[实用新型]椭圆形水管冷却壁

说明书

技术领域

本实用新型属于高炉冷却壁制造技术领域，尤其涉及一种椭圆形水管冷却壁。

背景技术

冷却壁是炼铁高炉上的主要设备之一。目前，大多采用埋管铸造结构，冷却壁本体材质包括铸铁、铸钢、铸铜，铸入的水管均为圆形截面的无缝管，材质可以选用低碳钢、铜等不同的材质。冷却壁示意图如图1所示，冷却壁的截面图如图2所示，铸入冷却水管的截面形状如图3所示。冷却壁本体1设置有冷却水管2，冷却水管2的截面形状为圆形。在相同水流通道截面积的情况下，圆形冷却水管的周长最小，因此，换热面积最小，不利于热量的传递。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就是提供一种冷却能力强、热面挂渣容易、渣皮稳定、使用寿命长、节能降耗、减少设备投资的椭圆形水管冷却壁。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：包括冷却壁本体及铸入冷却壁本体的冷却水管,所述冷却水管的横截面形状为椭圆形。

其附加技术特征为：所述的冷却水管形状为蛇形或U形；

所述冷却水管的椭圆形横截面的短轴与长轴之比大于等于0.3、小于1.0；

所述冷却水管的外壁设置防渗碳涂层。

本实用新型提供的的椭圆形水管冷却壁，冷却水管的横截面形状为椭圆形。椭圆形水管冷却壁存在以下优点：

1、椭圆形截面可增加冷却水管在冷却壁热面上的投影面积，在水管截面积一定、水量一定的情况下，可以提高冷却壁的冷却能力，使得冷却壁热面挂渣容易，使用寿命更长；

2、与圆形截面水管冷却壁相比，椭圆形截面冷却水管可以在同等换热面积的情况下，截面积更小，在保证同等水速的前提下，可以实现更小的水量，因此可以节能降耗；

3、与圆形截面水管冷却壁相比，在相同水管截面积的情况下，椭圆形截面水管在冷却壁厚度方向上的尺寸更小，因此能够减少冷却壁的厚度，降低冷却壁重量，从而减少冷却壁的设备投资；

4、椭圆形截面的短轴与长轴之比可以根据不同的高炉炉容、不同的冷却强度需要进行灵活设计，使冷却壁更加适应不同高炉的工况条件，可以有效改善高炉的运行效果，提高冷却壁的使用寿命。

本实用新型所提供的椭圆形水管冷却壁的制备包括下述步骤：

第一步  椭圆形冷却水管的制备

根据需要制备出短轴与长轴之比大于等于0.3、小于1.0的椭圆形冷却水管，水管形状要符合设计图纸要求，并采取一定的工艺措施定型。包括以下三种工艺：

①采用直接轧制成型的椭圆形截面无缝管，在弯管机上通过特制模具进行弯制，成为椭圆形截面的“蛇形”管或“U形”管；

②采用轧制成的圆形截面无缝管，通过机械压制的方法使之成为椭圆形截面，然后在弯管机上通过特制模具进行弯制，成为椭圆形截面的“蛇形”管或“U形”管；

③采用轧制成的圆形截面无缝管，在弯管机上通过特制模具进行弯制，成为圆形截面的“蛇形”管或“U形”管。然后通过机械压制的方法使之成为椭圆形截面的“蛇形”管或“U形”管；

第二步  椭圆形水管的涂层

对于材质为灰铸铁或球墨铸铁的冷却壁本体来说，冷却水管外面需要设置防渗碳涂层。将防渗碳涂料涂在定型后的冷却水管表面，可以采用刷涂、浸涂、喷涂工艺，涂刷厚度0.1～0.3毫米，涂刷后自然干燥或低温烘干。对于碳素铸钢、低合金铸钢、铸铜冷却壁来说，冷却水管外面不需要设置防渗碳涂层；

第三步  椭圆形水管冷却壁铸造

将定型后的椭圆形截面的“蛇形”管或“U形”管放入按照冷却壁外形需要制作的铸型中，然后造型，浇入熔融金属，冷却后形成椭圆形水管冷却壁。          

本实用新型所提供的椭圆形水管冷却壁，在高炉炼铁生产中，由于冷却壁的换热面积比圆形截面水管的冷却壁换热面积大，因此冷却壁热面容易挂渣，形成均匀、稳定的渣皮，延长冷却壁的使用寿命。根据需要，椭圆形短轴与长轴之比大于等于0.3、小于1.0。椭圆形冷却水管材质为低碳钢或铜；冷却壁本体材质为灰铸铁、球墨铸铁、碳素铸钢、低合金铸钢、铸铜；椭圆形冷却水管通过铸造的工艺方法铸入冷却壁本体。铸造时，金属熔液的浇注温度根据金属种类的不同而不同，例如：铸钢材质的浇注温度为1500～1600℃；铸铁材质的浇注温度为1280～1380℃；铸铜材质的浇注温度为1100～1200℃。

附图说明

图1为现有技术圆形水管冷却壁的结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为现有技术圆形水管横截面的结构示意图；

图4为本实用新型椭圆形水管冷却壁的结构示意图；