用于有色冶金炉的换热装置及具有其的有色冶金炉制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于有色冶金炉的换热装置及具有其的有色冶金炉，所述用于有色冶金炉的换热装置包括：基板和热管，所述基板用于与有色冶金炉的炉体换热，所述热管的蒸发段与所述基板相连，所述热管内设有液态金属换热介质。根据本发明专利技术的用于有色冶金炉的换热装置，通过将液态金属作为换热介质，从而使换热装置既能起到对有色冶金炉关键部位的主动热防护，也解决了冶金炉所存在的“氢气爆炸”的安全问题，同时，换热装置通过设置散热件，可以加速对冷凝段换热介质的冷却，进而提高热管的换热效率。

Heat exchanger for non-ferrous metallurgical furnace and non-ferrous metallurgical furnace with the same

The invention discloses a heat exchange device for a nonferrous metallurgical furnace and a nonferrous metallurgical furnace. The heat exchange device for a nonferrous metallurgical furnace includes a substrate and a heat pipe. The substrate is used for heat exchange with the furnace body of a nonferrous metallurgical furnace. The evaporation section of the heat pipe is connected with the substrate, and the heat pipe is provided with a liquid metal. Heat transfer medium. According to the heat exchanger used in the non-ferrous metallurgical furnace, the heat exchanger can not only protect the key parts of the non-ferrous metallurgical furnace, but also solve the safety problem of the \hydrogen explosion\ in the metallurgical furnace by using the liquid metal as the heat transfer medium. It can accelerate the cooling of the heat transfer medium of the condensation section and further improve the heat exchange efficiency of the heat pipe.

【技术实现步骤摘要】
用于有色冶金炉的换热装置及具有其的有色冶金炉
本专利技术属于冶金
，具体而言，涉及一种用于有色冶金炉的换热装置及具有其的有色冶金炉。
技术介绍
近年来，以工业水为冷却介质的铜水套冷却技术在有色冶金炉窑应用日趋广泛。铜水套(铜冷却壁)具有高导热、耐热震和耐高热流冲击等优良性能，是高效长寿冶金炉窑在高热负荷区域的最佳冷却设备。在有色冶金领域，铜水套已经各种炉型当中，保障了冶金炉窑的使用寿命和较高作业率。但是，由于火法冶炼过程中，炉内温度1000℃以上，同时炉内为液态熔池。当铜水套被侵蚀或挂渣不利时，会造成铜水套被烧毁导致水套内部冷却水道漏水。冷却水进入高温熔池瞬间膨胀并发生爆炸，特别是大量漏水时，会发生安全生产事故，即所谓的“氢气爆炸”。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种既能起到冷却冶金炉又不与高温熔池反应产生爆炸的用于有色冶金炉的换热装置。本专利技术还提出一种具有该换热装置的有色冶金炉。根据本专利技术第一方面的用于有色冶金炉的换热装置包括：基板，所述基板用于与有色冶金炉的炉体换热；热管，所述热管的蒸发段与所述基板相连，所述热管内设有液态金属换热介质；散热件，所述散热件位于所述基板背离所述炉体的一侧，用于给所述热管的冷凝段散热。根据本专利技术的用于有色冶金炉的换热装置，通过将液态金属作为换热介质，从而使换热装置既能起到对有色冶金炉关键部位的主动热防护，也解决了冶金炉所存在的“氢气爆炸”的安全问题，同时，换热装置通过设置散热件，可以加速对冷凝段换热介质的冷却，进而提高热管的换热效率。在一些实施例中，所述基板的背离所述炉体的一侧设有凹槽，所述蒸发段嵌入所述凹槽。在一些实施例中，所述散热件包括散热水套，所述散热水套通过进出水管与外部水路连通形成散热循环水路，所述冷凝段伸入所述散热水套内。在一些实施例中，所述散热水套设有分支管，所述分支管背离所述散热水套的一端延伸至与所述基板接触。在一些实施例中，所述散热件为水冷散热器。在一些实施例中，所述热管为多个，多个所述热管间隔开设置。在一些实施例中，所述冷凝段的外壁的温度为T1，所述蒸发段的外壁的温度为T2，满足：5℃≤T1≤50℃，300℃≤T2≤1200℃。根据本专利技术第二方面的有色冶金炉，具有根据本专利技术第一方面的换热装置，从而实现了对炉体上高温或超高温区域的高温热防护，且使有色冶金炉的换热效率更高，安全稳定性也更高。在一些实施例中，所述有色冶金炉包括内层的耐火砖层，所述基板贴合在所述耐火砖层的背离炉墙的一侧。在一些实施例中，所述有色冶金炉包括限定出炉墙的耐火砖层，所述耐火砖层具有缺口，所述基板安装于所述缺口处形成所述炉墙的部分壁面。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的换热装置的正视图；图2是根据本专利技术实施例的换热装置的左视图。附图标记：换热装置100；基板1；热管2；散热水套3；分支管31；进水口32；出水口33；安装座34。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面根据图1和图2描述根据本专利技术实施例的用于有色冶金炉的换热装置100，如图1和图2所示，用于有色冶金炉的换热装置100包括：基板1、热管2和散热件。基板1用于与有色冶金炉的炉体换热，热管2的蒸发段与基板1相连，热管2内设有液态金属换热介质，用液态金属作为热管2的散热介质，既能起到对冶金炉关键部位的主动热防护，也可以防止发生由水作为散热介质时，散热介质泄露导致的“氢气爆炸”这种安全问题。散热件位于基板1背离炉体的一侧，用于给热管2的冷凝段散热，散热件的设置可以加速冷凝段换热介质的冷却，进而提高热管2的换热效率。当换热装置100安装在有色冶金炉上并开始工作时，炉体的热量传递给基板1，并且由基板1传递给连接在基板1上的热管2的蒸发段，由于热管2内设有液态金属换热介质，传递到蒸发段的热量由液态金属换热介质吸收，金属散热介质由于吸收热量汽化，汽化后的金属换热介质携带热量运动到冷凝段，气态的金属换热介质在冷凝段经过散热件的冷却之后冷凝液化，最后冷凝成液态的金属换热介质流回蒸发段，再次实现该过程，从而实现对炉体的持续散热。如图2所示，在一些具体的实施例中，热管2可以设计为环形，由两个相对设置的直管和两个相对设置的弧形所构成，两根直管分别作为热管2的蒸发段和冷凝段，两个相对设置的弧形用于连接蒸发段和冷凝段，从而实现冷凝段与蒸发段换热介质的循环流通，两根直管的设置可以使热管2更方便地实现与基板1或换热件的安装，当然，热管2的形状不限于此，还可以是长方形、正方形或其他异形结构的形状。在一些具体的实施例中，散热件还可以包括多个用以与有色冶金炉的炉壁相连的安装座34，可选地，安装座34可以通过焊接、螺接或者铆接安装在炉壁上。如图1和图2所示，在一些示例中，散热件上可以设有4个安装座34，且安装座34可以为长方体，长方体的安装座34便于生产且安装方便，可以有效控制散热件的制造成本。根据本专利技术实施例的用于有色冶金炉的换热装置100，通过将液态金属作为换热介质，从而使换热装置100既能起到对有色冶金炉关键部位的主动热防护，也解决了冶金炉所存在的“氢气爆炸”的安全问题，同时，换热装置100通过设置散热件，可以加速对冷凝段换热介质的冷却，进而提高热管2的换热效率。液态金属换热介质可以为钠、钾或钠钾合金，当然液态金属的材料不限于此还可以为其他液态金属材料。可选地，热管2可以为多个，多个热管2间隔开设置，多个热管2可以更大功率的发挥换热对炉体冷却的作用，且多个热管2可以共用一个散热件，从而可以降低换热装置100的制造成本。在一些具体的实施例中，基板1的背离炉体的一侧设有凹槽，蒸发段嵌入凹槽，这样，蒸发段与基板1可以有更大的接触面积，有色冶金炉的炉体传递给基板1的热量可以更好的传递给嵌入基板1中的蒸发段，提高传热效率。在一些实施例中，散热件可以为水冷散热器，用水作为冷却水套的散热介质，成本低且散热效果好。如图1和图2所示，散热件可以包括散热水套3，散热水套3通过进出水管与外部水路连通形成散热循环水路，冷凝段伸入散热水套3内，散热件通过散热水套3中的水的循环实现对冷凝段中的金属散热介质的冷却，散热水套3的设置可以有效冷却冷凝段的散热介质，且用水作为冷却水套的散热介质，成本低且散热效果好。如图1和图2所示，散热水套3上还可以设有进水口32和出水口33，进水口32用于与进水管相连，出水口33用于与出水口相连，散热水套3通过进水口32和出水口33实现与外部水路的连通。如图2所示，在一些具体的实施例中，散热水套3还可以设有分支管31，分支管31背离散热水套3的一端延伸至与基板1接触，这样散热水套3不仅可以对冷凝段进行冷却，还可以一定程度的对基板1进行冷却，从而可以进一步地增强换热装置100对炉体的换热效率。在一些示例中，分支管3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于有色冶金炉的换热装置，其特征在于，包括：基板，所述基板用于与有色冶金炉的炉体换热；热管，所述热管的蒸发段与所述基板相连，所述热管内设有液态金属换热介质；散热件，所述散热件位于所述基板背离所述炉体的一侧，用于给所述热管的冷凝段散热。

【技术特征摘要】
1.一种用于有色冶金炉的换热装置，其特征在于，包括：基板，所述基板用于与有色冶金炉的炉体换热；热管，所述热管的蒸发段与所述基板相连，所述热管内设有液态金属换热介质；散热件，所述散热件位于所述基板背离所述炉体的一侧，用于给所述热管的冷凝段散热。2.根据权利要求1所述的用于有色冶金炉的换热装置，其特征在于，所述基板的背离所述炉体的一侧设有凹槽，所述蒸发段嵌入所述凹槽。3.根据权利要求1所述的用于有色冶金炉的换热装置，其特征在于，所述散热件包括散热水套，所述散热水套通过进出水管与外部水路连通形成散热循环水路，所述冷凝段伸入所述散热水套内。4.根据权利要求3所述的用于有色冶金炉的换热装置，其特征在于，所述散热水套设有分支管，所述分支管背离所述散热水套的一端延伸至与所述基板接触。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴忠冶，陈学刚，袁达忠，冯双杰，曹珂菲，王书晓，余跃，张冬洁，徐建炎，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11