[实用新型]一种强化冷却的高炉冷却壁

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，特别涉及一种用于高炉炉体导热的 强化冷却的冷却壁。

背景技术

进入二十一世纪以来，社会经济得到快速发展，而伴随着这种社会进步，各个行业 对于钢铁的需求也与日俱增，为此，钢铁企业不断的扩充自身产能，生产出更多的产品，用 以满足这些行业对于钢铁材料的需要。钢铁材料用量的不断增加，也导致了各个企业间加 大投入，不断的更新设备及工艺，使无论从生产工艺、还是设备条件及自控水平，都较过去 有了大幅度的提升，并表现出了工艺自控化及设备大型化的特点，使得现代生产更加简捷 与节能。虽然工艺和装备上取得了巨大的进步，但也仍然存在一些困然企业生产的难题，就 是随着设备的大型化及利用强度的提升，炉体局部的破损情况也较过去有所加剧，如高炉 本体的冷却设备(注：冷却壁、冷却板等)，表现为随着服役期限的延长，局部破损现象加剧， 严重时，会导致冷却水管烧坏，甚至烧损整体冷却壁和冷却板，严重的制约了高炉的生产， 处理不慎还会带来安全隐患，带来企业产能和经济效益的下降，最终严重影响到企业生产 及经济效益。由于今天大型冶金企业的高炉有效炉容都达到2000m³以上，利用系数大多都 超过2.0，因此，在这种较高的冶炼强度下，如何做到减轻甚至避免冷却壁破损的现象发生， 是冶金工作者必须要面临和解决的问题之一。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 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。

合适的水冷结构设计，将能够最大能力从炉内带出热量，从而形成高炉稳定操作 所需要的渣皮，从而营造出适宜的高炉操作炉型。对此，国内外专家和研究人员对于冷却壁 的关注也较多，如水冷设计形式与传统薄壁冷却壁有所区别的，能够强化冷却的效果(见中 国专利“高炉用铜芯复合冷却壁”专利申请号CN2479025，“空腔水冷系统铸钢冷却壁”专利 申请号CN2835247，“埋蛇形纯铜管高炉冷却壁”专利申请号：CN201027205，“喷流冷却壁”专 利申请号CN2237050“软水密闭循环冷却壁”专利申请号CN201424481等等)此类设计都是通 过对现有阶段冷却壁的冷却设置改进，达到改善铜冷却壁壁体的强度、增加换热面积以及 铜冷却壁的结渣稳定性的效果，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；再有就是，设计形式上的改进，如采用一些表面覆 盖耐火材料的(见中国专利“高炉镶砖冷却壁结构”CN201317782，“全覆盖镶砖冷却壁”专利 申请号CN2339950，“全覆砖冷却壁”专利申请号CN2542676等等)，此类设计可有效保护冷却 壁基体，防止减缓裂纹产生和扩展，提高了冷却壁挂渣和沉渣性能延长冷却壁使用寿命，缺 点是制作工艺复杂，同时冷却壁表面的耐火材料易脱落，使用效果上受到制约；再有就是材 质上的有所不同(见中国专利“高炉铸钢复合冷却壁”专利申请号CN2473215，“高炉铸钢冷 却壁”专利申请号CN2390891，“高效长寿钢冷却壁”专利申请号CN2659899，“冷面带钢衬结 构的铜冷却壁”专利申请号CN203320033U等等)，此类设计，都是采用一些铜以外的金属或 者非金属材质，具有良好的热稳定性及高温强度，缺点此类材料的导热性能要较铜质材料 的冷却壁相差较多，冷却效果有限。

发明内容