供一種分體熱擠壓成型的高爐風(fēng)口小套，如圖1所示，該高爐風(fēng)口小套由風(fēng)口本體5和風(fēng)口壁8焊接組合，風(fēng)口本體5和風(fēng)口壁 8的內(nèi)部形成冷卻內(nèi)腔9。其中風(fēng)口本體5的上端表面具有熱風(fēng)中心通道入口 3、進(jìn)水孔4 和排水孔1。通常，進(jìn)水孔4和排水孔1具有一定的距離。其中，風(fēng)口壁8采用一次熱擠壓成形為中空環(huán)狀的長壁“ η ”形體。所述風(fēng)口本體 5和所述風(fēng)口壁8焊接連接，構(gòu)成具有冷卻內(nèi)腔9的高爐風(fēng)口小套。在冷卻內(nèi)腔9中以過盈配合的方式布置排水管2、冷卻水倒流片7，排水管2的上端和排水孔1相連。排水管2和冷卻水導(dǎo)流片7通過冷卻水連接環(huán)6連接在一起。冷卻水連接環(huán)位于冷卻水導(dǎo)流片的上部，和冷卻水導(dǎo)流片相連；風(fēng)口本體中布置排水管，排水管下端和冷卻水連接環(huán)相連，上端和排水孔相連。風(fēng)口壁8為長壁“ η ”形風(fēng)口壁，風(fēng)口壁8和風(fēng)口本體5的焊接的焊縫位置相對遠(yuǎn)離高溫區(qū)。所述風(fēng)口壁8采用純度為99. 9%的紫銅利用一次熱擠壓技術(shù)成型。[0037]如圖4所示，此外還可以將所述冷卻水導(dǎo)流片與風(fēng)口本體成型為一體式，并以過盈配合的方式壓入長壁“ η ”形風(fēng)口壁中，再將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。在本實用新型的第二實施例中，提供一種高爐風(fēng)口小套的制備方法，該方法包括 步驟1，形成長壁“ η ”風(fēng)口壁；步驟2，通過熱擠壓形成風(fēng)口本體；步驟3，將冷卻水導(dǎo)流片、 冷卻水連接環(huán)布置到風(fēng)口壁中，將排水管布置到風(fēng)口本體中，將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接。具體地，在步驟1中，通過熱擠壓形成長壁“η”風(fēng)口壁。其中，如圖加所示，首先將純銅錠10加熱至800-850°C，放入預(yù)熱過的專用壓力機(圖中未示)和反向擠壓模具11 中；然后如圖2b所示，用專用壓力機和專用模具一次熱擠壓成型長壁“η”形風(fēng)口壁8。進(jìn)一步，還包括將風(fēng)口壁8進(jìn)行漲形、擴孔和倒角。具體地，在步驟2中，成型風(fēng)口本體。其中，在一個實施例中，將純銅錠加熱至 800-850°C，類似讓上圖加和2b所示，用專用壓力機和專用模具一次熱擠壓成型風(fēng)口本體， 再到車床上進(jìn)行倒角。具體地，在步驟3中，將冷卻水導(dǎo)流片、冷卻水連接環(huán)以過盈配合的方式布置到風(fēng)口壁中，將排水管布置到風(fēng)口本體中，將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接。其中，如圖3a所示， 將鋼鑄造或鍛造成型的冷卻水導(dǎo)流片7、卻水連接環(huán)6事先以過盈配合的方式放入風(fēng)口壁8 內(nèi)，將鋼鑄造或鍛造成型的排水管2事先放入風(fēng)口本體5內(nèi)。然后，將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁拿到車床上進(jìn)行倒角，再將冷卻水導(dǎo)流片、排水管、冷卻水連接環(huán)以過盈配合的方式壓入風(fēng)口本體與風(fēng)口壁之間形成的冷卻內(nèi)腔中，最后將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接為一體。如圖北所示，將事先裝配了冷卻水導(dǎo)流片7、排水管2、冷卻水連接環(huán)6的風(fēng)口本體5與風(fēng)口壁8合在一起進(jìn)行焊接，從而在焊接為一體的所述風(fēng)口本體5與風(fēng)口壁8之間形成一冷卻內(nèi)腔9。所述步驟3還包括將其中的冷卻水導(dǎo)流片與風(fēng)口本體成型為一體式，并以過盈配合的方式壓入長壁“ η ”形風(fēng)口壁中，再將所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。根據(jù)本實用新型的另一個實施方案中，所述風(fēng)口壁8還可以采用將純銅錠10擠壓成錐形管，再在原處不動，把管反向擠壓和多次拉伸成筒體，內(nèi)外壁均無需加工就可達(dá)到士0. 5mm的尺寸精度，只需上機床倒角即可組裝焊接。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本實用新型的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進(jìn)行限制，本實用新型在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本實用新型的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高爐風(fēng)口小套，包括具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔的風(fēng)口本體，采用熱擠壓成形的純銅質(zhì)中空環(huán)狀的風(fēng)口壁；其特征在于，所述風(fēng)口壁為長壁“ η ”形，所述風(fēng)口本體中布置排水管，排水管下端和冷卻水連接環(huán)相連，排水管上端和排水孔相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求ι所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，風(fēng)口本體和所述風(fēng)口壁焊接連接，風(fēng)口本體和所述風(fēng)口壁焊接內(nèi)部構(gòu)成冷卻內(nèi)腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，風(fēng)口本體的上端表面具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，風(fēng)口壁中以過盈配合的方式布置冷卻水導(dǎo)流片和冷卻水連接環(huán)，冷卻水連接環(huán)位于冷卻水導(dǎo)流片的上部，和冷卻水導(dǎo)流片相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，冷卻水導(dǎo)流片與風(fēng)口本體成型為一體式，以過盈配合的方式壓入長壁“ η ”形風(fēng)口壁中，所述風(fēng)口本體與風(fēng)口壁焊接，焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，所述風(fēng)口壁與風(fēng)口本體的材質(zhì)為純度99. 9%的紫銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，所述冷卻水導(dǎo)流片、排水管和冷卻水連接環(huán)的材質(zhì)為鋼材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高爐風(fēng)口小套，其特征在于，風(fēng)口壁和風(fēng)口本體的焊接的焊縫位置相對遠(yuǎn)離風(fēng)口壁下端和高溫區(qū)。
專利摘要本實用新型提供一種高爐風(fēng)口小套，包括具有熱風(fēng)中心通道入口、進(jìn)水孔和排水孔的風(fēng)口本體，采用熱擠壓成形的純銅質(zhì)中空環(huán)狀的風(fēng)口壁；其特征在于，所述風(fēng)口壁為長壁“∩”形，所述風(fēng)口本體中布置排水管，排水管下端和冷卻水連接環(huán)相連，排水管上端和排水孔相連。
文檔編號C21B7/16GK202297639SQ201120412958
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者劉小春, 吳益華, 孫立根, 胡振青 申請人:路達(dá)(廈門)工業(yè)有限公司