[發(fā)明專利]板式冷卻器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00804190.3
• 申請日: 2000-02-25
• 公開（公告）號: CN1341202A
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平田光二;岸上和嗣
• 申請（專利權(quán)）人: 新日本制鐵株式會(huì)社
• 主分類號: F27D1/12
• 分類號: F27D1/12;C21B7/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王憲模

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通過附在例如鼓風(fēng)爐、電弧爐等冶金爐的爐壁上而對爐體進(jìn)行冷卻的板式冷卻器。

背景技術(shù)

作為例如鼓風(fēng)爐、電弧爐等冶金爐的爐壁冷卻單元的板式冷卻器由于持續(xù)地使用而受到磨損或破裂。當(dāng)板式冷卻器受到這種磨損或破裂時(shí)，其冷卻能力降低，爐殼上的熱負(fù)載增加，增加的熱負(fù)載導(dǎo)致爐殼產(chǎn)生裂縫。

通常來說，板式冷卻器以下述方式構(gòu)成，如圖7所示，冷卻管2通過鑄造被埋置在板式冷卻器基體金屬(通常為球墨鑄鐵)中，所述基體金屬在爐子內(nèi)側(cè)的對側(cè)上形成板式冷卻器本體1，并且耐火磚9作為耐火材料被整體鑄到爐子內(nèi)側(cè)上。板式冷卻器被固定到爐殼7的內(nèi)表面上，并且耐火磚8隨其間的沖壓材料(stamp?material)12一起被堆砌在板式冷卻器的爐內(nèi)側(cè)。

已經(jīng)提出了不同結(jié)構(gòu)的板式冷卻器，其中，如圖8所示，一行行地將耐火磚10支撐在基體金屬的肋11之間從而將耐火磚10鑄于爐子內(nèi)側(cè)上的板式冷卻器主體1中，而不是堆砌耐火磚。

鑄造在板式冷卻器的爐子內(nèi)側(cè)的耐火磚，其抵抗由于高溫氣流和爐子內(nèi)的材料下落而造成磨損的性能，和用以防止因從爐子內(nèi)部傳導(dǎo)熱量而造成熱效率降低的熱絕緣性能都必須非常好。因此，除爐壁外，基體金屬和/或爐子內(nèi)側(cè)的耐火磚也需要板式冷卻器借助在冷卻管中流動(dòng)的冷卻水來進(jìn)行冷卻，以便保持它們的強(qiáng)度，以便即使當(dāng)由于爐內(nèi)的熱負(fù)載增加而使磨損加速時(shí)，也可以減小由于爐子中的材料下落造成的基體金屬和/或耐火磚磨損的磨損率。

然而，圖7中所示的板式冷卻器的將耐火磚堆砌在爐子內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，由于沒有用于支撐耐火磚的結(jié)構(gòu)部件且耐火磚僅僅是通過相互間的粘結(jié)劑的粘接強(qiáng)度進(jìn)行支撐的，因此是不穩(wěn)定的。因而，這種結(jié)構(gòu)的板式冷卻器在一個(gè)熱的磨損環(huán)境下，例如在鼓風(fēng)爐中的環(huán)境下，存在局部或整個(gè)表面的耐火磚可能掉落的問題，因此，耐火磚作為耐火結(jié)構(gòu)的使用壽命被急劇地降低。

另外，采用圖8所示的板式冷卻器的將耐火磚通過鑄造埋置在基體金屬中的結(jié)構(gòu)中，由于耐火磚僅靠基體金屬的肋支撐，并且以緩沖材料(陶瓷氈墊等)置于所述基體金屬的肋之間以防止磚塊在板式鑄造期間碎裂，所以支撐耐火磚的力很弱。因此，這種結(jié)構(gòu)的板式冷卻器存在由于爐子工作過程中熱膨脹/收縮造成的所述肋之間的間隙變化而使耐火磚掉落或碎裂的問題。

如果耐火磚在使用的早期階段掉落或斷裂而只留下基體金屬肋，則爐子內(nèi)表面會(huì)變得不規(guī)則，因而爐子中材料的下落變得不連續(xù)和不穩(wěn)定。

另外，為了使從爐子內(nèi)部而來的熱通量最小化，選擇具有良好絕熱性能的耐火磚。如果耐火磚在使用的早期階段掉落，即使是局部掉落，板式冷卻器也不能長期保持其絕熱性能，相反，由于在磚塊掉落之后留下的肋向爐子內(nèi)凸出，熱損失傾向于增加。

為了解決這一問題，日本來審查專利公開說明書No.H8-120313公開了一種板式冷卻器結(jié)構(gòu)，其中，具有圓形或多邊形截面形狀的柱狀磚塊被垂直于表面并且相互不接觸地布置在板式冷卻器的爐子內(nèi)側(cè)，以便各磚塊被基體金屬包住所有側(cè)面。日本未審查專利公開說明書No.H5-320727公開了另一種板式冷卻器結(jié)構(gòu)，其中，分別由一個(gè)插入到在磚塊的中心附近鉆通的錐形孔中的支撐錨定裝置定位的耐火磚，被布置成Z字形圖案并且通過鑄造整體埋入基體金屬中。

然而，當(dāng)耐火磚以被它們之間一定的間隙分開的方式布置時(shí)，各耐火磚必須被保持，以防止在鑄造時(shí)產(chǎn)生浮動(dòng)，并且它們的定位非常困難，因此，板式冷卻器的鑄造需要相當(dāng)長的時(shí)間。

所述耐火磚還必須被例如陶瓷氈墊等緩沖材料包住，以防止在鑄造過程中由于熱沖擊而開裂，但用緩沖材料一塊一塊地包磚塊的工作的工作效率非常的低。

在上面描述的結(jié)構(gòu)中，由于被基體金屬包住，耐火磚掉落的可能性小，但是仍然存在由于板式冷卻器主體的熱變形而造成磚塊開裂或剝落的可能性。

除上面所述之外，日本未審查實(shí)用新型公開說明書No.H6-47347公開了兩種板式冷卻器結(jié)構(gòu)：一種采用不銹鋼塊作為耐火材料，在板式冷卻器主體的爐子內(nèi)側(cè)上切出燕尾槽，將火泥施加到所述的槽中以便調(diào)整間隙，并且將具有楔形截面形狀的不銹鋼塊插入并固定到所述槽中；另一種涉及在板式冷卻器的爐子內(nèi)側(cè)上形成具有一個(gè)四邊形截面形狀的凹坑，將具有四邊形截面形狀的不銹鋼塊插入到所述凹坑中，并將各塊的爐子內(nèi)側(cè)表面焊接到板式冷卻器主體上。

然而，在兩種情況下，在鑄造之后不銹鋼塊都被插入并固定到板式冷卻器的槽或凹坑中，并且不銹鋼塊比磚塊重。因此，制造的工作效率非常低。