專利名稱：一種冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高爐，尤其涉及高爐中的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高爐的爐腹、爐腰及爐身下部，熱負(fù)荷高、且波動大，冷卻設(shè)備工作環(huán)境惡劣，熱應(yīng)力大且頻繁波動，目前這些部位大量采用冷卻壁尤其是銅冷卻壁進(jìn)行冷卻，但由于熱負(fù)荷高，銅冷卻壁在高溫下發(fā)生變形是不可避免的，焊接在冷卻壁上的進(jìn)出水管隨冷卻壁的變形而發(fā)生位移，水管可能會受到爐殼的剪切應(yīng)力，同時進(jìn)出水管焊縫也會受到剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，焊縫易出現(xiàn)裂紋、甚至斷裂漏水。目前國內(nèi)外都出現(xiàn)過這樣的事故，影響了高爐的正常生產(chǎn)。為了減少水管焊縫漏水，目前主要的改進(jìn)結(jié)構(gòu)有兩種一種如中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010284797. 4的文件所示，增大進(jìn)出水管處的冷卻壁厚度，增加進(jìn)出水管的受力點，使水管的受力更加均勻；另外一種是如中國實用新型專利號為201020525295.1的文件所描述，增加保護套管，主要目的進(jìn)出水管與冷卻壁間的剪切應(yīng)力轉(zhuǎn)化到保護套管上。第一種保護方法不僅要增加冷卻壁重量和成本，而且對焊縫及熱影響區(qū)并沒有加強，水管斷裂漏水的部位往往是焊縫及熱影響區(qū)；第二種方法雖然減小了水管焊縫及熱影響區(qū)的應(yīng)力，但由于保護套管一端伸入爐殼與進(jìn)出水管之間，實際減小了進(jìn)出水管與焊縫間的間隙，增大了爐殼剪切進(jìn)出水管的幾率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種既能保護進(jìn)出水管及焊接熱影響區(qū)，又能減小進(jìn)出水管及焊縫剪切力和彎曲應(yīng)力的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)。本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，進(jìn)出水管的一端穿過爐殼而焊接在冷卻壁上，其特征在于所述進(jìn)出水管位于冷卻壁與爐殼之間的部分設(shè)置有保護裝置，保護裝置一端焊接在冷卻壁上，另一端與進(jìn)出水管之間為緊配合。所述保護裝置包括第一套管和第二套管,第一套管和第二套管之間通過環(huán)板連接，第一套管的直徑大于第二套管的直徑，第一套管焊接在所述冷卻壁上，第二套管與所述進(jìn)出水管緊密配合，且第二套管不伸入進(jìn)出水管與爐殼之間的間隙。所述爐殼與環(huán)板之間、第二套管的外圍設(shè)置有復(fù)合墊圈。所述進(jìn)出水管外側(cè)套有一端焊接在爐殼外部的波紋補償器。所述保護裝置包括保護套管和外部短管，保護套管一端與進(jìn)出水管、冷卻壁焊接，另一端與進(jìn)出水管之間為緊配合，且位于冷卻壁與爐殼之間，不伸入進(jìn)出水管與爐殼之間的間隙。外部短管直徑大于保護套管，外部短管焊接在冷卻壁上。所述短管與爐殼之間還設(shè)置有復(fù)合墊圈。外部短管直徑大于保護套管， 外部短管焊接在冷卻壁上。保護套管內(nèi)壁與進(jìn)出水管配合端部為倒圓角結(jié)構(gòu)。[0011]所述進(jìn)出水管外側(cè)套有一端焊接在爐殼外部的波紋補償器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，便于實施，在不增大爐殼開孔和不增加爐殼剪切水管概率的前提下，能有效的降低進(jìn)出水管在冷卻壁表面連接處發(fā)生斷裂破壞而漏水的幾率，保護裝置對進(jìn)出水管進(jìn)行了保護和加強，能有效防止進(jìn)出水管在保護裝置處的斷裂；同時，該保護裝置使得銅冷卻壁與爐殼之間、進(jìn)出水管與爐殼之間不被完全約束，能有效吸收各種形變和位移，為銅冷卻壁安全工作提供保障。

圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例1參見圖1所示，進(jìn)出水管I的一端穿過爐殼6而焊接在冷卻壁2上，保護裝置包括第一套管3、第二套管5，第一套管3、第二套管5之間通過環(huán)板4連接，第一套管3的直徑大于第二套管5的直徑，第一套管3焊接在冷卻壁2上，另一端與環(huán)板4焊接；環(huán)板4的一端與第一套管3焊接上，另一端與第二套管5焊接；第二套管5外壁與環(huán)板4焊接，內(nèi)壁與進(jìn)出水管I之間為緊配合。第二套管5內(nèi)壁與進(jìn)出水管I配合端部倒圓角。實施例中，保護裝置一端焊接在冷卻壁2上，另一端與進(jìn)出水管I是緊配合，使得保護裝置既能有效地對進(jìn)出水管I進(jìn)行強化，又能將進(jìn)出水管I與冷卻壁2之間的剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力轉(zhuǎn)移到保護裝置上，能有效地降低進(jìn)出水管I在冷卻壁2表面焊縫處發(fā)生斷裂破壞而導(dǎo)致漏水的幾率。此外，保護裝置的設(shè)置還能防止灌漿時灌漿料進(jìn)入保護裝置與進(jìn)出水管I之間，確保進(jìn)出水管I有變形和位移的空間。其中，冷卻壁2可為銅冷卻壁，進(jìn)出水管I可為銅制的進(jìn)出水管，第一套管3、第二套管5可為鋼制的保護套管。實施例中還包括復(fù)合墊圈7，復(fù)合墊圈7設(shè)在第二套管5外，并位于爐殼6與環(huán)板4之間。復(fù)合墊圈7在保護裝置與爐殼6之間，從而能在冷卻壁2與爐殼6之間起到緩沖作用。此外，復(fù)合墊圈7位于爐殼6與環(huán)板4之間，還能防止灌漿時灌漿料進(jìn)入爐殼6與進(jìn)出水管I之間，進(jìn)而避免灌漿料進(jìn)入波紋補償器8。進(jìn)出水管I外側(cè)套設(shè)有波紋補償器8，波紋補償器8的一端焊接在爐殼6的外部。波紋補償器8在實現(xiàn)進(jìn)出水管I與爐殼6之間的密封的同時，還對進(jìn)出水管I的位移進(jìn)行補償，具體是對進(jìn)出水管I在橫向和縱向方向的位移進(jìn)行補償，減小進(jìn)出水管I與爐殼6的剪切應(yīng)力，緩沖冷卻壁2和爐殼6間變形，減輕進(jìn)出水管I的變形。進(jìn)出水管I的外側(cè)焊接有鋼套9，波紋補償器8的遠(yuǎn)離爐殼6的一端焊接在鋼套9上。其中，鋼套9可以較短，即為短鋼管，只需波紋補償器8的一端能焊接其上即可。[0023]此實施例中的冷卻壁進(jìn)出水管的保護裝置的安裝過程描述如下1、第二套管5內(nèi)表面加工后熱裝，與水管間保持緊配合，第二套管5內(nèi)壁與進(jìn)出水管I配合端部倒圓角。 2、將環(huán)板4套在第二套管5外面，環(huán)板4與第二套管5間預(yù)留1_2_間隙，便于安裝。3、將進(jìn)出水管I與冷卻壁2焊接。4、環(huán)板4、第一套管3位置調(diào)整好后，將第二套管5、環(huán)板4、第一套管3焊成一體。5、將第一套管3與冷卻壁2焊接。6、把復(fù)合墊圈7套在第二套管5上。7、安裝冷卻壁2，待冷卻壁2螺栓等安裝到位后，安裝波紋補償器8，使波紋補償器8與爐殼6、鋼套9分別進(jìn)行焊接，安裝完畢。綜上所述，本實用新型實施例具有下述特點和優(yōu)點1、有效地將原本應(yīng)該由進(jìn)出水管I在冷卻壁2焊縫處承受的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼制的保護裝置上，減小銅冷卻壁2的漏水幾率。2、保護裝置對進(jìn)出水管I進(jìn)行了保護和加強，能有效防止進(jìn)出水管I在該處的斷
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^lPC O3、保護裝置還能防止灌漿時灌漿料進(jìn)入保護裝置內(nèi)部使進(jìn)出水管I失去緩沖余地而產(chǎn)生裂紋或剪斷。實施例2參見圖2所示，本實用新型實施例中提出的冷卻壁進(jìn)出水管保護裝置中，進(jìn)出水管I的一端穿過爐殼而焊接在冷卻壁2上，保護裝置即為保護套管3 ’，保護套管3 ’位于爐殼與冷卻壁之間，保護套管3 '的一端焊接在冷卻壁2上，另一端與進(jìn)出水管I的焊接熱影響區(qū)是緊配合，保護套管3 '內(nèi)壁與進(jìn)出水管I配合端部倒圓角。其中，冷卻壁2可為銅冷卻壁，進(jìn)出水管I可為銅制的進(jìn)出水管，保護套管3丨為銅質(zhì)管。本實用新型實施例中，保護套管3 '焊接在冷卻壁2上，且保護套管3'位于冷卻壁2和爐殼6之間，保護套管3丨未進(jìn)入進(jìn)出水管I與爐殼6之間，使得冷卻壁2發(fā)生變形時進(jìn)出水管I有自由變形和位移的空間，降低了進(jìn)出水管I受爐殼6剪力破壞的幾率，同時減少了進(jìn)出水管I在冷卻壁2表面焊縫處受剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力破壞而發(fā)生漏水的事故。進(jìn)出水管I外側(cè)套設(shè)有波紋補償器8，波紋補償器8的一端焊接在爐殼6的外部。波紋補償器8在實現(xiàn)進(jìn)出水管I與爐殼6之間的密封的同時，還對進(jìn)出水管I的位移進(jìn)行補償，具體是對進(jìn)出水管I在橫向和縱向方向的位移進(jìn)行補償，減小進(jìn)出水管I與爐殼6的剪切應(yīng)力，緩沖冷卻壁2和爐殼6間變形，減輕進(jìn)出水管I的變形。進(jìn)出水管I的外側(cè)焊接有鋼套9，波紋補償器8的遠(yuǎn)離爐殼6的一端焊接在鋼套9上。其中，鋼套可以較短，即為短鋼管，只需波紋補償器8的一端能焊接其上即可。本實用新型的實施例中，還包括復(fù)合墊圈7，復(fù)合墊圈7在短管4 '與爐殼6之間，從而能在冷卻壁2與爐殼6之間起到緩沖作用。此外，復(fù)合墊圈7位于爐殼6與短管4'之間，還能防止灌漿時灌漿料進(jìn)入爐殼與進(jìn)出水管之間，進(jìn)而避免灌漿料進(jìn)入波紋補償器8。本實用新型的冷卻壁進(jìn)出水管的保護裝置的安裝過程描述如下[0043]1、保護套管3'內(nèi)表面加工后熱裝，與進(jìn)出水管I保持緊配合，保護套管3'內(nèi)壁與水管I配合端部倒圓角。2、保護套管3 ’根部與冷卻壁2、水管I焊接成一體，對水管根部焊接熱影響區(qū)進(jìn)行保護。3、焊接外部短管4'4、把復(fù)合墊圈7套在保護套管3 ’上。5、安裝冷卻壁2，待冷卻壁2螺栓等安裝到位后，安裝波紋補償器8，使波紋補償器8與爐殼6、鋼套9分別進(jìn)行焊接，安裝完畢。綜上所述，本實用新型實施例具有下述特點和優(yōu)點1、保護套管對進(jìn)出水管I焊接熱影響區(qū)進(jìn)行了保護和加強，能有效防止進(jìn)出水管I在該處的斷裂。
2、未伸入爐殼的保護套管降低了進(jìn)出水管I受爐殼的剪力破壞的幾率，同時減少了進(jìn)出水管I在冷卻壁2表面焊縫處受剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力破壞而發(fā)生漏水的事故。
權(quán)利要求1.一種冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，進(jìn)出水管的一端穿過爐殼而焊接在冷卻壁上，其特征在于所述進(jìn)出水管位于冷卻壁與爐殼之間的部分設(shè)置有保護裝置，保護裝置一端焊接在冷卻壁上，另一端與進(jìn)出水管緊密配合。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述保護裝置包括第一套管和第二套管，第一套管和第二套管之間通過環(huán)板連接，第一套管的直徑大于第二套管的直徑，第一套管焊接在所述冷卻壁上，第二套管與所述進(jìn)出水管之間為緊密配合，且第二套管不伸入進(jìn)出水管與爐殼之間的間隙。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述保護裝置包括保護套管和外部短管，保護套管與進(jìn)出水管之間為緊配合，保護套管一端與進(jìn)出水管、冷卻壁焊接，另一端位于冷卻壁與爐殼之間，不伸入進(jìn)出水管與爐殼之間的間隙。
4.如權(quán)利要求2所述的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，其特征在于第二套管內(nèi)壁與進(jìn)出水管配合端部為倒圓角結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3所述的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，其特征在于外部短管直徑大于保護套管，外部短管焊接在冷卻壁上。
6.如權(quán)利要求3所述的冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，其特征在于保護套管內(nèi)壁與進(jìn)出水管配合端部為倒圓角結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種冷卻壁進(jìn)出水管結(jié)構(gòu)，進(jìn)出水管的一端穿過爐殼而焊接在冷卻壁上，關(guān)鍵在于所述進(jìn)出水管位于冷卻壁與爐殼之間的部分設(shè)置有保護裝置，保護裝置一端焊接在冷卻壁上，另一端與進(jìn)出水管緊密配合，且不伸入進(jìn)出水管與爐殼之間的間隙。本實用新型通過保護裝置能有效地對進(jìn)出水管和焊縫形成保護，減小進(jìn)出水管與冷卻壁焊縫處的剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，同時該保護裝置使冷卻壁與爐殼之間、進(jìn)出水管與爐殼之間不被完全約束，能有效吸收各種形變和位移，為冷卻壁的安全工作提供了保障。
文檔編號C21B7/10GK202865249SQ201220579658
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者鄭軍, 許俊, 鄒忠平, 胡顯波 申請人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司