[發明專利]豎爐用板式冷卻器

有效

• 申請號: 200810083039.9
• 申請日: 2002-07-19
• 公開（公告）號: CN101255481A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 森光啟友;奧田隆昭
• 申請（專利權）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: C21B7/10
• 分類號: C21B7/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃劍鋒

本申請為中國申請號02814763.4發明名稱為“豎爐用板式冷卻器”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及為保護爐殼而在用于礦石等的熔解的高爐等冶金爐的爐壁內表面四周設置的豎爐用板式冷卻器。

背景技術

在高爐等的豎爐內，由于爐內的高溫氣體的影響，為了保護爐殼，在爐內表面的四周設置板式冷卻器來冷卻。過去，板式冷卻器用鑄鐵或銅制造。在板式冷卻器內部設置有許多冷卻水路，將來自爐內側的熱隔斷，以保護爐殼。

近年來，特別是在高爐中，從風口吹入的微細碳粉吹入量有增大的傾向，由此高爐爐壁的熱負荷增大，且熱負荷在變動。由于這樣的熱負荷，為了保護高爐的爐殼，一部分采用銅或銅合金制(以下銅或銅合金制統稱銅制)的板式冷卻器取代鑄鐵制板式冷卻器。例如日本專利特公昭63-56283號公報中公開了這種銅制板式冷卻器。

圖1是表示過去的銅制板式冷卻器構造的剖面圖。該過去的銅或銅合金制板式冷卻器設置在高爐等的豎爐(冶金爐)爐殼104的爐內側。在銅制板式冷卻器中設置了在內部形成冷卻水路109的銅制冷卻板(stave)主體101。通過在冷卻水路109中流通冷卻水，爐殼104被冷卻。冷卻板主體101由鍛造或軋制形成，冷卻水路109由在冷卻板主體101上鉆孔加工而成。冷卻水路109的兩端由塞焊形成塞焊部110。另外，冷卻水配管102被焊接在比爐殼104靠近爐內側的冷卻板主體101上。冷卻水配管102的端部被插入在冷卻板主體101的供水口108中，并通過形成坡口的V型填角焊接連接在供水口108的外緣部上。這時，在冷卻水配管102貫通爐殼104的地方接合伸縮管107。

圖1僅示出冷卻板主體101的下部，其上部的構造與下部的構造大致對稱。冷卻水從下部的冷卻水配管102經供水口108流入冷卻板主體101內，經上部的排水口從冷卻水配管流出。

在日本專利特開平11-293312號公報中公開了以下的板式冷卻器的制造方法。首先，用型芯進行水路造型，同時鑄造銅或銅合金的冷卻板主體。凝固后，從多個開口處破壞并除去型芯形成水路。然后，在冷卻板主體上焊接冷卻水配管。

另外，過去，在板式冷卻器的爐內表面如圖1所示地將耐火磚等可鑄材料105在圓周方向進行多階鑄入或嵌合。另外，有時在板式冷卻器的爐內表面還施加噴涂耐火材料。

例如，在日本專利公報實公昭51-82706號中，提出為了使耐火磚難以脫落、爐殼一側的耐火磚高度比冶金爐內側的耐火磚高度高的板式冷卻器。另外，在日本專利公報實公昭58-65352號中，提出鑄入耐火磚的底邊朝向水平方向或上方的冷卻板。還有，在日本專利公報特開2001-49314號中，提出在耐火磚的各階之間用母材填充、切槽部上表面相對于水平面的仰角設定在20-30度范圍的板式冷卻器，以及進一步將切槽部下表面相對于水平面的仰角設定在10-30度范圍的板式冷卻器。

在進行以水泥為粘合劑的噴涂材料施工的場合，以同樣的形狀形成從板式冷卻器主體突出的突出部，或從冷卻板主體立起壁骨來保持噴涂材料。

但是，上述的過去冷卻水路的構造和冷卻板主體的爐內面一側的構造存在以下問題。

首先，關于過去冷卻水路的構造：

第1.由于在冷卻板主體中配置的水路用冷卻板主體的母材(銅或銅合金)形成，所以其傳熱性很好，但如果萬一由材質缺陷或使用中產生的細微裂紋發展為龜裂，立即損壞水路的密封性，引起向高爐爐內的漏水。

第2.由于在形成密閉水路時不可避免要進行塞焊，在長期的殘酷條件下可靠性存在不安因素。

第3.由于冷卻水配管102以與冷卻板主體101接近直角的角度被焊接，在焊接部冷卻水的流動方向驟變。因此，有壓力損失增加和在水路端部產生冷卻水滯留的危險。

第4.如上所述，由于冷卻水配管102通過V型填角焊接被連接在供水口108或上部的排水口中，所以，對彎曲和拉伸的焊接強度未必足夠強。為此，對冷卻水配管102貫通爐殼104的部位進行密封連接時，要通過伸縮管107。所以，在爐殼104的爐外側需要所需空間。

其次，關于冷卻板主體的爐內面一側的構造：

第1.耐火磚或噴涂材料(可鑄材料)禁不住爐內的溫度變動，從表層起慢慢的剝離損壞，不久消失掉。其結果，冷卻板主體的母材的突出部分殘存下來。然后，由于冶金爐豎爐部的冷卻板主體傾斜，突出部的上表面朝向爐內側并與水平稍成俯角，難以穩定地堆積爐內原料。

第2.突出部分的下表面也朝向爐內側與水平成俯角，與爐內氣體的接觸面積增大，板式冷卻器的吸熱有增大的傾向。