高炉用板式冷却器制造技术

本发明专利技术提供一种高炉用板式冷却器，在铜或铜合金制板本体上焊接供排水取出管，并通过多个钢制安装螺栓来固定该板本体和高炉铁壳，在所述板本体上以包围供排水取出管的方式焊接有保护管，在形成于所述铁壳的开口部外周的铁壳面上以包围所述保护管的方式设置有复合框，该复合框的侧板端部的一方焊接于铁壳，该侧板端部的另一方通过密封板焊接于所述保护管的外周面。

【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高炉用板式冷却器，其构成为可吸收因板(7 r-7")本体和铁 壳(鉄皮)的热膨胀所产生的应力，尤其是可极力减小作用于供排水取出管与板本体的焊 接部等的应力，可经受长期间的使用。
技术介绍
在现在的高炉作业中，作为用于冷却炉壁的部件，广泛使用有板式冷却器(以下 有时也只称为板)。近年，在高炉作业中，随着追求出铁量的增加及出铁效率的提高，与以往相比高炉 炉体的热负荷变高，因而需要能够更有效地冷却炉体的板式冷却器。在上述状况下，最近开 发出与以往的铸铁板相比导热性优异的铜或铜合金制的板式冷却器，并开始应用。但是，在将铜或铜合金制的板式冷却器应用于高炉时，显现出在以往的铸铁板中 不存在的新的课题。也就是说，由于在以往的铸铁板中，是预先将冷却管配置在板本体型箱 内，之后进行铸造使冷却管和板本体成为一体化的结构，所以能够成为直至铁壳的外侧不 存在板本体的供排水口和供排水管的接合部的结构。另一方面，由于铜或铜合金制的板式冷却器需要在板本体内形成冷却管后，焊接 板本体的供排水口和供排水管来进行接合，所以成为在板本体附近具有焊接部的结构。在高炉作业中，当因暴露于高温的板本体的炉内侧和冷却放热的板本体的铁壳侧 之间的热膨胀差、热收缩差所引起的变位而产生应力时，该铜或铜合金制的板式冷却器的 板本体附近的焊接部成为应力集中部，在该部位产生疲劳裂纹，从而导致板式冷却器的寿 命缩短。在通常的板的安装中，如图6所示，通过安装螺栓8和铁壳螺母9将板本体1固定 于铁壳6，以板本体1的负荷不直接作用于供排水取出管2的方式使负荷分散。如图3所示，铜或铜合金制的板式冷却器的供排水取出管2焊接于板本体1的供 排水口。用于使该供排水取出管2穿过的铁壳6的开口部，通过介于密封板5来焊接供排 水取出管2和铁壳6，从而封闭高炉的炉内气体以避免向铁壳的外侧泄漏。在图3及图6所示的以往的板中，在高炉作业中，因板本体的炉内侧和铁壳侧的热 膨胀差，还有板本体的铁壳侧和铁壳的热膨胀差所引起的变位，而产生应力变化，此时，即 使安装螺栓8能够分担板本体的负荷，也无法吸收因热膨胀差所引起的应力变化。因此，在铜或铜合金制的板式冷却器中，因高炉作业中的热膨胀差所引起的应力 变化，尤其是成为应力集中部的板本体附近的与供排水取出管的焊接部成为疲劳裂纹的产 生部位。而且，虽然当在板本体和铁壳上产生因热膨胀差所引起的变位时，连接供排水取 出管2和铁壳6的密封板5容易变形，具有减轻板本体附近的与供排水取出管的焊接部的 应力的效果，但是密封板5自身有可能因反复应力所引起的变形而破损，发生炉内气体向 外泄漏的事故。对于上述技术的课题，以往有通过具有可缩性的伸缩管来接合供排水取出管和铁 壳的方法(例如，参照日本特开昭52-8553号公报)。该方法如图4所示，以包围供排水取 出管2的方式配置伸缩管7，通过该伸缩管7将所述供排水取出管2焊接于铁壳6。此时，通过焊接于伸缩管7端部和供排水取出管2外周的密封板5，以高炉炉内气 体不向铁壳外侧泄漏的方式进行密封。根据该方法，当产生因板本体和铁壳的热膨胀差所引起的变位时，由于通过伸缩 管7在热膨胀或热收缩的方向上变形，能够吸收应力，所以可以得到抑制起因于热膨胀差 的应力所引起的板本体附近的与供排水取出管的焊接部、密封板5等的疲劳破坏的效果。但是，如图4所示，伸缩管7虽是波纹结构等的容易伸缩的结构，但因长年使用的 粉尘附着所引起的腐蚀的进程较快，容易发生疲劳破坏的结构，在耐久性方面存在问题。因此，需要定期地替换伸缩管7或者对在伸缩管7上产生的破孔或裂纹的部位进 行简易修补，以便避免在伸缩管7上产生破孔或裂纹而向外泄漏炉内气体，因此，存在需要 很多的工作量的问题，还有因停止高炉等所产生的生产效率降低的问题。而且，由于板安装螺栓的变形等，当在板本体与供排水取出管的焊接部上作用有 板负荷时，存在板本体与供排水取出管的焊接部发生疲劳破坏，从该位置漏出冷却水，引发 炉内浸水这样的重大事故的危险。而且，作为将以往的铸铁板安装于铁壳的方法，公知有如下方法，目的是省略板本 体1的安装螺栓8和螺母9，进行快速的板更换，如图5及图7所示，在铸铁板本体上以包围 供排水取出管2的方式配置保护管3，而且，在铁壳开口部附近以包围保护管3的方式配置 复合框(二一 $” ^ )4，通过填充物10、固定块11等分别固定供排水取出管2和 保护管3以及复合框4和保护管3之间(例如，参照日本特开平8-225813号公报)。根据该方法，通过由填充物10等固定供排水取出管2和保护管3，来提高供排水取 出管2的刚性，而且，通过由填充物10等固定保护管3和复合框4，来支撑板本体的负荷，由 此如图7所示，能够省略板本体1的安装螺栓8和螺母9。本方法也可以适用于铜或铜合金制的板。但是，在该方法中，由于是供排水取出管 2、保护管3和复合框4 一体化的结构，所以无法吸收因板本体1和铁壳6的热膨胀差而变 位的应力，在板本体1与供排水取出管2的焊接部上产生应力集中，产生疲劳破坏的可能性 反而变高。如上所述，近年随着高出铁高炉作业中的高炉炉体的热负荷的增大，板本体的炉 内侧和铁壳侧，还有板本体的铁壳侧和铁壳的热膨胀差扩大，由此，板本体与供排水取出管 的焊接部，还有供排水取出管与铁壳的焊接部发生疲劳破坏的可能性升高，但是现实状况 是在以往的板中，无法得到用于提高板寿命的充分的效果。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的现状，本专利技术的目的在于提供一种高炉用板式冷却器，其具 有吸收随着高出铁高炉作业中的高炉炉体的热负荷的增大而产生的板本体和铁壳的热膨 胀差所引起的应力，抑制板本体与供排水取出管的焊接部或者铁壳与供排水取出管的焊接 部产生疲劳破坏，可经受长期间使用的可靠性高的结构。本专利技术是为解决上述技术课题而进行的，其专利技术要旨在于提供一种高炉用板式冷却器，是在铜或铜合金制板本体上焊接供排水取出管，并通过多个钢制安装螺栓来固定该 板本体和高炉铁壳的高炉用板式冷却器，其特征在于，在所述板本体上以包围供排水取出 管的方式焊接有保护管，在形成于所述铁壳的开口部外周的铁壳面上以包围所述保护管的 方式设置有复合框，该复合框的侧板端部的一方被焊接于铁壳，该侧板端部的另一方通过 密封板焊接于所述保护管的外周面。根据本专利技术的高炉用板式冷却器，关于采用对高炉炉体或炉底冷却能力良好的铜 或铜合金制板式冷却器，能够提供一种高炉用板式冷却器，其具有吸收随着高出铁高炉作 业中的高炉炉体的热负荷的增大而产生的板本体和铁壳的热膨胀差所引起的应力，抑制板 本体与供排水取出管的焊接部或者铁壳与供排水取出管的焊接部产生疲劳破坏，可经受长 期间使用的可靠性高的结构。附图说明图1是表示将本专利技术的板配置于高炉炉壁的方式的图。图2是表示介于本专利技术的板供排水取出管的保护管、复合框的板本体和铁壳的接 合状况的图。图3是表示以往的未介于板伸缩管的板本体和铁壳的接合状况的图。图4是表示以往的介于板伸缩管的板本体和铁壳的接合状况的图。图5是表示以往的介于板供排水取出管的保护管、复合框及填充物的板本体和铁 壳的接合状况的图。图6是表示以往的介于安装螺栓的将板配置在高炉炉壁上的方式的图。图7是表示以往的未介于安装螺栓而将板配置在高炉炉壁上的方式的图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉用板式冷却器，在铜或铜合金制板本体上焊接供排水取出管，并通过多个钢制安装螺栓来固定该板本体和高炉铁壳，其特征在于，在所述板本体上以包围供排水取出管的方式焊接有保护管，在形成于所述铁壳的开口部外周的铁壳面上以包围所述保护管的方式设置有复合框，该复合框的侧板端部的一方被焊接于铁壳，该侧板端部的另一方通过密封板焊接于所述保护管的外周面。

【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：津田昭弘，久世俊辅，赤木一志，加藤大悟，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，日铁机械设备设计株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]