无间隙冷却结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种无间隙冷却结构，其至少包括由内至外依次设置的耐火材料层、冷却层和炉壳，无间隙冷却结构还包括设置于炉壳外部的压紧装置，压紧装置包括固定连接于炉壳外部的套管、连接于套管背向炉壳一端的紧固销以及设置于套管内的弹簧，冷却层朝向炉壳的表面连接有预埋管，预埋管贯穿炉壳延伸至套管内，弹簧的两端分别顶抵于紧固销和预埋管的延伸端面上，通过弹簧顶抵预埋管，冷却层紧贴于耐火材料层。本实用新型专利技术提供的无间隙冷却结构，有效解决了由于炉壳膨胀，带动冷却层向炉外移动，使得冷却层与耐火材料层之间出现间隙，形成传热热阻的问题，从而使冷却层始终紧贴耐火材料层。

Gapless cooling structure

The utility model provides a gapless cooling structure, which comprises at least a refractory material layer and a cooling layer and the furnace shell from the inside to the outside are arranged, gapless cooling structure also comprises a clamp device is arranged in the outer shell, the compacting device comprises a tube, sleeve is fixedly connected to the furnace shell outside the casing is connected to the back to the end of the furnace shell and the fastening pin spring is arranged in the casing, the surface cooling layer toward the furnace shell is connected with the embedded pipe, buried pipe through the furnace shell extends to the extending end face of casing, both ends of the spring are respectively butted with the fastening pins and embedded pipes, through the spring abuts the embedded the cooling pipe layer adhered to the refractory material layer. Gapless cooling structure provided by the utility model effectively solves the furnace shell expansion, driven by the cooling layer outside the furnace to move, so that a gap between the cooling layer and the refractory material layer is formed of heat resistance, so that the cooling layer is always close to the refractory material layer.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢铁冶金
，特别涉及一种无间隙冷却结构。
技术介绍
高炉炉缸的长寿依靠耐火材料层(耐材)与良好的冷却系统，一旦冷却设备与耐火材料层之间存在气隙，原来良好的传热体系将被破坏，耐火材料层温度会急剧攀升导致耐火材料层被侵蚀，甚至发生严重的烧穿事故，不仅会对财产带来不可估量的损失，而且还会威胁生命安全。专利技术人通过对若干高炉炉缸耐火材料层温度异常升高现象的分析，发现一些高炉冷却设备温度和水温升正常，增加水量也不能降低耐火材料层温度，当高炉休风泄压时，就出现耐火材料层温度下降，冷却设备和水温差升高的趋势；当高炉复风充压时，就出现冷却设备和水温升下降，而耐火材料层温度上升的趋势。这些都说明，在高炉生产时，冷却设备和耐火材料层之间出现了间隙。根据分析计算，当冷却设备和耐火材料层间产生1mm间隙时，就有可能使耐火材料层冷面温度达到600℃以上。炉壳是一个筒形结构，在内压力作用下会产生弹性变形。耐火材料在温度作用下也会产生膨胀。一般而言，由于耐火材料层端面不便于加工成与冷却设备一样的圆弧面，同时考虑到避免耐火材料层的热膨胀撑坏炉壳，因此在冷却设备和耐火材料层之间设置一环能压缩的导热捣打料。随着炉壳随温度和压力升高，直径随之增大。由于传统结构冷却设备用螺栓固定在炉壳上，炉壳直径增大，冷却设备也随之向炉外方向移动。出现间隙的一种情况是：如果耐火材料层和压缩后的捣打料层的热膨胀直径的增加小于炉壳直径的增加量，冷却设备就会和捣打料层之间出现间隙。出现间隙的另一种情况是：即便耐火材料层的膨胀量和炉壳的膨胀量相当，当高炉休风时，由于死铁层内铁水的存在，耐火材料层温度不会立即下降，耐火材料层冷面直径不会立即缩小。但由于高炉休风泄压后，炉壳会很快带动冷却设备向炉内移动，进一步压缩捣打料，捣打料厚度进一步减小。当高炉复风充压后，炉壳和冷却设备向炉外方向移动到休风前的位置。但捣打料没有弹性，其冷面难以恢复到休风前的位置，这就导致了冷却设备和捣打料层之间的间隙。对于没有捣打料层，耐火材料层紧贴冷却设备砌筑的结构，考虑到避免耐火材料层的热膨胀撑坏炉壳，虽然不设置捣打料层，但需要大量砖缝来吸收耐火材料层的膨胀。高炉投产后，耐火材料层温度升高，体积膨胀，砖缝压缩。当高炉休风泄压时，炉壳会带动冷却设备向炉内移动，如果砖缝还有压缩的可能，砖缝将进一步缩小。当高炉复风充压后，炉壳和冷却设备向炉外方向移动到休风前的位置。但砖缝泥浆没有弹性，耐火材料层冷面不能恢复到休风前的位置，这也可能会导致了冷却设备和耐火材料层之间的间隙。如何合理设置耐火材料层和冷却设备之间的捣打料层，如何控制砖缝尺寸，这需要非常严谨的计算。但高炉的工作状态非常复杂，边界条件很难精准确定，消除冷却设备和耐火材料层之间的间隙非常困难。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够解决冷却层与耐火材料层之间产生间隙问题的无间隙冷却结构。为达到上述目的，本技术提供了一种无间隙冷却结构，所述无间隙冷却结构至少包括由内至外依次设置的耐火材料层、冷却层和炉壳，所述无间隙冷却结构还包括设置于所述炉壳外部的压紧装置，所述压紧装置包括固定连接于所述炉壳外部的套管、连接于所述套管背向所述炉壳一端的紧固销以及设置于套管内的弹簧，所述冷却层朝向所述炉壳的表面连接有预埋管，所述预埋管贯穿所述炉壳延伸至所述套管内，所述弹簧的两端分别顶抵于所述紧固销和所述预埋管的延伸端面上，通过所述弹簧顶抵所述预埋管，所述冷却层紧贴于所述耐火材料层。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述冷却层背向所述炉壳的表面开设有与所述预埋管相连通的填料孔，且所述预埋管内填充有密封件，所述套管背向所述炉壳的端部能拆装的连接有密封罩。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述紧固销朝向所述炉壳的端面上设有凸柱，所述弹簧套设于所述凸柱上，所述预埋管的延伸端端面连接有钢板，所述钢板上设有供所述凸柱进出的贯通孔，所述贯通孔的直径小于所述预埋管的内径，所述钢板的直径大于或等于所述弹簧的外径，所述弹簧朝向所述炉壳的一端顶抵于所述钢板上。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述套管背向所述炉壳一端设有套管法兰，所述套管法兰上设有套管连接孔，所述密封罩上设有密封罩法兰，所述密封罩法兰对位于所述套管连接孔处设有密封罩连接孔，通过螺栓穿过所述套管连接孔和所述密封罩连接孔与螺母旋接，所述套管与所述密封罩相连接。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述套管法兰和所述密封罩法兰之间设有缠绕式垫片。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述炉壳与所述冷却层之间设有压料层，所述炉壳对位于所述预埋管处开设有通孔，所述通孔内设有套筒，所述套筒套设于所述预埋管外部，且所述套筒的一端抵接于所述冷却层朝向所述炉壳的表面上，所述套筒的另一端抵接于所述套管朝向所述炉壳的端面上。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述套管朝向所述炉壳的端面固定连接有挡圈，所述挡圈与所述炉壳固定连接，所述挡圈的内径允许所述预埋管穿过，且所述挡圈的内径小于所述套筒的外径，所述预埋管贯穿所述挡圈，所述套筒的另一端抵接于所述挡圈上。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述冷却层与所述套筒之间设有垫圈，所述垫圈固定连接于所述冷却层朝向所述炉壳的表面上，所述预埋管贯穿所述垫圈。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述预埋管与所述冷却层为铸造成型的一体式结构。如上所述的无间隙冷却结构，其中，所述冷却层包括多个竖向并排且间隔设置的冷却水管，所述冷却水管的两端分别贯穿所述炉壳并通过波纹补偿器与所述炉壳相接，且所述冷却水管与所述炉壳的内壁面之间设有垫片，所述波纹补偿器与所述炉壳的外壁面之间设有挡板。与现有技术相比，本技术的优点如下：本技术提供的无间隙冷却结构，通过设置压紧装置和预埋管，有效解决了由于炉壳膨胀，带动冷却层向炉外移动，使得冷却层与耐火材料层之间出现间隙，形成传热热阻的问题，从而使冷却层始终紧贴耐火材料层，对耐火材料层进行有效冷却，进而达到有效延长高炉炉缸寿命的目的，此外，由于压紧装置设置于炉壳外部，便于安装和后期维修，且在装配时，预埋管能够起到定位销的作用；本技术提供的无间隙冷却结构，当耐火材料层仅设有砖衬时，若冷却层与砖衬之间出现间隙，通过预埋管和填料孔进行热面灌浆，即可消除间隙，从而使冷却层始终紧贴耐火材料层，对耐火材料层进行有效冷却，进而达到有效延长高炉炉缸寿命的目的。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：图1是根据本技术一实施例提供的无间隙冷却结构的结构示意图；图2是图1所示的无间隙冷却结构的侧视结构示意图；图3是图2所示的无间隙冷却结构中A部放大结构示意图；图4是图2所示的无间隙冷却结构中B部放大结构示意图。附图标号说明：1-冷却层；11-冷却水管；12-预埋管；13-填料孔；2-炉壳；21-通孔；3-耐火材料层；31-捣料层；32-砖衬；4-套管；41-套管法兰；5-紧固销；51-凸柱；6-弹簧；7-密封件；8-密封罩；81-密封罩法兰；9-钢板；10-螺栓；20-螺母；30-缠绕式垫片；40-压料层；50-套筒；60-挡圈；70-垫圈；80-波纹补偿器；91-垫片；92-挡板。具体实施方式为了对本技术的技术方案、目的和效果有更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无间隙冷却结构，所述无间隙冷却结构至少包括由内至外依次设置的耐火材料层、冷却层和炉壳，其特征在于，所述无间隙冷却结构还包括设置于所述炉壳外部的压紧装置，所述压紧装置包括固定连接于所述炉壳外部的套管、连接于所述套管背向所述炉壳一端的紧固销以及设置于套管内的弹簧，所述冷却层朝向所述炉壳的表面连接有预埋管，所述预埋管贯穿所述炉壳延伸至所述套管内，所述弹簧的两端分别顶抵于所述紧固销和所述预埋管的延伸端面上，通过所述弹簧顶抵所述预埋管，所述冷却层紧贴于所述耐火材料层。

【技术特征摘要】
1.一种无间隙冷却结构，所述无间隙冷却结构至少包括由内至外依次设置的耐火材料层、冷却层和炉壳，其特征在于，所述无间隙冷却结构还包括设置于所述炉壳外部的压紧装置，所述压紧装置包括固定连接于所述炉壳外部的套管、连接于所述套管背向所述炉壳一端的紧固销以及设置于套管内的弹簧，所述冷却层朝向所述炉壳的表面连接有预埋管，所述预埋管贯穿所述炉壳延伸至所述套管内，所述弹簧的两端分别顶抵于所述紧固销和所述预埋管的延伸端面上，通过所述弹簧顶抵所述预埋管，所述冷却层紧贴于所述耐火材料层。2.根据权利要求1所述的无间隙冷却结构，其特征在于，所述冷却层背向所述炉壳的表面开设有与所述预埋管相连通的填料孔，且所述预埋管内填充有密封件，所述套管背向所述炉壳的端部能拆装的连接有密封罩。3.根据权利要求2所述的无间隙冷却结构，其特征在于，所述紧固销朝向所述炉壳的端面上设有凸柱，所述弹簧套设于所述凸柱上，所述预埋管的延伸端端面连接有钢板，所述钢板上设有供所述凸柱进出的贯通孔，所述贯通孔的直径小于所述预埋管的内径，所述钢板的直径大于或等于所述弹簧的外径，所述弹簧朝向所述炉壳的一端顶抵于所述钢板上。4.根据权利要求2所述的无间隙冷却结构，其特征在于，所述套管背向所述炉壳一端设有套管法兰，所述套管法兰上设有套管连接孔，所述密封罩上设有密封罩法兰，所述密封罩法兰对位于所述套管连接孔处设有密封罩连接孔，通过螺栓穿过所述套管连接孔和所述密封罩连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春龙，赵艳霞，全强，王艳民，魏丽，罗凯，祁四清，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11