用于冶金炉的散热板制造技术

本发明专利技术涉及一种由铜或低合金的铜合金构成的、且用于具有外炉体防护钢板（２）的冶金炉的散热板（１，１６），其包括至少一个、优选至少两个分布在散热板（１，１６）内部的冷却剂通道，并且用于输入或导出冷却剂的冷却剂管件向外延伸穿过炉体防护钢板（２）。在散热板（１，１６）上设置支撑管，这些管在炉体防护钢板（２）外安装有支撑盘并且该散热板（１，１６）固定在指向炉体内部的方向上。支撑管和支撑盘优选是由钢制成的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由铜或低合金的铜合金构成的、且用于具有外炉体防护钢板(ofenpanzerblech)的冶金炉的散热板，其包括至少一个、优选至少两个位于散热板内部的冷却剂通道，并且用于输入或导出冷却剂的冷却剂管件向外延伸穿过炉体防护钢板。这种散热板设置在外壳和炉衬之间并连接着冷却系统。在面对炉体内腔的那面上设置有局部是耐火材料的散热板。DE 39 25 280公开了一种其中的冷却通道是由浇注在铸铁内的管道构成的散热板。起吊凸耳也连接在冷却系统上。由于铸铁的传热能力很小并且冷却管和板体之间存在着由氧化层或间隙引起的热阻，所以这些板的散热能力也很小。如果高炉砌体在工作一段时间后发生了破损，则散热板的内侧会直接遭受炉温的烘灼。因为炉温远高于铸铁的熔化温度，并且散热板内部的热阻会导致炽热的板侧得不充分的冷却，所以会不可避免地加剧铸铁板的磨损并且使用寿命也相应缩短。DE 199 43 287 A1也公开了一种铜制散热板，该散热板借助固定式紧固元件与炉体防护件相连，固定在靠近上冷却剂管件的位置处。另外，该上冷却剂管件也同样牢牢地与炉体防护件相连。其它的紧固元件可设计成活动式紧固元件，该元件既能在水平方向(x)移动，也能在垂直方向(y)移动。下冷却剂管件只是借助普通的胀缩调整件与炉体防护件实现气密性连接。因此，在该区域内，散热板并没有固定在三个空间方向的任何一个上。由于散热板朝向炉体内部的那一面上的温度会超过300℃，而朝着炉体防护件的那一面上的温度则保持为冷却剂温度，也就是环境温度，因此散热板会受到很大的热应力。如果是DE 199 43 287 A1中的散热板，则完全固定在多个位置上的板在温度影响下会发生弹性变形并且在冷却时会以凹形弯入炉体内。因此也就会导致在冷却剂管件和冷却剂出口内出现裂缝。相对于现有技术，本专利技术的任务在于提供一种不可能再出现这种凹形变形，并因此在冷却剂管件中不会出现由应力引起的裂缝的散热板。按照本专利技术，该任务可通过如下方法解决，即在散热板上设置支撑管，这些管向外穿过炉体防护钢板，且在穿过炉体防护钢板之后安装上紧固元件，特别是支撑板或支撑盘，该支撑管和紧固元件由一种强度比铜或低合金的铜合金高的材料制造而成。按照本专利技术的散热板在支撑管的若干位置上可沿垂直方向(y)和水平方向(x)移动，而由于安装在支撑管上的紧固元件在炉体防护件外逆向的支撑，从而就避免了在z方向上的移动，也就是朝着炉体内部的“弯拱”。倘若万一在z方向上出现了应力，该应力也不会如现有技术那样加载在不适合承担的铜制冷却管件上，而是被传递到由实质上更为适合的材料制成的支撑管和紧固元件上。具体优选适合作为支撑管和紧固元件的材料是钢，可能的情况下也可以是优质钢。原则上只要是强度高于铜或低合金的铜合金的各种材料都适合，比如钢这种情况。进一步优选的是至少本身可焊接的且优选地也能与铜或低合金的铜合金焊接的一种材料，而在特别优选的材料中，钢同样也是这种情况。根据一个有利的实施方式，按照本专利技术的散热板在一个中心区域通过一个固定式紧固元件与炉体防护钢板相连。这种固定式紧固元件例如可以是紧固螺栓，并可在三个空间方向上的每一个将板固定在该位置上。由此，按照本专利技术的散热板就可安装在其自身位置上，并且其整体不会因为热应力作用而被从该位置推出。相反，从该中心固定点出发向外，板的热膨胀也可不受限制。根据另一有利的实施方式，散热板、特别是高/宽比≥3的散热板具有至少一个设置在固定式紧固元件上方和/或下方的活动式紧固元件，并且所述紧固元件只能沿着水平方向移动。另一方案是，散热板、特别是高/宽比＜3、优选＜2的散热板具有至少一个设置在紧邻固定式紧固元件左侧和/或右侧的活动式紧固元件，并且所述紧固元件只能沿着水平方向移动。这种活动式紧固元件例如可以是带有圆盘的紧固螺栓，其中所述圆盘非焊接地与炉体防护钢板相连并且可在导向装置中沿着某一方向滑动，同时该紧固螺栓根据紧固元件的校准情况，将板固定在x-方向或y-方向上，且无论哪种情况都是固定在z-方向上。上述两种方案除了实现了贯穿中心固定点的安装方式外，还保证了散热板不只是整体固定在其本身位置上，而且该散热板还保证了消除热应力所引起的扭转现象。此外，板在沿着由活动式紧固元件所规定出的方向上的热膨胀也可不受束缚。本专利技术散热板的一个特别优选的实施方式是，其在朝向炉子内部的那面上设置有凸肋和槽，并且所述凸肋在其纵向上分成若干段。凸肋是散热板上受到冷却剂冷却作用最少的部件。因此，凸肋上的温度会是整个散热板上最高的(如前述的约300℃)。通过将凸肋再分成若干段，就可以将由凸肋的热膨胀所引起的应力降低到可能最小的值。就其本身而言，在现有技术中已公开的散热板中，将凸肋再行分割是一种用以削弱散热板“弯拱”并显著延长散热板、特别是冷却剂管件使用寿命的较为合适的方法。为了不损害散热板整体的机械强度，优选将凸肋再分割成基本与凸肋呈直角的小段。优选地再将这些分割段设置在冷却剂管道之间而不是设置于其上。如果万一形成裂缝，则由此可以减小裂缝进一步扩展到冷却剂管道中去的危险。为了不损害通常是水平分布的凸肋的载重能力，优选地将凸肋进行如下分段，即使各个分割段相互处于水平方向排列。其它各种实施方式涉及的是支撑管、紧固元件和冷却剂管件的详细结构。这些特殊的实施方式即为权利要求6至12的内容。原则上可优选支撑管分别围绕着冷却剂管件，即优选支撑管向外伸展贯穿炉体防护件，并且在支撑管内部，冷却剂管件向外伸展贯穿炉体防护件。支撑管和散热板之间、或冷却剂管件和散热板之间、甚或支撑管和冷却剂管件之间的连接方式可以各不相同。根据第一种优选方案，在围绕着冷却剂管件的支撑管上焊接一个圆盘形的连接件，并且将该连接件用螺纹固定在散热板上。冷却剂管件再和散热板焊接在一起。根据第二种方案，使围绕着冷却剂管件的支撑管直接与散热板焊接，也即使冷却剂管件与散热板焊接在一起。根据又一种方案，在冷却剂管件和支撑管之间嵌入一个圆盘形或环形的连接件。冷却剂管件和支撑管位于该连接件上。连接件与散热板之间的连接，以及连接件与冷却剂管件或支撑管之间优选是通过焊接在一起。根据另一种方案，将冷却剂管件设计成整体式并且设置一个固定在散热板上的法兰。支撑管包裹着冷却剂管件并位于所述法兰上，且是通过焊接固定在法兰上。根据另一种方案，也可将支撑管设计成冷却剂管件的形式，并使其发挥两个作用，即输入或输出冷却剂以及支撑管件。除了上述这些方案外，在所有的实施方式中，冷却剂管件可由与散热板相同的基体材料或是由另一种优选的支撑管的材料制成。除了上述这些方案，还可选择如下一种可能方式，即，使得冷却剂管同时也是支撑管因此也肯定由支撑管的材料制成。以下将通过附1至图9来进一步阐述本专利技术。附图说明图1两通道的散热板图2四通道的散热板图3多个散热板的分布图4四通道散热板的分段情况图5-9各种支撑管的实施方式图1显示了固定在一个炉体防护钢板2上的一个两通道散热板1。该散热板由铜制成并在朝向炉子内部的那一面上设置有凸肋3。散热板1和炉体防护钢板2之间的空腔内填充有耐火材料。在散热板1的上方和下方以及未示出的侧面设置有其他散热板1’。所述散热板1具有垂直分布的冷却通道5，并且这些通道被设计成是经浇铸或轧制过的板体的凹槽。在各个冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热板（１，１６），由铜或低合金的铜合金构成且用于具有一个外炉体防护钢板（２）的冶金炉，其包括至少一个、优选至少两个位于散热板（１，１６）内部的冷却剂通道（５），其中用于输入或导出冷却剂的冷却剂管件（６）向外延伸穿过炉体防护钢板（２），其特征在于，在散热板（１，１６）上设置支撑管（７），这些支撑管向外穿过炉体防护钢板（２），且在穿过炉体防护钢板（２）之后安装紧固元件（１０），特别是支撑板或支撑盘，该支撑管（７）和紧固元件（１０）由一种强度比铜或低合金的铜合金高的材料制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W施塔斯特尼，H沙林格尔，WR卡斯特纳，
申请(专利权)人：沃斯特阿尔派因工业设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]