[发明专利]一种铜钢复合冷却壁

说明书

本发明属于高炉炉体冷却技术领域，公开了一种可提高冷却壁的整体结构强度和使用寿命的铜钢复合冷却壁。本发明的铜钢复合冷却壁包括：由铜制成的第一冷却壁、由钢制成的第二冷却壁以及固定连接两者的连接结构，第一冷却壁内沿竖直方向形成有若干个间隔且平行设置的冷却通道，第一冷却壁的朝向高炉内部的第一壁面形成为热面，另一侧的第二壁面与第二冷却壁的第三壁面形成贴附；第二冷却壁的第三壁面贴附连接在第二壁面上，第二冷却壁的用于与高炉连接固定的第四壁面形成为冷面；连接结构包括：沿竖直方向形成在第二壁面上的位于相邻的冷却通道之间的凹槽结构；和形状与凹槽结构相适配，并用于与凹槽结构形成插接配合凸条结构。

技术领域

本发明属于炼铁高炉炉体冷却设备技术领域，具体涉及一种铜钢复合冷却壁。

背景技术

当前全球钢铁生产中，高炉是一种用于炼铁的重要设备，其包括：钢板制成的炉壁；炉壁的内周壁上贴合固定有高炉冷却设备，高炉冷却设备由多个冷却壁砌设形成，其工作原理是：通过冷却壁内流通冷却介质以将高炉内传递出的热量顺畅地导出，避免高温热流直接抵达炉壁。冷却壁作为高炉的传递热量的设备对高炉的使用寿命起着至关重要的作用。

由于金属铜优良的导热性能，铜冷却壁作为一种新型的高炉冷却设备，可以有效地减少高炉炉窑内因温度过高而导致冷却壁熔融烧损的情况发生，在现代国内外高炉中已被广泛应用于高炉炉身下部、炉腰及炉腹等需要强冷却区域。但在实际使用中发现铜冷却壁具有金属强度低的缺陷，即以铜为材料制成的铜冷却壁的整体强度比铸铁冷却壁和铸钢冷却壁低很多，尤其是，铜冷却壁上开设的用于与高炉炉壁固定的孔的位置处为性能薄弱点，该处易应力变形；而铜冷却壁的其他位置也会在长期使用中积累变形，影响铜冷却壁的使用寿命。

发明内容

为了提高冷却壁的整体结构强度和使用寿命，本发明提出了一种铜钢复合冷却壁。

根据本发明的铜钢复合冷却壁，包括：第一冷却壁、第二冷却壁以及连接结构，第一冷却壁内沿竖直方向形成有若干个冷却通道，各冷却通道间隔且平行设置，第一冷却壁包括朝向高炉内部的第一壁面和与第一壁面相对的第二壁面，第一壁面形成为铜钢复合冷却壁的热面；第二冷却壁贴附连接在第二壁面上，第二冷却壁包括与第二壁面形成贴附的第三壁面和与第三壁面相对的第四壁面，第四壁面用于与高炉的炉壁进行连接，且形成为铜钢复合冷却壁的冷面连接结构用于连接固定第一冷却壁和第二冷却壁；第一冷却壁的材料为铜，第二冷却壁的材料为钢，连接结构包括：沿竖直方向形成在第二壁面上的凹槽结构，凹槽结构位于相邻的冷却通道之间；和沿竖直方向形成在第三壁面上的凸条结构，凸条结构的形状与凹槽结构相适配，并用于与凹槽结构形成插接配合。

进一步地，第二壁面上沿竖直方向间隔且平行形成有多个凹槽结构，第三壁面上沿竖直方向间隔且平行形成有多个与各凹槽结构均形成插接配合的凸条结构，其中，各凹槽结构分别位于相邻的冷却通道之间。

进一步地，凹槽结构包括沿第一冷却壁的长度方向平行且相对的第一侧面和第二侧面，第一侧面、第二侧面与冷却通道之间的距离均大于等于30mm。

进一步地，第一冷却壁上还形成有若干沉孔，第二冷却壁上还形成有若干与沉孔径向尺寸相同的通孔，沉孔与通孔共同形成用于插入外部固定部件以连接第一冷却壁与第二冷却壁的连接孔，其中，第二壁面上形成有与沉孔同轴的圆形凹槽，第三壁面上与沉孔相对应的位置上形成有与圆形凹槽相适配的环状凸起，环状凸起用于与圆形凹槽形成插接配合。

进一步地，第一冷却壁和第二冷却壁均构造为板状本体，凹槽结构和圆形凹槽形成在第一冷却壁的板状本体上，凸条结构和环状凸起一体成型在第二冷却壁的板状本体上，其中，第二冷却壁的板状本体的厚度与第一冷却壁的板状本体的厚度的比值范围为1:2-2:1。

进一步地，第二冷却壁的板状本体的外形尺寸与第一冷却壁的板状本体的外形尺寸相同。