[实用新型]用于冶金炉的冷却板及具有该冷却板的冶金炉

说明书

技术领域

本实用新型通常涉及一种用于冶金炉的冷却设备，更具体地涉及一种冷却板。冷却板特别地但并非唯一地被设计为用于竖炉，尤其是用于生铁生产所用的鼓风炉。

背景技术

用于冶金炉的冷却板(也叫做“冷却元件”、“冷却壁”、“板式冷却器”或更简单地叫做“板条”)在本领域中是公知的。因为两个主要原因，冷却板用于覆盖冶金炉(例如，鼓风炉或电弧炉)的外壳(或铠板装甲)的内壁。冷却板的第一功能是，通过冷却板本体内部的与炉子的冷却系统连接的冷却剂管道，在炉子内部和外炉壳之间提供排热保护屏蔽。

冷却板的第二功能是，对耐火砖内衬、耐火喷浆装置或炉子内部的加工产生的炉结层(accretion layer)提供固定装置。因此，为了改进加固，冷却板典型地在其前面设置有交错的层状肋和凹槽或者其它加固结构。

最初，冷却板是在其中铸造有冷却管的铸铁板。作为铸铁板条的替代物，开发了铜板条。现在，大多数用于冶金炉的冷却板由铜、铜合金制造，或者更近一段时间用钢制造。

典型地，冷却板包括具有通常矩形形状的金属本体。可在本体中钻出内部冷却剂管道，并经由适当的连接管/通道将该冷却剂通道与炉壁外部的冷却剂回路连接。可替代地，冷却剂通道可以是镶铸通道或埋入式管道。在炉子中，将冷却板安装在多个环中，冷却板的后面对着炉壁。例如，在DE 2907511、GB 1571789、WO2004/090172或EP 1826518中描述了传统的冷却板及其制造。

如本领域中已知的，虽然鼓风炉在板条前侧上一开始设置有耐火砖内衬(refractory brick lining)，但是此内衬在使用过程中会磨损。具体地，已经观察到，在两个截面中，耐火内衬相对快速地消失。虽然炉渣和炉料的炉结层之后会典型地形成于冷却板的热侧上，但是其实际上会连续地堆积并磨损，使得在一定时间周期的过程中，冷却板直接暴露于鼓风炉内的恶劣条件下。

对炉结层的磨损的主要原因，以及对内衬和冷却板的磨损的的主要原因是，(1)热气的向上流动以及(2)下沉炉料(煤、矿石等)的摩擦。关于热气的流动，磨损不仅是由于热负载，而且是由于上升气体中所携带的颗粒的磨损。

为了防止在相邻冷却板之间的间隙中向上流动的气体所携带的颗粒产生的这种磨损，已知可以交错的方式布置两个连续环(行)的冷却板。连续环之间的冷却板的对准布置将对热气提供垂直路径，这使得热气在炉子中更容易上升并在炉子铠板装甲(armour)上作用。然而，由于冷却板的平行六面体的形状，交错的布置意味着部分区域比其它区域暴露得更多，并由此受到更高的热约束和磨损，而这导致更早的磨损或失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种改进类型的冷却板，其避免了上述的缺点。

此目的由根据本实用新型的冷却板实现。

根据本实用新型的一个重要方面，在投影的前视图中看到，冷却板的金属本体具有梯形形状，该梯形在其底部具有一个锐角和一个钝角，锐角的范围是35°至85°。换句话说，本冷却板不具有矩形平行六面体的形状，而是具有倾斜形状，优选地类似菱形。在优选实施方式中，锐角可以在50°至70°的范围内。

应该理解，冷却板本体的这种倾斜形状允许将冷却板以对准的(即，不交错的)方式布置在竖炉中。在这种情况中，虽然形成于相邻冷却板之间的间隙可在冷却板的几个环上对准，但是人们应该认识到，这种间隙不是垂直的而是倾斜的。因此，虽然热气可在这种间隙中流动，但是灰尘和颗粒会碰到冷却板本体的倾斜侧面，并由此留在那里。因此，虽然气体可通过这些间隙逸出，但是其携带较少的颗粒，这由此显著减少磨损现象的出现。此外，趋向于垂直流动的上升气体的流动，被迫流过这些倾斜的间隙，并且，由此使其上升速度减慢并减小其破坏性效果。事实上，人们可认识到，与喷浆层一起，板条间间隙形成用于上升气体的螺旋流路径(在多个环上看到)，这比垂直间隙面对更大的流动阻力。

典型地，冷却板的这种对准布置被传统的矩形冷却板所避免。

本冷却板提供的附加好处是由于其曲率，减少了比其它区域受到更多磨损的本体区域的问题。

优选地，弯曲整个板体，这在炉壳的侧面上和在炉子内部的有用体积上增加了空间。换句话说，在水平横截面上看，金属本体具有弯曲形状。此曲率优选地是竖直地定中心的，因为冷却板在典型地具有旋转中心轴线的竖炉中使用。

最佳地，分别地弯曲并定中心冷却板本体和前面，使其分别适于冶金炉和鼓风炉壳体的曲率。