[实用新型]一种复合冷却壁

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢铁工业中的炼铁技术领域，特别涉及一种由多材质组成的复合冷却 壁。

背景技术

今天，冶金企业的高炉呈现出大型化及高强度冶炼化的特点，而高强度冶炼的同时， 导致炉体的热负荷较过去有大幅度增加，使得炉体承受热冲击也随之加大，致使炉体的维 护工作越来越受到重视，延长高炉的一代炉役，尤其是炉体冷却设备的使用寿命，也就成 为炼铁工作者主要研究的课题之一。为做到使高炉长期稳定生产，众多的国内外企业，都 升级和装备了一系列先进装备，如砖壁合一薄内衬结构结合闭路软水循环系统，炉缸和炉 底使用大块碳砖结合国产微孔陶瓷的复合砌筑技术，新增水温差及热流强度监控与炉顶红 外测温系统用于日常生产及炉体判断技术等等，并且都取得不错的效果，为延长现阶段高 炉使用寿命、强化高炉冶炼做出巨大贡献。但与此同时，在高炉高强度冶炼的同时，也导 致了炉体冷却设备破损增加的风险，从近几年高炉生产实际情况来看，炉体的冷却设备， 尤其是炉身中下部、炉腰等部位的冷却壁破损严重，这种不利生产的现象发生，制约了高 炉的高强度冶炼生产，严重时还会有安全隐患，给企业带来了巨大的经济损失。如何避免 这类影响生产的问题事故发生，就成为当前企业面临的首要问题。为此，不少冶金企业专 门成立了高炉长寿团队，从炉体设计，到冷却设备制定，再到炉内砖衬的选型等等，都开 展了全方位的研究，形成了具有本企业特色的长寿管理制度，并都取得一定的效果，如鞍 钢、武钢、宝钢等国内大型钢铁企业。但在现实中，冷却壁的破损问题，仍然是制约高炉 长寿的瓶颈之一，为此，对于冷却壁的研究很多，在此基础上形成了以铜质材料为主的薄 壁型为代表的新一代冷却壁，但就目前来讲，虽使用效果较过去铸铁冷却壁有所改善，但 是仍然还是未能达到人们对它的预期使用效果。国内外对此方面的研究也都集中在如下两 个方面，第一材质角度，如采用纯铜质、钢制及铸铁材、同时采用在冷却壁的热面附着新 型的耐火材料等；或者是强化冷却措施，如增大冷却壁内水冷面积等方式，两类措施的应 用，都对于减缓冷却壁破损，延长一代高炉寿命有着重要的意义，但是两类措施的实施， 也有着一些固有缺陷，如有些设计制作及材料费用较高，有些冷却壁冷却效果有限，而如 果能将两类措施结合应用，将会起到减缓冷却壁破损速度，延长高炉寿命的效果。

国内外专家和研究人员对于冷却壁的关注也较多，如通过材质改进的，做到传统薄壁 冷却壁有所区别的，通过强化冷却壁本体强度等方法，做到减轻冷却壁的破损(见中国专 利“双金属冷却壁及其制造方法”专利申请号CN1380426，“陶瓷结合冷却壁”专利申 请号CN87214698，“铜与含铁合金组合的高炉冷却壁”专利申请号CN2597480，“高炉铸钢 冷却壁”专利申请号CN2390891，“微合金化铸钢冷却壁”专利申请号CN2697105等等)都 是采用一些铜以外的金属或者非金属材质，优点就是强度高、成本低，缺陷是此类材料的 导热性能要较铜质材料的冷却壁相差较多；或者是强化挂渣效果，通过形成的渣皮，进而 保护冷却壁(见中国专利“铜钉挂渣结构的铜板冷却壁”专利申请号CN2579903，“齿形挂 渣槽结构的铜板冷却壁”专利申请号CN2545210，“带凸台铜冷却壁”专利申请号 CN2668645，“点阵式镶砖冷却壁及其制备工艺”专利申请号CN103233090A等等)此类 设计都大幅度减少了内衬厚度，降低了投资，而且容易形成稳定的渣皮保护层，但是缺点 也是显而意见的，就是为能够强化冷却壁的冷却能力，未能从根本上解决减缓破损问题； 亦或是国内外一些文献专利关于此方面的介绍，但大多数都是集中于研究高炉冷却壁等的 熔损机理(见期刊《钢铁研究学报》“薄型铜冷却壁的热性能”2008年，20卷，4期，8-10， 《炼铁》“高炉铜冷却壁的技术进展”2006年，25卷，6期，56-58，期刊《炼铁》“高炉 铜冷却壁的设计及应用探讨”2003年，22卷，2期等等)，这些文献资料都有提及冷却壁， 尤其是铜冷却壁的设计及热性能论述及分析，对实际生产有一定的指导意义，但其中也未 提及到，为降低高炉制作成本，采用复合材料的方式制作冷却壁。

发明内容