專利名稱：沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種冶煉設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，具體地說是一種用于安裝在沖天爐熔化帶以下爐殼上的空氣冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冶金行業(yè)中，對于熔煉過程，所涉及到的沖天爐冷卻方法，是影響到各項熔煉指標(biāo)和使用壽命的一個重要因素。為解決上述問題，如中國實用新型公開號為CN2445272Y公開的沖天爐空氣內(nèi)冷卻裝置。它是在爐壁與爐殼之間的內(nèi)表面排列有銳角三角形空心冷卻管，冷卻管的焊道長度是所在位置的高度和根數(shù)乘積的2倍。位于該空心冷卻管的部位處分別設(shè)有蝸形進(jìn)風(fēng)箱、錐塔形風(fēng)箱和放風(fēng)箱，每一風(fēng)箱均通過進(jìn)、排氣口與冷卻管連通。該蝸形風(fēng)箱、放風(fēng)箱上分別設(shè)有進(jìn)氣孔和放風(fēng)尾管；而在錐塔形風(fēng)箱的下部設(shè)有傾斜風(fēng)口管與爐膛導(dǎo)通。上述技術(shù)中，由于冷卻管為三角形空心管，其兩側(cè)焊道長度是所在位置的高度和根數(shù)乘積的2倍。因此，所帶來焊接工作量大，制造成本高；另外，輸送的氣體是由上部的蝸形風(fēng)箱進(jìn)入，通過冷卻管進(jìn)入錐塔形風(fēng)箱，使其通過下部的風(fēng)口管送入。就是說該冷卻方式是氣流首先由最上方進(jìn)入向下方運行，即由爐壁上溫度最低，僅為1100-1300℃，燒損和侵蝕最小的位置進(jìn)入。這樣不僅影響到爐內(nèi)總造渣量的問題，而且也會影響到爐齡的使用壽命和風(fēng)溫對冶煉的影響等實際問題。此外，對于沖天爐膛中的焦炭在猛烈燃燒時，必然要向外、向爐壁方向傳導(dǎo)和施放高溫和高熱氣壓力，因上述的爐殼是密封的，所以當(dāng)爐壁內(nèi)表面受到的高溫和高熱氣壓力傳至爐殼，當(dāng)溫度和壓力平衡之后，就大大地減少了向外界施放熱能和壓力能。這種狀況不利于高溫和高熱氣壓力的傳遞和釋放，影響到冷卻爐壁的效果。
因此，迫切需要研制出制造工藝簡單、成本低、冷卻效果理想的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為解決上述問題，而提供一種新型的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)。
本新型的發(fā)明人經(jīng)過深入研究和實踐，通過改變進(jìn)風(fēng)位置和氣流的運行方向，以及使高溫和高熱氣壓力加速由爐壁內(nèi)表面向外表面的傳導(dǎo)速率，同時為提高鐵水溫度采用了新方法，為此，完成了本發(fā)明。
本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣來完成的。一種沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，包括爐壁及其外部的爐殼，該爐殼內(nèi)表面設(shè)有冷卻管，通過進(jìn)、出風(fēng)口與儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱連通；該爐殼上有一進(jìn)風(fēng)箱，通過其上的進(jìn)風(fēng)管穿過爐殼、爐壁與其形成的爐膛導(dǎo)通；其中，位于冷卻管對應(yīng)的爐殼外部由上至下設(shè)有相連通的儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱和非對應(yīng)的進(jìn)風(fēng)箱；所述儲風(fēng)箱與進(jìn)風(fēng)箱上有一連通的支風(fēng)管；所述儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱上分別設(shè)有放風(fēng)管和主風(fēng)管；所述爐殼上排列分布有透氣孔。
在本新型中，所述冷卻管是矩形管體或是橢圓管體。這樣兩種形狀的管體，一方面冷卻面積大，另一方面消除了焊接工作量和成本，只需通過進(jìn)、出風(fēng)口焊接固定即可。
在本新型中，所述爐殼上的透氣孔是分布排列在每一冷卻管間隔之間的位置處。該透氣孔的作用是當(dāng)爐壁內(nèi)表面受到的高溫和高熱氣壓力傳至爐殼時，通過該透氣孔直接排入大氣，提高冷卻爐壁的效果。
本新型的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)具有的效果特點1、本系統(tǒng)采用了中部總風(fēng)箱供給的氣流首先是由爐壁高達(dá)1800℃、燒損和侵蝕最為嚴(yán)重的進(jìn)風(fēng)管上方的氧化帶進(jìn)入向較低溫度的上部運行，又通過支風(fēng)管向下返回到進(jìn)風(fēng)箱，變冷風(fēng)為熱風(fēng)再由進(jìn)風(fēng)管射入爐膛。這樣的運行過程，確保了氧化帶最大程度的受到最冷氣流的冷卻保護，得以延長使用期限。而氧化帶是爐體壽命的標(biāo)志點和最終點。因此氧化帶使用期限的延長，就是爐體爐齡的延長。同時也最大程度地減少了單位時間的造渣量，減少了爐內(nèi)造渣熱量的損失，相應(yīng)地提高了鐵水溫度。又變冷風(fēng)為熱風(fēng)射入爐內(nèi)，相應(yīng)地提高了總熱量的利用率。經(jīng)實踐證明，在同等耐火材料的條件下，可比現(xiàn)行技術(shù)的爐齡延長一倍以上，且提高鐵水溫度20℃以上。
2、因采用了矩形或橢圓形冷卻管，具有冷卻面積大，吸熱效果好，可有效降低燒損、侵蝕嚴(yán)重的爐壁的溫度。
3、因在爐殼上設(shè)計了透氣孔，使其爐壁的內(nèi)外表面形成了熱氣壓力差，促使高溫和高熱氣壓的爐壁內(nèi)表面的熱量加速向低溫和低壓的爐壁外表面乃至大氣加速傳導(dǎo)和施放，具有快速冷卻功能。


圖1是本新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1P向展開圖。
圖3是圖1K向展開圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖實施例，對本新型作進(jìn)一步的說明。
由圖1所示的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，包括耐火材料形成爐膛的爐壁11，其爐壁的外部是爐殼13。在爐壁11與爐殼13內(nèi)表面之間徑向的一段部位處垂直排列有冷卻管6，其冷卻管為矩形管體。對應(yīng)該段冷卻管6上下端部位通過爐殼13上的出風(fēng)口2和進(jìn)風(fēng)口9與爐殼13外部環(huán)形設(shè)置的儲風(fēng)箱3、總風(fēng)箱7連通。該儲風(fēng)箱3的上部和總風(fēng)箱7的側(cè)向分別設(shè)有放風(fēng)管1、主風(fēng)管8，該主風(fēng)管8與鼓風(fēng)機連接。位于總風(fēng)箱7的下部一段距離的爐殼13上還設(shè)有進(jìn)風(fēng)箱12，其上有一連通的進(jìn)風(fēng)管10穿過爐殼13和爐壁11與其形成的爐膛導(dǎo)通。為保證所供氣流由下向上運行，且在該儲風(fēng)箱3下端設(shè)有支風(fēng)管4穿過總風(fēng)箱7與進(jìn)風(fēng)箱12的上端連通。這樣，當(dāng)鼓風(fēng)機通過主風(fēng)管8輸送氣流時，經(jīng)由總風(fēng)箱7，通過進(jìn)風(fēng)口9進(jìn)入燒損和侵蝕最為嚴(yán)重部位的冷卻管6的下部，由冷卻管6的下部向上運行，通過出風(fēng)口2進(jìn)入儲風(fēng)箱3。一部分氣流通過支風(fēng)管4進(jìn)入進(jìn)風(fēng)箱12，通過進(jìn)風(fēng)管10進(jìn)入沖天爐爐膛；另一部分氣流通過儲風(fēng)箱3上部的放風(fēng)管1排入大氣。同時，考慮到在熱傳導(dǎo)的固體介質(zhì)中，特別是爐壁耐火材料都具有一定的氣孔率，一般高達(dá)16-26％。氣孔率有利于熱氣壓力的傳遞和施放，所以在其爐殼13上開有排列的透氣孔5。當(dāng)爐壁內(nèi)表面的高溫和高熱氣壓力傳至爐殼13，可通過透氣孔5直接排入大氣。
在本新型中，冷卻管6也可以采用橢圓形管體。
如圖2所示，給出了沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)的P向展開部位。在該爐殼13上由上至下依次設(shè)置環(huán)形的儲風(fēng)箱3、總風(fēng)箱7和進(jìn)風(fēng)箱12。由儲風(fēng)箱3與進(jìn)風(fēng)箱12之間按一定等分角度分布設(shè)有連通的支風(fēng)管4。在所間隔分布的支風(fēng)管4之問的進(jìn)風(fēng)箱12上按間隔設(shè)置進(jìn)風(fēng)管10。而放風(fēng)管1在儲風(fēng)箱3上可以對稱設(shè)置或非對稱設(shè)置。
由圖3所示，給出了K向展開的冷卻管6、透氣孔5之間的分布設(shè)置形式。在所展開的爐殼13內(nèi)表面通過上出風(fēng)口2和下進(jìn)風(fēng)口9與垂直排列的冷卻管6連通。在位于垂直排列的每一冷卻管6的間隙中所對應(yīng)的爐殼13上垂直排列若干透氣孔5。該透氣孔5的設(shè)置還應(yīng)根據(jù)沖天爐的實際需要來確定。
該沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)的運行機理和措施沖天爐爐膛內(nèi)的焦炭經(jīng)猛烈燃燒之后，產(chǎn)生的高溫和高熱氣流，不管是否有冷卻措施，都不可避免地涉及燒損和侵蝕爐壁，其熱量占爐內(nèi)總熱量的6％左右。這個熱量只能通過耐火材料的導(dǎo)熱性能和其自身的氣孔率(約占16％-26％)的通透性能向外散發(fā)。然而這6％的熱量的分布狀態(tài)是非常不均勻的。因而，在進(jìn)風(fēng)管10的上方約250-550mm的部位，是爐壁燒損和侵蝕最為嚴(yán)重的部位，最高溫度高達(dá)1800℃左右，稱之為氧化帶。
為此，本新型中的冷卻管6選用了矩形或橢圓形管體，以其最大的冷卻面積來吸收熱量，同時利用最冷的氣流首先進(jìn)入該氧化帶部位進(jìn)行冷卻。再利用爐殼13上的透氣孔5的通透性能，使作用在爐壁的內(nèi)表面上的熱能和熱氣壓力能向爐壁外表面通過爐殼透氣孔直接排入大氣，加快熱傳導(dǎo)和熱氣壓力釋放的速度，以達(dá)到全面的合理的最佳的冷卻效果。
權(quán)利要求1.一種沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，包括爐壁及其外部的爐殼，該爐殼內(nèi)表面設(shè)有冷卻管，通過進(jìn)、出風(fēng)口與儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱連通；該爐殼上有一進(jìn)風(fēng)箱，通過其上的進(jìn)風(fēng)管穿過爐殼、爐壁與其形成的爐膛導(dǎo)通，其特征是位于冷卻管(6)對應(yīng)的爐殼(13)外部由上至下設(shè)有相連通的儲風(fēng)箱(3)、總風(fēng)箱(7)和非對應(yīng)的進(jìn)風(fēng)箱(12)；所述儲風(fēng)箱(3)與進(jìn)風(fēng)箱(12)上有一連通的支風(fēng)管(4)；所述儲風(fēng)箱(3)、總風(fēng)箱(7)上分別設(shè)有放風(fēng)管(1)和主風(fēng)管(8)；所述爐殼(13)上排列分布有透氣孔(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，其特征是所述冷卻管(6)是矩形管體；或橢圓管體。
3.按權(quán)利要求1所述的沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，其特征是所述爐殼(13)上的透氣孔(5)是分布排列在每一冷卻管(6)間隔之間的位置處。
專利摘要本實用新型公開了一種沖天爐空氣冷卻系統(tǒng)，包括爐壁及其外部的爐殼，該爐殼內(nèi)表面設(shè)有冷卻管，通過進(jìn)、出風(fēng)口與儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱連通；該爐殼有一進(jìn)風(fēng)箱，通過其上的進(jìn)風(fēng)管穿過爐殼、爐壁與其形成的爐膛導(dǎo)通，其中位于冷卻管對應(yīng)的爐殼外部由上至下設(shè)有相連通的儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱和非對應(yīng)的進(jìn)風(fēng)箱；所述儲風(fēng)箱與進(jìn)風(fēng)箱上有一連通的支風(fēng)管；所述儲風(fēng)箱、總風(fēng)箱上分別設(shè)有放風(fēng)管和主風(fēng)管；所述爐殼上排列分布有透氣孔。具有冷卻面積大，優(yōu)化了氣流運行方向和增加了散熱方式，加速了爐膛內(nèi)表面的高溫和高熱氣壓力的傳遞和施放，從而達(dá)到全面、合理、最佳的冷卻效果。
文檔編號F27B1/00GK2802402SQ20052002447
公開日2006年8月2日 申請日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者陳朝云 申請人:陳朝云