專利名稱：平板式水冷爐口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煉鋼設(shè)備，特別涉及煉鋼所用的轉(zhuǎn)爐。
技術(shù)背景
煉鋼轉(zhuǎn)爐在冶煉時由于受鋼水噴濺，高溫?zé)煔鉀_刷，強烈的熱輻射作用， 需要在爐帽上安裝一個水冷爐口，用于減少爐帽變形。普通的水冷爐口有水箱式和埋管式兩種結(jié)構(gòu)，水箱式水冷爐口用鋼板、鋼管焊成，埋管式爐口是將蛇形水管埋鑄于灰鐵、球墨鑄鐵或耐熱鑄鐵的爐口中，這種結(jié)構(gòu)的安全性比水箱式爐口高，但制造困難。兩者的共同特征是水路從一側(cè)進(jìn)入到內(nèi)腔， 通過閉路循環(huán)后回到進(jìn)水側(cè)，即進(jìn)出水管在轉(zhuǎn)爐的同一側(cè)。當(dāng)轉(zhuǎn)爐冶煉發(fā)生噴濺時，鋼水和鋼渣不可避免落到水管兩側(cè)與水管中間，隨著噴濺物的堆積， 開始兩側(cè)的噴濺物容易清理干凈，而落在兩水管中間的噴濺物清理困難，當(dāng)冶煉繼續(xù)進(jìn)行時，中間的噴濺物越堆積越多，又與兩側(cè)連成一體，造成兩側(cè)的噴濺物也難以清理，如果強行清理，則易把水管燒穿，造成爐口損壞，被 迫更換。如不清理，轉(zhuǎn)爐煉鋼時產(chǎn)生將附加力矩，存在巨大的安全隱患，這是生產(chǎn)不允許的。又，我國使用的中、小轉(zhuǎn)爐大部分水冷爐口的形式為圓錐形，其目的是使轉(zhuǎn)爐在加料、倒渣、排氣等操作時使用工業(yè)水來強制冷卻爐口，最大面積的保護(hù)轉(zhuǎn)爐，但實際上這種爐口不僅增加了制造難度，而且增加了更換難度。且由于爐口過大，爐口附近溫度較高，需增加耐材保護(hù)，在更換爐口后耐材易受到損傷，此時轉(zhuǎn)爐爐底溫度超過1000℃，熱輻射強烈， 砌筑耐材需要較長時間，工人工作條件惡劣，勞動強度大。更換爐口操作時間長，砌磚增加了生產(chǎn)成本，影響了水冷爐口的使用效果，轉(zhuǎn)爐因此停產(chǎn)檢 修造成的間接損失較大
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對以上不足而提供一種平板式水冷爐口，該平板式水冷爐口采用水箱式全鋼板焊接結(jié)構(gòu)，合理的水流布置， 冷卻效果好，進(jìn)出水管布置在爐口的兩側(cè)，水流更加通暢，采用翅片散熱， 能夠帶走更多熱量，提高了水冷爐口的強度與壽命，減少了鋼渣的粘接；同
時水冷爐口采用平板式，用螺栓與爐身相連，使?fàn)t口更換快速方便，不用砌 筑多余耐材，減輕工人勞動強度。
本實用新型所采取的技術(shù)方案是
一種平板式水冷爐口，由上蓋板、外側(cè)板、下蓋板和內(nèi)側(cè)板構(gòu)成，上蓋 板、外側(cè)板、下蓋板和內(nèi)側(cè)板依次焊接構(gòu)成環(huán)形水腔，水腔端口截面呈梯形， 水腔兩側(cè)分別與進(jìn)水管、出水管連接，水腔內(nèi)設(shè)有隔板，進(jìn)水管、出水管以 水腔中心線中心對稱。
上蓋板、外側(cè)板、下蓋板和內(nèi)側(cè)板采用優(yōu)質(zhì)鍋爐用鋼制作。重量輕，導(dǎo) 熱效果好，鋼水噴濺物不易上附著，方便于清理，不易產(chǎn)生附加力矩。
進(jìn)水管為一端部為三通的進(jìn)水管，使進(jìn)入水腔內(nèi)的水分成兩路，分別冷 卻一側(cè)的爐口，與傳統(tǒng)爐口相比，該冷卻路徑縮短。
隔板將水腔從內(nèi)到外依次分為A、 B、 C部，其中B部截面面積最大，C 部次之，A部最小。由于A部這一部分截面面積設(shè)計時相比B部、C部小，在 流量不變的情況下，流速增加，冷卻效果好。冷卻水進(jìn)入到爐口另一側(cè)后到 達(dá)B部，兩路A部的水合成一路，B路相比截面面積最大，水流通過時阻力 小，水流通暢，在此截面上只有上蓋板、下蓋板受到熱量輻射，相對A部、C 部而言，工況條件稍好一些。水流沿B部繞爐口一周后，進(jìn)入到C部中，C 部由外側(cè)板、上蓋板、下蓋4構(gòu)成封閉的水腔，當(dāng)鋼水噴濺物堆積時，有可 能造成局部過熱，其工況條件僅次于A部，因此C部合理的截面面積要比A 部大，比B部小。
隔板上還局部連接有翅片， 一是為了增大水流與爐口的接觸面積，充分 接觸以帶走多余的熱量，強制冷卻爐口； 二是能夠獲得紊流，從流體力學(xué)可 知，紊流要比層流更能獲得均勻一致的溫度，使熱交換更加充分，帶走更多的熱量。然而翅片太多太長又會帶來新的問題，即水流通過的阻力增大，能 量損失增加。因此爐口出鋼方向與加料方向，受煙氣輻射最嚴(yán)重，溫度也上 升最快，在此區(qū)域內(nèi)布置翅片較合理。
下蓋板上具有螺栓孔，將加工好的螺栓安裝完畢后與下蓋板焊接。螺栓 采用優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼。在更換爐口時，將帶有螺栓的爐口與轉(zhuǎn)爐上開孔的爐 身相連，上緊螺栓即可，更換快速，不用砌筑耐材，降低了工人勞動強度。
本實用新型能夠達(dá)到的有益效果是
1、 本實用新型采用全鋼板焊接形式，并在局部設(shè)有強制冷卻翅片，能很 好的帶走熱量，保持爐口強度，不受高溫輻射、鋼水噴濺的影響。進(jìn)出水管 采用單側(cè)進(jìn)水，單側(cè)出水形式，使噴濺物不易在水管周圍堆積，解決了噴濺 渣難清理的困難。
2、 本實用新型進(jìn)水管進(jìn)入到爐口內(nèi)側(cè)后分成兩路，使水流能以較快速度 通過溫度最高的內(nèi)側(cè)壁，起到強制冷卻作用，在溫度較低的中路及外路，則 采取較大的截面面積，使水流阻力減小，水能夠暢通順利地從水腔內(nèi)流出。
3、 本實用新型水腔內(nèi)焊有若干隔板，使冷卻水在水腔中形成回路，隔板 還起到加強筋的作用，增強水冷爐口的剛度。
4、 本實用新型平整體采用螺栓與轉(zhuǎn)爐連接，不用耐材砌筑保護(hù)，能快速
更換，減少更換時間，降低工人勞動強度。


圖1是本實用新型截面剖視圖。
圖2是本實用新型局部去掉上蓋板的俯視圖。
圖3是本實用新型的A-A方向的剖視放大圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述
如圖1圖2圖3所示該平板式水冷爐口進(jìn)水管與出水管分別布置在水
冷爐口的兩側(cè)，雙點劃線內(nèi)顯示的是爐口去掉上蓋板3和外側(cè)板2的圖示。圖中短虛線表示隔板5或翅片6被上蓋板3和外側(cè)板2擋住后的示意位置。 由隔板5構(gòu)成環(huán)型水腔10。水首先通過進(jìn)水管進(jìn)入到A部內(nèi)，然后依次通過 B部、C部到達(dá)出水管。圖2中所示箭頭為水流方向，可以清楚的看到水在爐 口內(nèi)是如何流動的。制作時，先將下蓋板4與隔板5焊接完成，然后再焊翅 片6、進(jìn)水管8、出水管7，再焊上蓋板3，采用半自動氣割下料，最后焊接 內(nèi)外側(cè)板1，焊接完畢后仔細(xì)檢查焊縫，看高度是否滿足要求，然后退火處 理，消除焊接應(yīng)力，在安裝前要通高壓水檢査是否有泄露，如有泄露必需立 刻修補焊接。以上工作完成后加工螺栓孔，待螺栓9加工完畢后，采用高強 度焊條，將螺栓9與爐口焊成一體，全部制造工作完成，現(xiàn)場安裝時將爐口 的進(jìn)水管8、出水管7方向與轉(zhuǎn)爐耳軸方向保持一致，將螺栓穿進(jìn)螺栓孔， 再擰緊螺栓，全部安裝工作完成。
權(quán)利要求1、一種平板式水冷爐口，由上蓋板(3)、外側(cè)板(2)、下蓋板(4)和內(nèi)側(cè)板(1)構(gòu)成，其特征在于上蓋板(3)、外側(cè)板(2)、下蓋板(4)和內(nèi)側(cè)板(1)依次焊接構(gòu)成環(huán)形水腔(10)，水腔(10)端口截面呈梯形，水腔(10)兩側(cè)分別與進(jìn)水管(8)、出水管(7)連接，水腔(10)內(nèi)設(shè)有隔板(5)，進(jìn)水管(8)、出水管(7)以水腔(10)中心線中心對稱。
2、 如權(quán)利要求l所述的平板式水冷爐口，其特征在于上蓋板(3)、外 側(cè)板(2)、下蓋板(4)和內(nèi)側(cè)板(1)采用優(yōu)質(zhì)鍋爐用鋼制作。
3、 如權(quán)利要求l所述的平板式水冷爐口，其特征在于進(jìn)水管(8)在 水腔(10)內(nèi)的端部具有三通。
4、 如權(quán)利要求l所述的平板式水冷爐口，其特征在于隔板(5)將水 腔(10)從內(nèi)到外依次具有A部、B部、C部，其中B部截面面積最大，C部 次之，A部最小。
5、 如權(quán)利要求1所述的平板式水冷爐口，其特征在于爐口出鋼方向 與加料方向之間區(qū)域內(nèi)的隔板(5)上還連接有翅片(6)。
6、 如權(quán)利要求l所述的平板式水冷爐口，其特征在于下蓋板(4)上 具有螺栓孔，螺栓(9)安裝在螺栓孔內(nèi)，螺栓(9)頭部與下蓋板(4)焊接。
專利摘要本實用新型公開一種平板式水冷爐口，由上蓋板、外側(cè)板、下蓋板和內(nèi)側(cè)板構(gòu)成，上蓋板、外側(cè)板、下蓋板和內(nèi)側(cè)板依次焊接構(gòu)成環(huán)形水腔，水腔端口截面呈梯形，水腔兩側(cè)分別與進(jìn)水管、出水管連接，水腔內(nèi)設(shè)有隔板，進(jìn)水管、出水管以水腔中心線中心對稱；進(jìn)水管為一端部為三通的進(jìn)水管，使進(jìn)入水腔內(nèi)的水分成兩路，分別冷卻一側(cè)的爐口，與傳統(tǒng)爐口相比，該冷卻路徑縮短；隔板上還局部連接有翅片。本實用新型采用全鋼板焊接形式，并在局部設(shè)有強制冷卻翅片，能很好的帶走熱量，保持爐口強度，不受高溫輻射、鋼水噴濺的影響。進(jìn)出水管采用單側(cè)進(jìn)水，單側(cè)出水形式，使噴濺物不易在水管周圍堆積，解決了噴濺渣難清理的困難。
文檔編號C21C5/46GK201180147SQ20072018779
公開日2009年1月14日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者孟海軍, 張俊安, 張海英, 朱緒征, 梁明武, 秦仲祥, 兵 陳, 黃春燦 申請人:安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司