[发明专利]用于高炉和其它工业炉的多通道冷却面板

说明书

本发明涉及一种在高炉(1)和其它工业炉的壁上使用的冷却面板(23)，其包括由铜、铸铁或其它金属合金制成的主体(25)、独立的内部冷却通道(24)和附接于面板主体的套筒(26)，源自内部冷却通道(24)的管道(27)插入套筒中。内部冷却面板(24)的数量大于联接器(31)组的数量，所述联接器用于联接至冷却水供应和排放歧管(35)。

技术领域

本发明涉及一种在用于生产铁、钢和其它基础材料的高炉和其它工业炉的壁上使用的新型冷却面板。

背景技术

用于生产铁、钢和其它基础材料的工业炉是中大型设备，在这些设备中，发生许多原材料的生产和/或精炼和/或再加工材料的熔融所必需的化学反应。工业炉有几种类型，但是它们的特点都是炉的内部环境对其内壁提出了严苛要求。这些要求分为热要求、机械要求和化学要求(腐蚀)，热要求由高温引起，机械要求主要是炉的负载与壁之间的接触引起的磨损和冲击，化学要求由炉壁的材料与炉的内部环境中的物质之间的化学反应产生。各种类型的要求可能同时作用，每一种要求都有可能影响另一种要求的效果。因此，炉壁的磨损和劣化是决定炉的使用寿命和/或维修停机的频率和持续时间的因素之一。事实上，已经开发了各种类型的部件、材料和应用，以增加壁面对这些要求的耐用性，从而最大化它们的使用寿命。

在现有技术使用的解决方案中，冷却面板脱颖而出。这些面板被组装在炉的内壁上。面板由铜、铁或其它金属合金制成，通过水或其它流体循环(从现在起称为“冷却水”)进行冷却。冷却水在面板的内部通道中循环，并且水与通道的内表面之间的热交换将源自炉内部的热负载(热量)从面板主体移除，以便稳定温度，从而防止面板的机械性能的损失和快速劣化。

面板主体可以由轧制、挤压、锻造或铸造的块体构成。当它被轧制、挤压或锻造时，冷却通道通过机加工(钻孔)获得，而当主体被铸造时，通道可以直接获得，通过砂芯或通过熔化前定位在模具中的盘管获得。盘管通常由铜、钢或主要成分为铜和镍的金属合金管道制成。每个内部通道都具有连接到炉的冷却水循环系统的进水口和出水口。

在一些类型的炉中，冷却面板组装在支撑结构中，这使得面板的背面从炉的外部部分地可见。在这种情况下，面板充当侧壁和炉衬，负责将气体和材料保留在炉内，并避免热量散失。在这种构造中，支撑结构和构成壁的冷却面板的组合称为炉壳体。这主要是电弧炉(FEA)和用于生产贱金属的其它类型的炉的情况。在其它情况下，比如用于生铁生产的高炉以及用于生产贱金属的某些类型的炉，面板固定在由钢板构成的封闭结构的内侧，这将炉的内部与外部环境完全隔离。在这些情况下，壳体这个名称适用于这种封闭结构，并且面板的功能是保护壳体免受来自炉内部的要求的影响。在这种构造中，构成面板的冷却水的进口和出口的管道必须穿过壳体才能与炉水循环系统连接。这种情况需要在壳体中钻孔，并密封壳体与管之间的其余空间，以防止气体通过。这种密封通过焊接刚性金属部件或膨胀节制作。膨胀节在某种程度上允许管与壳体之间的相对位移，而不会损害密封。

面板的朝向炉的中心、直接暴露于热量的面称为热面，而相对的面称为冷面。面板的热面通常以与称为肋的凸起部分交替的空腔的存在为特征。这种构造的目的是允许在热面上固定耐火保护材料和/或有利于保持炉本身的负载，该负载当与冷却面板接触而冷却时固化并趋于形成保护层。形成冷却水进口和出口的管道通过冷面离开面板主体。高炉中使用的冷却面板通常称为“板式冷却器”，并且在本文中，将始终使用“冷却面板”的名称，其中也包括“板式冷却器”。根据现有技术，每个冷却面板具有一个或更多个独立的冷却通道，并且每个冷却通道通过与进水口管道的联接器和与出水口管道的联接器而连接到炉冷却水回路。它被限定为联接每个装置，通过其在面板冷却水回路(其是面板的不可分割的一部分)与炉的冷却水回路之间进行连接。联接器必须确保基于冷却水的工作压力的水密性，并且可以制作成带有螺纹或其它类型的接头，并且其特征在于以下事实：它是可逆连接，并且可以使用普通工具重复地组装和拆卸，而不需要切割或焊接操作。它被称为联接器组件，该组件由进口联接器和出口联接器组成。从设计和制造细节的角度来看，面板的水输入部分及其联接器与输出部分相同，因此，提及管道以及面板的这些区域的其它部件的构建特点，我们将同时指进口和出口区域。