[发明专利]一种冷却壁结构

说明书

本发明提出一种冷却壁结构，钢铁冶金技术领域，该冷却壁结构，设置于高炉炉壳的内壁面，其中，该冷却壁结构包括导热系数不同的第一冷却壁和第二冷却壁，第一冷却壁位于第二冷却壁上方，第一冷却壁其热面的底沿与第二冷却壁其热面的顶沿在水平方向上具有缩进间隔。本发明提出的冷却壁结构能够实现冷却壁渣皮形成后的实际操作内型平滑，利于高炉生产。同时，还能对整个冷却设备实现有效保护，利于延长高炉的使用寿命。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种冷却壁结构。

背景技术

高炉冶炼过程中，炉腹、炉腰、炉身下部进行复杂的物理化学反应，工作条件恶劣，热流强度很大，以轧制铜板为本体的铜冷却壁具有较大的冷却强度，因此，在大中型高炉的炉腹、炉腰、炉身下部区域得到了广泛应用。但是，通过近些年的使用发现，铜冷却壁并未达到预期效果，部分高炉生产几年即出现铜冷却壁损坏的情况。高昂的投资并未带来长久的收益，给高炉生产带来不安全隐患的同时也增加了生产成本。

通过对部分高炉铜冷却壁的破损调查发现，采用铜冷却壁热面与上方铸铁或铸钢冷却壁热面对齐的炉身结构，炉身下部的铜冷却壁本体上沿有磨损漏水的情况，经分析，由于其上方的铸铁或者铸钢冷却壁导热性能较差，冷却壁热面不容易形成渣皮，因此，冷却壁的热面容易受高温煤气、炉料等冲刷而磨损，这就会将下方的铜冷却壁本体上沿暴露在炉内，下降的炉料会对其频繁摩擦，而铜材质较软，最终导致铜冷却壁上沿磨损漏水。此外，在生产过程中，由于铜冷却壁与铸铁或铸钢冷却壁的导热性能不同，冷却强度差别也很大，因此，冷却壁热面形成的渣皮厚度也有所不同，这就会造成实际操作内型不光滑，煤气的上升和炉料的下降均会受到一定程度的影响，使高炉的燃料消耗不能达到最佳。

高炉炉壳是一个筒形结构，采用铸造工艺的铸铁或铸钢冷却壁可以按要求铸造出弧面结构，上下段冷却壁错缝安装后能够保持光滑的内型。而目前采用的铜冷却壁本体为轧制铜板，通过钻孔工艺在铜板上制作出冷却通道，然后外部焊接水管与通道相连。铜冷却壁的轧制工艺决定了其只能是平板结构，一段铜冷却壁安装后实际是一个近似圆形的多边形。通常设计时，为了避免上下段冷却壁之间形成竖向通缝而采取错开半块冷却壁的布置形式，并未考虑安装时形成的三角缝。因此，生产过程中一旦渣皮脱落，下降的炉料以及上升的高温煤气流会对本体造成冲刷破坏。在铜冷却壁破损调查中因冲刷造成损坏的比例较大。

因此，如何采用合理的铜冷却壁结构体系以延长铜冷却壁的使用寿命，进而达到炉体长寿是急迫需要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷却壁结构，能够实现冷却壁渣皮形成后的实际操作内型平滑，利于高炉生产。同时，还能对整个冷却设备实现有效保护，利于延长高炉的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提出一种冷却壁结构，设置于高炉炉壳的内壁面，其中，所述冷却壁结构包括导热系数不同的第一冷却壁和第二冷却壁，所述第一冷却壁位于第二冷却壁上方，所述第一冷却壁其热面的底沿与所述第二冷却壁其热面的顶沿在水平方向上具有缩进间隔。

如上所述的冷却壁结构，其中，所述第一冷却壁的热面上覆盖有第一镶砖，所述第二冷却壁的热面上覆盖有第二镶砖，所述第一镶砖其热面的底沿与所述第二镶砖其热面的顶沿齐平。

如上所述的冷却壁结构，其中，所述第一冷却壁的导热系数小于所述第二冷却壁的导热系数，所述第一冷却壁其热面的底沿向内凸出于所述第二冷却壁其热面的顶沿。

如上所述的冷却壁结构，其中，所述第二冷却壁包括由上至下顺序排列的多个第二冷却段，每个所述第二冷却段由多个第二冷却壁本体沿所述高炉炉壳的周向顺序排列而成，相邻的两个所述第二冷却壁本体之间具有竖直设置的第二膨胀缝。

如上所述的冷却壁结构，其中，上下相邻的两个所述第二膨胀缝对齐设置。

如上所述的冷却壁结构，其中，上下相邻的两个所述第二膨胀缝错位设置，两个所述膨胀缝之间的错位距离小于所述第二膨胀缝的宽度。