[实用新型]用于冶金炉的冷却板

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于冶金炉的冷却板及其制造方法。

背景技术

用于冶金炉的冷却板也叫作冷却壁(stave)，在本领域中是众所周知的。出于两个主要原因，这些冷却板被用来覆盖冶金炉(例如高炉或电弧炉)的外壳的内壁。冷却板的第一功能是在炉子的内部和外部炉壳之间提供排热保护屏。

最初，冷却板是其中铸有冷却管的铸铁板。作为铸铁冷却壁的替代物，已改良出铜冷却壁。现在，大多数用于冶金炉的冷却板都由铜、铜合金制成，或者更近期地由钢制成。

冷却板的第二功能是提供用于炉内的由加工中产生的炉结层、耐火砖衬、或者耐火喷涂的锚定装置。因此，为了改善锚定，这些冷却板典型地在其前侧上设置有交替的薄片状的肋和槽。

US 4,437,651描述了一种高炉，其包括安装在高炉护板的内壁侧上的铸铁冷却板。传统地，冷却板具有板状的本体，该本体中布置有冷却通道。冷却板的前侧，即，朝向炉内部的且其上固着有耐火内衬的一侧，包括交替的肋和槽。槽具有鸠尾形的横截面形状，并且，具有相应的梯形形状的插入物附于槽内并从前侧伸出。插入物由金刚砂制成，并且当浇铸冷却板的铁时，被置于原位。其用来改善铸铁和耐火内衬之间的连接。

在炉子中，带有其混凝土/耐火内衬的冷却板经受由于高炉中的强力流而导致的重大热变形和机械变形。混凝土/耐火内衬对这种机械应力尤其敏感，并且还经受经由高炉中落下的炉料所引起的磨损而导致的严重磨损。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是，提供一种较少受到炉子中炉料的磨损的可替代冷却板。

根据本实用新型，用于冶金炉(尤其是高炉)的冷却板包括具有正面和相对的背面的本体，所述本体中具有至少一个冷却剂通道；以及其正面上的多个薄片状的肋，两个连续的肋被槽隔开。插入物固定在槽中并从正面伸出。

根据本实用新型的一个重要方面，插入物具有从直接位于上方的肋的下缘伸出的上侧，该上侧被构造成形成收集表面，所述收集表面的尺寸根据所述炉料的堆积角而设置，在使用中，炉料在收集表面上堆积至直接位于上方的肋的上缘，从而使肋的整个高度都被炉料覆盖。

本实用新型基于这样的原理：当炉料在插入物的收集表面上堆积从而用炉料填充两个相邻插入物之间的凹槽时，此堆积的炉料形成用于冷却板正面的保护层。事实上，由于堆积的炉料位于肋前面且处于插入物之间，所以落下的炉料通常不与冷却板本身的表面接触，而是与堆积的炉料接触。因此，在堆积的炉料和落下的炉料之间出现摩擦，避免了与正面的直接摩擦，从而限制了冷却板的磨损。

冶金炉中的炉料主要呈颗粒状的形式，所述炉料包括含铁原料(主要是矿石、熔渣或粉球)以及焦炭和熔炉操作需要的其它材料。因此，为了确保适当填充安装在两个相邻凹槽中的插入物之间限定的凹槽，考虑炉料的堆积角(angle of repose，休止角)而有利地进行堆积表面的设计。如本领域所公知的，对于颗粒状材料，术语“堆积角”表示一堆这种颗粒状材料的稳定斜坡的最大角度。事实上，如所公知的，当大量颗粒状材料被倒在水平基准面上时，形成锥形堆。堆的表面和基准面之间的内角被认为是堆积角；本质上，堆积角是堆和水平面形成的角度。

收集表面可以是基本平的或凹入的。优选地，收集表面被构造为：当冷却板安装在冶金炉中时收集表面是基本水平的或朝着冷却板倾斜的。关于这一点，需要注意的是，如本领域所公知的，根据冷却板是否竖立在炉腹、炉腰或炉身区域中，冷却板以相对于垂直线不同角度布置在高炉的高度上。因此，在本实用新型中，插入物有利地被设计成根据将安装插入物的壁部的倾斜度而适当地构造插入物的收集表面。

为了考虑炉料的堆积角，插入物有利地被构造成使得竖直线与穿过插入物上前缘及上方肋的上缘的线之间的角度不小于β，β计算如下：β＝90-α，其中，α代表炉料的堆积角的角度。

考虑到高炉中通常采用炉料的粒度测量，典型的堆积角是大约40°，例如35°到45°之间。因此，插入物优选地应被构造成使得其上前缘离正面足够远，从而使竖直线与穿过上前缘及直接位于上方的肋的上缘的线之间的角度β不小于55°，或优选地β不小于50°，或优选地β不小于大约45°至50°。