專利名稱：冷卻板裝置以及將冷卻板安裝到冶金爐中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種冶金爐中的冷卻板裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及將冷卻板裝置 安裝到冶金爐中的方法。
背景技術(shù)：
用于冶金爐的冷卻板(也稱作立冷壁)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。這些冷卻板用 來覆蓋冶金爐(例如，鼓風(fēng)爐或電弧爐)的外殼的內(nèi)壁，以提供(1)爐的內(nèi)部與外爐殼之 間的散熱保護(hù)屏(heat evacuating protectionscreen)；以及(2)用于耐火磚襯里、耐火 噴漿或加工中在爐內(nèi)產(chǎn)生的增長層的錨定裝置。最初，冷卻板是其中鑄有冷卻管的鑄鐵板。 作為鑄鐵立冷壁(cast iron stave)的可替換方案，已研發(fā)出銅冷卻壁。現(xiàn)在，用于冶金爐 的多數(shù)冷卻板都是由銅、銅合金或者(更近一些)由鋼制成的。例如，在德國專利DE 2907511 C2中公開了一種用于鼓風(fēng)爐的銅冷卻板。該冷卻 板包括具有熱面(即，面向爐的內(nèi)部的面)的板條狀本體，該熱面被平行的凹槽進(jìn)一步劃分 成薄片狀的肋片。這些凹槽和肋片優(yōu)選地具有鴿尾榫形的(或燕尾形的)橫截面并且當(dāng)將 冷卻板安裝在爐壁上時水平地布置，這些凹槽和肋片的目的在于將耐火磚襯里、耐火噴漿 材料或加工中產(chǎn)生的增長層錨定至冷卻板的熱面。鉆出的冷卻通道在鄰近后面(即，冷卻 板的冷面)處垂直于這些水平凹槽和肋片而延伸穿過板條狀本體。這種冷卻板抵壓在爐壁上而安裝在多個環(huán)內(nèi)，其中，冷卻板的后面朝向爐壁。由于 爐壁通常是圓形的而冷卻板原則上是平的，故爐壁與冷卻板之間存在空間。該空間通常由 回填混凝土填充。相鄰冷卻板的端面之間也存在間隙。這些間隙通常也由回填混凝土填充。通常，耐火磚襯里、耐火噴漿材料或加工中產(chǎn)生的增長層被設(shè)置在冷卻板的前面 上以形成保護(hù)層。該保護(hù)層用來保護(hù)冷卻板免于被爐中的惡劣環(huán)境破壞。同時，保護(hù)層還 保護(hù)冷卻板間的間隙中的回填混凝土不被破壞。然而，實際上，爐子偶然也會在沒有該保護(hù) 層的情況下工作，這首先導(dǎo)致間隙中的回填混凝土的侵蝕。這些間隙因此導(dǎo)致冷卻板的顯 著的不均勻的侵蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻板裝置，其中該冷卻板受保護(hù)而免于遭受不均勻侵 蝕。該目的通過權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的冷卻板裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的又一目的是提供 一種將冷卻板裝置安裝到冶金爐中的方法，其中冷卻板受保護(hù)而免于遭受不均勻侵蝕。該 目的通過權(quán)利要求20中所要求保護(hù)的方法來實現(xiàn)。本發(fā)明提出了一種安裝(mount，安置)在冶金爐的爐壁上的冷卻板裝置，該裝置 包括第一冷卻板和相鄰的第二冷卻板，每個冷卻板均具有朝向所述爐的內(nèi)部的前面、朝向 所述爐壁的相對的后面以及四個端面(edgeface)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在兩個相鄰的 冷卻板之間布置間隙填充插入件，該間隙填充插入件包括金屬前板，其具有面向爐子的內(nèi) 部的前側(cè)面；以及錨定裝置，用于以這樣的方式將前板安裝在兩個相鄰的冷卻板之間，即，使得該前板在兩個冷卻板的端面之間延伸，并使得該前板的前側(cè)面與兩個冷卻板的前面齊平。依靠上述間隙填充插入件，根據(jù)本發(fā)明的冷卻板裝置防止冷卻板之間的間隙中的 回填混凝土受破壞。即使(如同偶然情況下那樣)爐子在沒有保護(hù)層(耐火磚襯里、噴漿 或增長層)覆蓋冷卻板及它們之間的間隙的情況下工作，從一個冷卻板到另一個冷卻板的 過渡仍保持盡可能得平滑。間隙填充插入件在很大程度上防止了回填混凝土由于爐中蔓延 的惡劣條件而掉落。由于具有間隙填充插入件，因而可以避免冷卻板的不均勻侵蝕，進(jìn)而延 長了冷卻板的壽命。間隙填充插入件的前板可以由鋼制成，優(yōu)選地為高耐磨性的鋼。這種高耐磨性鋼 的實例是 Creusabro 或 Hardox 。根據(jù)第一優(yōu)選實施例，錨定裝置包括兩條側(cè)腿，每條側(cè)腿均連接至前板的一個邊 緣，這個邊緣與一個冷卻板的一個端面鄰接，這些側(cè)腿沿冷卻板的相應(yīng)端面布置。這些側(cè)腿 均可以包括一個延伸部，該延伸部成形為鄰接冷卻板的后面。優(yōu)選地，側(cè)腿和間隙填充插入件的前板由金屬片一體地形成，從而易于與冷卻板 之間的間隙的準(zhǔn)確形狀相符?？商鎿Q地，側(cè)腿可以焊接至間隙填充插入件的前板。通常，由于爐壁是圓形的而冷卻板是平的，因而兩個相鄰冷卻板之間的間隙大體 上是楔形的。優(yōu)選地，間隙填充插入件的側(cè)腿成一定角度地布置，從而貼合地裝配到楔形的 間隙中。根據(jù)第二優(yōu)選實施例，錨定裝置包括連接至前板及連接至后板的至少一個連接 臂，后板與冷卻板的后面鄰接。優(yōu)選地，間隙填充插入件的前板和后板由金屬片制成，并且連接臂同時焊接至前 板和后板。為了將間隙填充插入件保持在恰當(dāng)位置，間隙填充插入件可以通過形狀配合 (form-fit)或者通過使用螺栓或螺釘連接至冷卻板。這些螺栓或螺釘例如可以穿過側(cè)腿中 的孔，以將側(cè)腿連接至冷卻板的側(cè)面，或者螺栓或螺釘可以穿過側(cè)腿延伸部或后板中的孔， 以將側(cè)腿延伸部或后板連接至冷卻板的后面。將間隙填充插入件保持在恰當(dāng)位置的另一種 方式是，用回填材料(通常是回填混凝土)填充冷卻板與爐壁之間的空間。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，間隙填充插入件布置在相鄰冷卻板的垂直邊緣之間。然 而，間隙填充插入件也可以布置在相鄰冷卻板的水平邊緣之間。通常，冷卻板以交錯的布局 來布置，其中，上排的兩個相鄰冷卻板之間的垂直間隙與下排的一個冷卻板的中央部分布 置在一條直線中。從而優(yōu)選地，布置在冷卻板的水平邊緣之間的間隙填充插入件在下排的 冷卻板的兩個邊緣之間延伸。優(yōu)選地，間隙填充插入件的前板在兩個相鄰冷卻板之間的間隙的整個長度上延 伸。然而，在某些情況下，可能優(yōu)選的是，設(shè)置更短的間隙填充插入件，其中，多個這種更短 的間隙填充插入件則可以用來覆蓋兩個相鄰冷卻板之間的間隙的整個長度或僅是其長度 的一部分。優(yōu)選地，冷卻板由以下材料中的至少一種制成銅、銅合金或鋼。本發(fā)明還提出了一種將冷卻板安裝到冶金爐的爐壁上的方法。此方法包括提供第 一冷卻板和相鄰的第二冷卻板，每個冷卻板均具有朝向爐的內(nèi)部的前面、朝向爐壁的相對的后面以及四個端面。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該方法進(jìn)一步包括提供間隙填充插入件， 該間隙填充插入件包括具有面向爐的內(nèi)部的前側(cè)面的金屬前板和錨定裝置；以及以這樣的 方式將間隙填充插入件安裝在兩個相鄰冷卻板之間，即，使前板在兩個冷卻板的端面之間 延伸，并使前板的前側(cè)面與兩個冷卻板的前面齊平。有利地，本方法中使用的間隙填充插入件是如上所述的間隙填充插入物。


現(xiàn)在將參照附圖，以實例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中圖1是爐壁的一段壁部的示意性橫截面圖，其中示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的 間隙填充插入件；以及圖2是爐壁的一段壁部的示意性橫截面圖，其中示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的 間隙填充插入件。
具體實施例方式冷卻板被用來覆蓋冶金爐(例如，鼓風(fēng)爐或電弧爐)外殼的內(nèi)壁。這種冷卻板的 目的是形成(1)爐的內(nèi)部與外爐殼之間的散熱保護(hù)屏；以及(2)用于耐火磚襯里、耐火噴 漿或加工中在爐內(nèi)產(chǎn)生的增長層的錨定裝置。圖中示出了從上方看到的這種內(nèi)壁10的一部分的橫截面圖。在內(nèi)壁10的前面安 裝有冷卻板裝置，該冷卻板裝置包括多個冷卻板12、12'。圖中部分地示出了第一冷卻板 12和第二冷卻板12'。每個冷卻板12、12'均具有板條狀本體，該板條狀本體例如由銅、銅 合金或鋼的鑄造或者鍛造體制成。這種板條狀本體具有前面14、14'(也被稱為熱面)， 其將面對爐的內(nèi)部；以及后面16、16'(也被稱為冷面)，其將面對內(nèi)壁10的內(nèi)表面。該 板條狀本體大體上為四邊形的形式，它具有一對大體上垂直布置的長端面、以及一對大體 上水平布置的短端面。圖中僅能看見長端面18、18'之一。大多數(shù)新式的冷卻板的寬度在 600mm至1300mm的范圍內(nèi)，且高度在IOOOmm至4200mm的范圍內(nèi)。然而，應(yīng)該理解的是，在 其他情況下，可根據(jù)冶金爐的結(jié)構(gòu)狀況并根據(jù)它們的制造過程所導(dǎo)致的約束對冷卻板的高 度和寬度進(jìn)行調(diào)整。冷卻板12、12'還包括位于后面16、16'上的連接管(未示出)，以使冷卻流體 (通常為水)在布置于冷卻板12、12'內(nèi)的冷卻通道(未示出)中循環(huán)。冷卻板12、12'通 常借助于支架(未示出)安裝至內(nèi)壁10。應(yīng)該注意的是，前面14、14'通常被凹槽(未示出)再劃分成薄片狀的肋片(未示 出)。這些凹槽和薄片狀的肋片形成用于將耐火磚襯里、耐火噴漿或加工中產(chǎn)生的增長層錨 定至前面14的錨定裝置。根據(jù)本發(fā)明，在第一冷卻板12與第二冷卻板12'之間的間隙22內(nèi)設(shè)有間隙填充 插入件20。圖1中示出了根據(jù)第一實施例的間隙填充插入件20。該間隙填充插入件20包括 金屬前板對，該金屬前板具有面向爐的內(nèi)部的前側(cè)面26。這一前板對優(yōu)選地由高耐磨性 鋼制成，諸如Creusabro 或Hardox 。前板24被布置成使得其在兩個冷卻板12、12'各 自的長端面18與18'之間延伸，并且使前板對的前側(cè)面沈與兩個冷卻板12、12'各自的前面14、14'齊平。由于這一前板對，冷卻板12與12'之間的間隙22被封閉。前板對保 護(hù)任何布置在該間隙22中的回填混凝土免于受破壞。即使當(dāng)爐子在沒有保護(hù)層(耐火磚 襯里、噴漿或增長層)的情況下工作時，即，當(dāng)冷卻板12、12'直接暴露于爐中蔓延的惡劣 狀況下時，從一個冷卻板12到另一個冷卻板12'的過渡仍保持盡可能得平滑。前板對防 止回填混凝土掉落，因而能夠避免冷卻板的不均勻侵蝕。為了將前板M維持在其期望位置中，間隙填充插入件20還包括錨定裝置，在第一 實施例中，該錨定裝置由兩條側(cè)腿觀、28'構(gòu)成。每條側(cè)腿觀、28'均連接至前板M的一 個邊緣，并沿著長端面18、18'延伸至冷卻板12、12'的后面16、16'，側(cè)腿觀、28'各自的 延伸部30、30'在此處形成，從而緊貼后面16、16'。間隙填充插入件20的前板M和各自具有延伸部30、30'的側(cè)腿觀、28'由金屬 片一體地形成，從而易于與冷卻板12與12'之間的間隙22的準(zhǔn)確形狀相符。由于爐壁10大體上是圓形的而冷卻板通常是平的，故兩個相鄰冷卻板12與12' 之間的間隙大致是楔形的。間隙填充插入件20的側(cè)腿觀、28'成一定角度地布置，從而貼 合地裝配到楔形的間隙22中，如圖1中所示。為了確保間隙填充插入件20保持在恰當(dāng)位置，間隙填充插入件20可以通過形狀 配合(form-fit)或者使用復(fù)數(shù)個螺栓或螺釘(未示出)連接至冷卻板12、12'。將間隙填 充插入件20保持在恰當(dāng)位置的另一種方式是，用回填混凝土填充冷卻板12、12'與爐壁10 之間的空間31。回填混凝土隨之還被注入到冷卻板12與12'之間的間隙22中。由于回 填混凝土的致密性，從而防止間隙填充插入件20沿朝向爐壁10的方向移動。此外，由于延 伸部30、30'防止間隙填充插入件20沿遠(yuǎn)離爐壁10的方向移動，因此間隙填充插入件20 牢固地位于其期望位置中。圖2中示出了根據(jù)第二實施例的間隙填充插入件20。該間隙填充插入件20包括如 圖1中所示的那樣的金屬前板對。根據(jù)該第二實施例的錨定裝置由至少一個連接臂32構(gòu) 成，該連接臂的一端連接至前板M的后面。連接臂32通過間隙22延伸至冷卻板12、12' 的后面，連接臂在此處連接至后板34。后板34延伸，以便與冷卻板12、12 ‘各自的后面16、 16'鄰接，從而防止間隙填充插入件20沿遠(yuǎn)離爐壁10的方向的任何移動。前板M和后板 34由板材制成，而連接臂32焊接在它們之間。參考標(biāo)號說明10內(nèi)壁26前側(cè)12,12'冷卻板28,28'側(cè)腿14,14'前面30,30'延伸部16,16'后面31空間18,18'長端面32連接臂20間隙填充插入件 34后板22間隙24前板
權(quán)利要求
1.一種冷卻板裝置，安裝在冶金爐的爐壁上，所述裝置包括第一冷卻板和相鄰的第二冷卻板，每個冷卻板均具有前面、相對的后面以及四個端面， 所述前面朝向所述爐的內(nèi)部，所述后面朝向所述爐壁，其特征在于，在兩個相鄰的冷卻板之間布置間隙填充插入件，所述間隙填充插入件包括金屬前板和 錨定裝置，所述金屬前板具有面向所述爐的內(nèi)部的前側(cè)面；所述間隙填充插入件以這樣的 方式布置使所述前板在兩個冷卻板的所述端面之間延伸，并使所述前板的所述前側(cè)面與 兩個冷卻板的所述前面齊平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件的所述前板由鋼制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件的所述前板由高耐 磨鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述錨定裝置包括兩條側(cè) 腿，每條側(cè)腿均連接至所述前板的一個邊緣，這個邊緣與一個冷卻板的一個端面鄰接，所述 側(cè)腿沿所述冷卻板的相應(yīng)端面布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻板裝置，其中，所述側(cè)腿各自均包括一個延伸部，所述延 伸部成形為與所述冷卻板的所述后面鄰接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4至5中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述側(cè)腿和所述間隙填充插 入件的所述前板由金屬片制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件形成為 一體式的零件。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述側(cè)腿焊接至所述間隙填 充插入件的所述前板。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項所述的冷卻板裝置，其中，兩個相鄰的冷卻板之間的間 隙是楔形的，并且其中，所述間隙填充插入件的所述側(cè)腿成一定角度地布置，從而貼合地裝 配到所述楔形的間隙中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述錨定裝置包括連接至 所述前板并連接至一個后板的至少一個連接臂，所述后板與所述冷卻板的所述后面鄰接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件的所述前板和所 述后板由金屬片制成，并且其中，所述連接臂焊接至所述前板和所述后板。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件通過 形狀配合和/或通過諸如螺栓或螺釘?shù)臋C械裝置連接至所述冷卻板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件通過 螺栓或螺釘連接至所述冷卻板。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的冷卻板裝置，其中，通過用回填材料填充冷卻 板與爐壁之間的空間來將所述間隙填充插入件連接至所述冷卻板。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件布置 在相鄰的冷卻板的垂直邊緣和/或水平邊緣之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述間隙填充插入件布置 在相鄰的冷卻板的水平邊緣之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的冷卻板裝置，其中，所述冷卻板以交錯的布局布置，其中，上排的兩個相鄰冷卻板之間的垂直間隙與 下排的一冷卻板的中央部分成一條直線地布置，并且其中，布置在所述冷卻板的水平邊緣 之間的所述間隙填充插入件在下排的所述冷卻板的兩個邊緣之間延伸。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述前板在兩個相鄰冷卻板 之間的間隙的整個長度上延伸。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的冷卻板裝置，其中，所述冷卻板由以下材料中的 至少一種制成銅、銅合金或鋼。
20.一種將冷卻板安裝在冶金爐的爐壁上的方法，所述方法包括提供第一冷卻板和相鄰的第二冷卻板，每個冷卻板均具有前面、相對的后面以及四個 端面，所述前面朝向所述爐的內(nèi)部，所述后面朝向所述爐壁； 其特征在于，提供間隙填充插入件，所述間隙填充插入件包括金屬前板以及錨定裝置，所述金屬前 板具有面向所述爐的內(nèi)部的前側(cè)面；以這樣的方式將所述間隙填充插入件安裝在兩個相鄰的冷卻板之間使所述前板在兩 個冷卻板的所述端面之間延伸，并且使所述前板的所述前側(cè)面與兩個冷卻板的所述前面齊平。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，多個冷卻板和間隙填充插入件形成冷卻板裝 置，所述冷卻板裝置是根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的冷卻板裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種隨用于冶金爐的冷卻板(12、12′)一起使用的間隙填充插入件(20)，冷卻板(12、12′)具有朝向爐內(nèi)部的前面(14、14′)、朝向爐的爐壁(10)的相對的后面(16、16′)、以及四個端面(18、18′)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，間隙填充插入件(20)包括金屬前板(24)，具有面向爐內(nèi)部的前側(cè)面(24)；以及錨定裝置(28、28′、30、30′、32、34)，用于以這樣的方式將前板(24)安裝在兩個相鄰的冷卻板(12、12′)之間，即，使得前板(24)在兩個冷卻板(12、12′)的端面(18、18′)之間延伸，并使得前板(24)的前側(cè)面(26)與兩個冷卻板(12、12′)的前面(14、14′)齊平。
文檔編號F27D1/12GK102057242SQ200980120934
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者保羅·托克爾特, 尼古拉·穆塞爾, 尼古拉·馬焦利, 柯勞德·普萊梅爾丁 申請人:保爾伍斯股份有限公司