傾動式平爐爐頭汽化冷卻器的製作方法

2023-05-18 13:34:16

專利名稱：傾動式平爐爐頭汽化冷卻器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於冶金爐汽化冷卻裝置。
爐頭冷卻器是確保平爐正常生產的重要部件之一。公知的爐頭冷卻器分別是水汽化兩用冷卻器和工業水冷卻器。工業水汽化兩用冷卻器是採用三根無縫管並列成拱形，上面一根管為汽化冷卻，拱頂立一排氣管，與爐上汽包形成一循環系統，下面兩根管為工業淨化水冷卻；工業水冷卻器是由四根鋼管並列成拱形。由於工業水有時壓力不足，易結水垢，焊縫由於處於高溫火焰區也易開裂，還會出現鼓包、裂紋、變形等現象，特別是處於高溫火焰區域中的焊縫極易損壞，致使這種冷卻器使用壽命很短，而且耗水多，平爐爐頭的大量廢熱無法利用。
本實用新型的目的是，克服公知平爐爐頭冷卻器的缺點，獲得一個使用壽命長，節約工業用水，利用廢熱生產蒸汽，提高平爐作業率的平爐爐頭汽化冷卻器。
本實用新型主要是由主冷卻管(3)、上升管(1)、上升集管(2)、下降管(8)、後託板(5)、副冷卻管(7)和託架(11)所組成。
本實用新型的主要技術特徵在於這種冷卻器採用六根主冷卻管(3)，且三三對稱配置，該冷卻管按平爐爐頂的曲率半徑熱煨成相應的彎曲半徑，與上升集管(2)為分立式連通，中間熱流密度最大部位的管子幾乎處於豎直狀態，這樣局部沸騰產生的蒸汽就不易停留在管壁上，又由於循環上升過程中有離心力作用，大大增強了流動的擾動性，從而避免了汽水混合物的分層，避免管壁形成穩定的蒸汽膜。另外，在冷卻管彎曲處留有二二相對的四個月牙區(4)，冷卻器中下部有一個三角區(9)，由於月牙區和三角區處於中間最大熱負荷區域，可以減小膨漲約束力，減輕高溫下變形，並將水汽流阻力係數由2減小到0.5。六根主冷卻管(3)進入一個上升集管(2)，經上升管(1)與爐頂上的汽包形成一個循環系統，，這樣使循環穩定，該冷卻器上還安裝兩塊對稱的後託板(5)，其下沿與兩根主冷卻管相切，由於採用了兩塊託板，並在託板中部安裝兩根副冷卻管(7)，從而避免後託板變形。
該平爐爐頭汽化冷卻器全部採用汽化冷卻，使用軟水作冷卻劑。
另外，該冷卻器的全部焊縫比原冷卻器上升900-1200mm，脫離了火焰最高溫度區域，這樣焊縫不易開裂，延長了冷卻器的使用壽命。
本實用新型與公知的冷卻器相比有以下優點該冷卻器由於採用了上述結構，全部焊縫上升後，使焊縫所處環境溫度由1800℃降至1000℃。它與原冷卻器相比每小時可節約工業水30噸，再者四個月牙區和三角區減輕了膨漲的約束力，提高了冷卻效果。經現場測定，最大熱負荷區域冷卻管外壁的溫度在170-230℃之間，從而延長冷卻器的使用壽命2-3年，提高了平爐作業率，且爐頭廢熱還可用於生產蒸汽。
該冷卻器的冷卻面積與原冷卻器的相比都增加了許多，這也有利於冷卻。
附圖
是本實用新型汽化冷卻器的結構示意圖。
(1)是上升管、(2)上升集管、(3)主冷卻管、(4)月牙區、(5)後託板、(6)拉筋板、(7)副冷卻管、(8)下降管、(9)三角區、(10)下降集管、(11)託板。
本實用新型是這樣實現的該冷卻器採用六根主冷卻管(3)分立式連通，且三三對稱配置，該冷卻管與原冷卻管的材質相同，均採用無縫鋼管，但管壁減少了1/5，這樣可分以減少熱阻，減小鋼管內外壁之溫差。六根冷卻管按平爐爐頂的曲率半徑熱煨成相應的彎曲半徑，彎曲半徑必須大於管徑的三倍，這樣中間熱流密度最大部位的管子幾乎處於豎直狀態，由於循環上升過程中有離心力作用，大大增強了流動的擾動性，從而避免水汽混合物分層，避免管壁形成穩定的蒸汽膜。四個月牙區(4)位於冷卻管的彎曲處，三角區(9)位於冷卻管的中下部，這兩個區域有減小膨漲約束力的作用，並將水汽阻力係數由2減小到0.5。該冷卻器的全部焊縫上升了900-1200mm，脫離了火焰最高溫度區域，延長了冷卻器的使用壽命。後託板(5)採用兩塊對稱的A3鋼板，厚度為32mm，後託板(5)下沿跟上面兩根主冷卻管相切，託板上邊與側邊各打若干個孔用於安裝。冷卻器中下部三角區(9)和月牙區(4)以及託板(5)的下半部必須焊以埋設件，並經耐火材料填充後方可安裝。冷卻器下面的兩個託架(11)用於固定冷卻管，後託板中部配有副冷卻管(7)，副冷卻管與主冷卻管用拉筋(6)連接施焊。六根主冷卻管和兩根副冷卻管與上升集管(2)連通，當軟水注入下降管(8)後流入下降集管(10)，經主副冷卻管吸熱形成水汽混合物，水汽混合物通過上升集管(2)、再經上升管(1)進入汽包，形成一個穩定的循環系統。這種循環系統的耗水量僅為水冷的1/30，且避免了冷卻器內結垢，還可以自行調節冷卻過程，提高冷卻的可靠性。
本實用新型結構合理，節約工業用水，利用廢熱生產蒸汽，使用壽命長，可提高平爐作業率0.5-19％，冷卻效果顯著。
權利要求1.一種由主冷卻管、上升管、上升集管、下降管、後託板、副冷卻管及託板組成的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於該冷卻器採用六根主冷卻管，後託板系用兩塊對稱的鋼板組成，全部焊縫脫離平爐爐頭火焰最高溫度區域。
2.根據權利要求1所述的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於六根主冷卻管(3)採用三三對稱配置，且按平爐爐頂的曲率半徑熱煨成同一彎曲半徑，與上升集管為分立式連通。
3.根據權利要求1所述的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於六根主冷卻管的彎曲處有二二相對的四個月牙區(4)。
4.根據權利要求1所述的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於冷卻器中下部有一個三角區(9)。
5.根據確權利要求1所述的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於後託板(5)採用兩塊對稱的鋼板，其下沿與上面兩根冷卻管相切安裝。
6.根據權利要求1所述的傾動式平爐爐頭汽化冷卻器，其特徵在於該冷卻器的全部焊縫脫離平爐爐頭火焰最高溫度區域。
專利摘要一種涉及平爐爐頭汽化冷卻器，其特點是將原有的橫列式冷卻管改為六根分立式冷卻管，冷卻管的彎曲處有二二相對的月牙區，中下部有一三角區，這兩個區域有減小膨脹約束力，減輕高溫下變形的作用。後託板採用兩塊相互對稱的鋼板，全部焊縫脫離火焰最高溫度區域。本實用新型結構夠合理，每小時可節約工業用水30噸，使用壽命長，可利用廢汽生產蒸汽，提高平爐作業率0.5-1.0％，冷卻效果顯著。
文檔編號F27B3/10GK2037836SQ88207600
公開日1989年5月17日 申請日期1988年6月22日 優先權日1988年6月22日
發明者郭廣文, 譚真, 劉頂文, 李志立 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所, 鞍山鋼鐵公司第一煉鋼廠