專利名稱：傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冶金爐汽化冷卻裝置。
爐頭冷卻器是確保平爐正常生產(chǎn)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(yè)水冷卻器。工業(yè)水汽化兩用冷卻器是采用三根無縫管并列成拱形，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(huán)系統(tǒng)，下面兩根管為工業(yè)凈化水冷卻；工業(yè)水冷卻器是由四根鋼管并列成拱形。由于工業(yè)水有時(shí)壓力不足，易結(jié)水垢，焊縫由于處于高溫火焰區(qū)也易開裂，還會(huì)出現(xiàn)鼓包、裂紋、變形等現(xiàn)象，特別是處于高溫火焰區(qū)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(shí)用新型的目的是，克服公知平爐爐頭冷卻器的缺點(diǎn)，獲得一個(gè)使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約工業(yè)用水，利用廢熱生產(chǎn)蒸汽，提高平爐作業(yè)率的平爐爐頭汽化冷卻器。
本實(shí)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)、后托板(5)、副冷卻管(7)和托架(11)所組成。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)特征在于這種冷卻器采用六根主冷卻管(3)，且三三對(duì)稱配置，該冷卻管按平爐爐頂?shù)那拾霃綗犰谐上鄳?yīng)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于豎直狀態(tài)，這樣局部沸騰產(chǎn)生的蒸汽就不易停留在管壁上，又由于循環(huán)上升過程中有離心力作用，大大增強(qiáng)了流動(dòng)的擾動(dòng)性，從而避免了汽水混合物的分層，避免管壁形成穩(wěn)定的蒸汽膜。另外，在冷卻管彎曲處留有二二相對(duì)的四個(gè)月牙區(qū)(4)，冷卻器中下部有一個(gè)三角區(qū)(9)，由于月牙區(qū)和三角區(qū)處于中間最大熱負(fù)荷區(qū)域，可以減小膨漲約束力，減輕高溫下變形，并將水汽流阻力系數(shù)由2減小到0.5。六根主冷卻管(3)進(jìn)入一個(gè)上升集管(2)，經(jīng)上升管(1)與爐頂上的汽包形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，，這樣使循環(huán)穩(wěn)定，該冷卻器上還安裝兩塊對(duì)稱的后托板(5)，其下沿與兩根主冷卻管相切，由于采用了兩塊托板，并在托板中部安裝兩根副冷卻管(7)，從而避免后托板變形。
該平爐爐頭汽化冷卻器全部采用汽化冷卻，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(qū)域，這樣焊縫不易開裂，延長(zhǎng)了冷卻器的使用壽命。
本實(shí)用新型與公知的冷卻器相比有以下優(yōu)點(diǎn)該冷卻器由于采用了上述結(jié)構(gòu)，全部焊縫上升后，使焊縫所處環(huán)境溫度由1800℃降至1000℃。它與原冷卻器相比每小時(shí)可節(jié)約工業(yè)水30噸，再者四個(gè)月牙區(qū)和三角區(qū)減輕了膨漲的約束力，提高了冷卻效果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，最大熱負(fù)荷區(qū)域冷卻管外壁的溫度在170-230℃之間，從而延長(zhǎng)冷卻器的使用壽命2-3年，提高了平爐作業(yè)率，且爐頭廢熱還可用于生產(chǎn)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，這也有利于冷卻。
附圖
是本實(shí)用新型汽化冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖。
(1)是上升管、(2)上升集管、(3)主冷卻管、(4)月牙區(qū)、(5)后托板、(6)拉筋板、(7)副冷卻管、(8)下降管、(9)三角區(qū)、(10)下降集管、(11)托板。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的該冷卻器采用六根主冷卻管(3)分立式連通，且三三對(duì)稱配置，該冷卻管與原冷卻管的材質(zhì)相同，均采用無縫鋼管，但管壁減少了1/5，這樣可分以減少熱阻，減小鋼管內(nèi)外壁之溫差。六根冷卻管按平爐爐頂?shù)那拾霃綗犰谐上鄳?yīng)的彎曲半徑，彎曲半徑必須大于管徑的三倍，這樣中間熱流密度最大部位的管子幾乎處于豎直狀態(tài)，由于循環(huán)上升過程中有離心力作用，大大增強(qiáng)了流動(dòng)的擾動(dòng)性，從而避免水汽混合物分層，避免管壁形成穩(wěn)定的蒸汽膜。四個(gè)月牙區(qū)(4)位于冷卻管的彎曲處，三角區(qū)(9)位于冷卻管的中下部，這兩個(gè)區(qū)域有減小膨漲約束力的作用，并將水汽阻力系數(shù)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(qū)域，延長(zhǎng)了冷卻器的使用壽命。后托板(5)采用兩塊對(duì)稱的A3鋼板，厚度為32mm，后托板(5)下沿跟上面兩根主冷卻管相切，托板上邊與側(cè)邊各打若干個(gè)孔用于安裝。冷卻器中下部三角區(qū)(9)和月牙區(qū)(4)以及托板(5)的下半部必須焊以埋設(shè)件，并經(jīng)耐火材料填充后方可安裝。冷卻器下面的兩個(gè)托架(11)用于固定冷卻管，后托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(dāng)軟水注入下降管(8)后流入下降集管(10)，經(jīng)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(jīng)上升管(1)進(jìn)入汽包，形成一個(gè)穩(wěn)定的循環(huán)系統(tǒng)。這種循環(huán)系統(tǒng)的耗水量?jī)H為水冷的1/30，且避免了冷卻器內(nèi)結(jié)垢，還可以自行調(diào)節(jié)冷卻過程，提高冷卻的可靠性。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，節(jié)約工業(yè)用水，利用廢熱生產(chǎn)蒸汽，使用壽命長(zhǎng)，可提高平爐作業(yè)率0.5-19％，冷卻效果顯著。
權(quán)利要求1.一種由主冷卻管、上升管、上升集管、下降管、后托板、副冷卻管及托板組成的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于該冷卻器采用六根主冷卻管，后托板系用兩塊對(duì)稱的鋼板組成，全部焊縫脫離平爐爐頭火焰最高溫度區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于六根主冷卻管(3)采用三三對(duì)稱配置，且按平爐爐頂?shù)那拾霃綗犰谐赏粡澢霃?，與上升集管為分立式連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于六根主冷卻管的彎曲處有二二相對(duì)的四個(gè)月牙區(qū)(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于冷卻器中下部有一個(gè)三角區(qū)(9)。
5.根據(jù)確權(quán)利要求1所述的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于后托板(5)采用兩塊對(duì)稱的鋼板，其下沿與上面兩根冷卻管相切安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾動(dòng)式平爐爐頭汽化冷卻器，其特征在于該冷卻器的全部焊縫脫離平爐爐頭火焰最高溫度區(qū)域。
專利摘要一種涉及平爐爐頭汽化冷卻器，其特點(diǎn)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(duì)的月牙區(qū)，中下部有一三角區(qū)，這兩個(gè)區(qū)域有減小膨脹約束力，減輕高溫下變形的作用。后托板采用兩塊相互對(duì)稱的鋼板，全部焊縫脫離火焰最高溫度區(qū)域。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)夠合理，每小時(shí)可節(jié)約工業(yè)用水30噸，使用壽命長(zhǎng)，可利用廢汽生產(chǎn)蒸汽，提高平爐作業(yè)率0.5-1.0％，冷卻效果顯著。
文檔編號(hào)F27B3/10GK2037836SQ88207600
公開日1989年5月17日 申請(qǐng)日期1988年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月22日
發(fā)明者郭廣文, 譚真, 劉頂文, 李志立 申請(qǐng)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