[实用新型]复合铜冷却柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉设备技术领域，具体地指一种复合铜冷却柱。

背景技术

近年来2000m³以上的大型高炉大多采用软水密闭循环冷却，这些高炉在炉腹、炉身下部等高热负荷区多采用铜冷却壁进行冷却，铜冷却壁由于导热系数远远超过铸铁冷却壁，在渣皮脱落后可以很快形成操作渣皮，一般不会损坏，但近年来由于使用不当，铜冷却壁也存在破损的情况，如文献“马继文，《本钢五号高炉铜冷却壁破损原因分析及处理技术的研究》，金属世界，2009年6期”中有高炉铜冷却壁的冷却水管因炉壳和冷却壁之间的压力灌浆及高炉炉体钢甲膨胀的影响导致高炉铜冷却壁的冷却水管被剪裂、剪断漏水的案例，因铜冷却壁破损使高炉的稳定运行受到了严重影响。在高炉铜冷却壁或者铸铁冷却壁大量破损的情况下，高炉生产指标、安全系数都会恶化，尤其如果炉腹、炉身下部冷却水管破损总量超过50%，还会造成炉皮发红、鼓包现象，煤气泄露严重，存在严重的安全隐患。

一旦铜冷却壁或者铸铁冷却壁破损，一般采用铜冷却柱对破损冷却壁进行冷却能力的重建，近些年来，一些厂家，如马钢、宝钢、武钢等在炉役后期都会在破损冷却壁处加装铜冷却柱，以较低的成本恢复冷却效果，延长高炉使用寿命，这种方法取得了一定的效果，但有时效果也不明显，即在安装了铜冷却柱的情况下，并不能及时形成操作渣皮，或者形成渣皮后不稳定，渣皮很易脱落，并且安装的铜冷却柱也存在损坏的状况，因在安装铜冷却柱时需要在炉皮开孔，安装数量一多就会显著降低炉皮强度，在铜冷却柱不能充分发挥作用的情况下，炉皮尤其容易发红、开裂，这给生产造成了极大的隐患。这种情况在文献“陈昆南，《铜冷却柱使用效果调查及分析》，炼铁，2003年5月”中有充分的体现，该文献分析了马钢2500m³高炉采用铜冷却柱修复破损冷却壁的状况，停炉后分析发现，如果在冷却壁破损严重的情况下冷却壁残体不复存在，此时安装铜冷却柱，铜冷却柱只是单个孤立地支在炉壳上，由于冷却系统大面积破损使得炉壳和炉料直接接触，灌入的耐材既难以很好地包裹住铜冷却柱，也难以在炉壳内表面形成一层与其他铜冷却柱灌浆料相连的保护层，没有保护层的炉壳内表面因生产期间的煤气流、熔融渣铁以及炉料所产生热量，难以通过铜冷却柱的冷却水导出，高温煤气所携带的热量还是传导到了炉壳上，依然遏止不了炉壳的发红，在这种情况下由于渣皮不稳定，使得暴露在炉料中的一部分铜冷却柱在炉料、煤气流以及熔融渣铁的磨蚀、冲刷之下极易弯曲变形和损坏。

现有的铜冷却柱，如图1所示包括冷却水进水管1、前柱盖2、冷却水出水管3、外柱体4、内柱体5、冷却水回水通道6和回水螺旋翼7、法兰11和灌浆管15，如果在冷却壁破损严重的情况安装这种铜冷却柱，铜冷却柱只是单个孤立地支在炉壳上，由于不能形成有效的操作渣皮，使得暴露在炉料中的一部分铜冷却柱在炉料、煤气流以及熔融渣铁的磨蚀、冲刷之下极易弯曲变形和损坏，弯曲、损坏的铜冷却柱很难从炉内取出，并且因铜冷却柱是在炉壳上开孔安装的，为减小多次焊接造成的应力集中，一旦铜冷却柱损坏在多数情况下只能听之任之了，不太可能在焊接的地方重新安装新铜冷却柱。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种复合铜冷却柱，该复合铜冷却柱具有更强的冷却能力，利于形成渣皮，从而延长铜冷却柱的使用寿命。

为实现此目的，本实用新型所设计的复合铜冷却柱，包括主要由冷却水进水管、前柱盖、冷却水出水管、外柱体、内柱体、冷却水回水通道和回水螺旋翼构成的内层铜冷却柱，其中，外柱体和内柱体组成内层柱体，其特征在于：它还包括外层铜冷却柱，所述外层铜冷却柱包括同轴套在内层柱体外部的外层封管、设置在内层柱体与外层封管之间的供水通道和出水通道、设置在内层柱体外侧壁与外层封管内侧壁之间并将供水通道和出水通道隔开的隔水板、设置在外层封管上并与供水通道连通的外供水管、设置在外层封管上并与出水通道连通的外出水管、设置在外层封管上并开设有注浆孔的法兰、设置在外层封管上并与注浆孔连通的灌浆管，其中，外层封管的前端和内层柱体的前端通过前柱盖密封，外层封管的后端和内层柱体的后端之间设有间隙，所述供水通道与出水通道通过间隙连通，所述冷却水出水管穿过外层封管和外柱体与冷却水回水通道连通。

进一步地，所述外层封管包括同轴固定连接的外层外封管和外层内封管，其中，外层内封管内侧壁与内柱体外侧壁之间设有多个水量分配板，其中，所述多个水量分配板分别在供水通道和出水通道内均匀布置。

进一步地，所述灌浆管的灌浆口位于外层外封管的侧面。