[发明专利]黑色金属或有色金属制造炉的板式冷却壁装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2010年3月30日提交的题目为“黑色金属或有色金属制造炉冷却板”的美国临时专利申请号No.61/319,089的利益和优先权，以上临时专利申请的公开内容以引用方式全文并入于此；另外，本申请也是2010年7月8日提交的国际专利申请号No.PCT/U82010/041414的题目为“框架和砖结构的装置和方法”的部分继续申请案，本专利申请要求(1)2009年7月8日提交的美国临时专利申请号No.61/223,745的题目为“高炉冷却壁耐火砖”和(2)2009年8月5日提交的美国临时专利申请号61/231,477的题目为“高炉冷却壁耐火砖”的优先权，以上临时专利申请的公开内容以引用方式全文并入于此。

技术领域

本发明涉及高炉和其它冶金炉炉身冷却的装置和方法。相关领域包括冷却壁。

背景技术

在过去的半个世纪中，高炉的炉腹、炉腰和炉身中一直都是使用两种主要形式的冷却系统。这两种冷却系统一直是冷却板和冷却壁，每种冷却系统都有其优点和缺点。

传统的冷却板为舌状冷却器，这种冷却器伸过钢制炉身上的一个孔并伸入到平均大约24英寸和大约24英寸宽的容器内。这种冷却板紧紧地固定在钢质炉身上，以及冷却板连接到外部冷却源上。这些冷却板常常采用错列形式固定在高炉的周围，从而使得一个板式冷却器中心到另一个冷却器中心的距离为水平15至48英寸，垂直15至36英寸。这些板式冷却器在高炉内部上的空间通常填充砖材以形成实心耐火系统，紧紧抵靠冷却板和内部炉壁。采用这些板的冷却系统的缺点是，靠近的砖可以更有效地得到冷却，而那些位于一定距离的砖则会受到更大的腐蚀。由于这种冷却不够均匀，这些板不能像冷却壁那样向炉身提供足够的保护。

冷却壁是位于钢质炉身内侧和耐火炉衬之间构件。冷却壁通常采用一系列管子构成，输送传热流体，诸如水。冷却壁可以均匀地冷却高炉，因为它们安装成几乎覆盖整个钢质炉身。典型的壁式冷却器大约30″到50″宽，48″至144″高。这些冷却壁通常采用螺栓固定到炉壁上，相互之间留有小量间隙，以便安装。

这种冷却壁/砖结构的主要缺点是，由于在炉内安装时相互之间靠的很近，每当冷却壁/砖结构需要整体或局部重建或修理时，这种冷却壁必须从炉内取出以便将砖从冷却壁通道内滑出。从炉内拆除这些冷却壁是必须的，因为砖不能通过冷却壁的前端面从冷却壁通道内取出或插入冷却壁通道内。此外，通常，要求使用销钉来支撑冷却壁、单独的热电偶炉身突部、水管突部，以及挠性补偿部件。

为了消除与典型高炉冷却板和冷却壁相关的不足，可以提供一种冷却板或冷却壁，其结合了传统冷却板和冷却壁的优点，同时，又撇弃了传统冷却板和传统冷却壁的大部分或全部的不足。

另外，也可考虑提供一种可穿过钢质炉身上的单一开口从高炉外部插入并安装的冷却板，该冷却板通过紧紧固定在炉身外部而得到支撑，而在炉身内部，冷却板作为冷却壁布置在炉身内部和耐火炉衬之间。另外，还可以提供一种冷却板，在这种冷却板中，一个冷却板的下端通过下面一个冷却板的上端来支撑，和/或一个冷却板的一个或多个边来由一个或多个毗邻冷却板的一个或多个边来额外支撑。再可以提供一种冷却板，其中，相关的热电偶可以安装在板式冷却壁内。此外，可以提供一种能够从高炉外部安装的冷却板，且能像冷却壁那样向高炉提供均匀冷却，同时则无需使用许多销钉、热电偶炉身突部、水管突部和挠性补偿部件，而这些则是传统冷却壁和/或冷却板安装和使用通常所要求的。

本发明的上述和其它优点可以参照下面最佳实施方案的详细描述来了解。

发明内容

在第一方面，本发明包括板式冷却壁，用于带有炉身壁的高炉，包括：装有至少一个冷却液体入口和至少一个冷却液体出口的顶部，适用于冷却液从高炉外部流入和流出板式冷却壁；和位于相对于顶部一个角度的主体，这样，主体可以通过炉身壁形成的开口插入炉内，其中，在安装时，至少一部分顶部位于开口内。

根据板式冷却壁的另一个方面，主体沿炉身壁布置。

根据板式冷却壁的再一个方面，主体大体平行于炉身壁布置。

根据板式冷却壁的另一个方面，主体在炉内布置在炉身壁和耐火炉衬之间。

再一个方面，板式冷却壁进一步包括至少部分地布置在主体内或主体上的耐火炉衬。

根据板式冷却壁的再一个方面，顶部固定到盖板上，而盖板则固定到炉身壁上。

根据板式冷却壁的再一个方面，盖板固定到炉身壁的外部。

根据板式冷却壁的另一个方面，主体带有一个或多个曲线轮廓。