倾动式平炉炉头汽化冷却器制造技术

一种涉及平炉炉头汽化冷却器，其特点是将原有的横列式冷却管改为六根分立式冷却管，冷却管的弯曲处有二二相对的月牙区，中下部有一三角区，这两个区域有减小膨胀约束力，减轻高温下变形的作用。后托板采用两块相互对称的钢板，全部焊缝脱离火焰最高温度区域。本实用新型专利技术结构够合理，每小时可节约工业用水３０吨，使用寿命长，可利用废汽生产蒸汽，提高平炉作业率０．５－１．０％，冷却效果显著。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶金炉汽化冷却装置。炉头冷却器是确保平炉正常生产的重要部件之一。公知的炉头冷却器分别是水汽化两用冷却器和工业水冷却器。工业水汽化两用冷却器是采用三根无缝管并列成拱形，上面一根管为汽化冷却，拱顶立一排气管，与炉上汽包形成一循环系统，下面两根管为工业净化水冷却；工业水冷却器是由四根钢管并列成拱形。由于工业水有时压力不足，易结水垢，焊缝由于处于高温火焰区也易开裂，还会出现鼓包、裂纹、变形等现象，特别是处于高温火焰区域中的焊缝极易损坏，致使这种冷却器使用寿命很短，而且耗水多，平炉炉头的大量废热无法利用。本技术的目的是，克服公知平炉炉头冷却器的缺点，获得一个使用寿命长，节约工业用水，利用废热生产蒸汽，提高平炉作业率的平炉炉头汽化冷却器。本技术主要是由主冷却管(3)、上升管(1)、上升集管(2)、下降管(8)、后托板(5)、副冷却管(7)和托架(11)所组成。本技术的主要技术特征在于这种冷却器采用六根主冷却管(3)，且三三对称配置，该冷却管按平炉炉顶的曲率半径热煨成相应的弯曲半径，与上升集管(2)为分立式连通，中间热流密度最大部位的管子几乎处于竖直状态，这样局部沸腾产生的蒸汽就不易停留在管壁上，又由于循环上升过程中有离心力作用，大大增强了流动的扰动性，从而避免了汽水混合物的分层，避免管壁形成稳定的蒸汽膜。另外，在冷却管弯曲处留有二二相对的四个月牙区(4)，冷却器中下部有一个三角区(9)，由于月牙区和三角区处于中间最大热负荷区域，可以减小膨涨约束力，减轻高温下变形，并将水汽流阻力系数由2减小到0.5。六根主冷却管(3)进入一个上升集管(2)，经上升管(1)与炉顶上的汽包形成一个循环系统，，这样使循环稳定，该冷却器上还安装两块对称的后托板(5)，其下沿与两根主冷却管相切，由于采用了两块托板，并在托板中部安装两根副冷却管(7)，从而避免后托板变形。该平炉炉头汽化冷却器全部采用汽化冷却，使用软水作冷却剂。另外，该冷却器的全部焊缝比原冷却器上升900-1200mm，脱离了火焰最高温度区域，这样焊缝不易开裂，延长了冷却器的使用寿命。本技术与公知的冷却器相比有以下优点该冷却器由于采用了上述结构，全部焊缝上升后，使焊缝所处环境温度由1800℃降至1000℃。它与原冷却器相比每小时可节约工业水30吨，再者四个月牙区和三角区减轻了膨涨的约束力，提高了冷却效果。经现场测定，最大热负荷区域冷却管外壁的温度在170-230℃之间，从而延长冷却器的使用寿命2-3年，提高了平炉作业率，且炉头废热还可用于生产蒸汽。该冷却器的冷却面积与原冷却器的相比都增加了许多，这也有利于冷却。附图是本技术汽化冷却器的结构示意图。(1)是上升管、(2)上升集管、(3)主冷却管、(4)月牙区、(5)后托板、(6)拉筋板、(7)副冷却管、(8)下降管、(9)三角区、(10)下降集管、(11)托板。本技术是这样实现的该冷却器采用六根主冷却管(3)分立式连通，且三三对称配置，该冷却管与原冷却管的材质相同，均采用无缝钢管，但管壁减少了1/5，这样可分以减少热阻，减小钢管内外壁之温差。六根冷却管按平炉炉顶的曲率半径热煨成相应的弯曲半径，弯曲半径必须大于管径的三倍，这样中间热流密度最大部位的管子几乎处于竖直状态，由于循环上升过程中有离心力作用，大大增强了流动的扰动性，从而避免水汽混合物分层，避免管壁形成稳定的蒸汽膜。四个月牙区(4)位于冷却管的弯曲处，三角区(9)位于冷却管的中下部，这两个区域有减小膨涨约束力的作用，并将水汽阻力系数由2减小到0.5。该冷却器的全部焊缝上升了900-1200mm，脱离了火焰最高温度区域，延长了冷却器的使用寿命。后托板(5)采用两块对称的A3钢板，厚度为32mm，后托板(5)下沿跟上面两根主冷却管相切，托板上边与侧边各打若干个孔用于安装。冷却器中下部三角区(9)和月牙区(4)以及托板(5)的下半部必须焊以埋设件，并经耐火材料填充后方可安装。冷却器下面的两个托架(11)用于固定冷却管，后托板中部配有副冷却管(7)，副冷却管与主冷却管用拉筋(6)连接施焊。六根主冷却管和两根副冷却管与上升集管(2)连通，当软水注入下降管(8)后流入下降集管(10)，经主副冷却管吸热形成水汽混合物，水汽混合物通过上升集管(2)、再经上升管(1)进入汽包，形成一个稳定的循环系统。这种循环系统的耗水量仅为水冷的1/30，且避免了冷却器内结垢，还可以自行调节冷却过程，提高冷却的可靠性。本技术结构合理，节约工业用水，利用废热生产蒸汽，使用寿命长，可提高平炉作业率0.5-19％，冷却效果显著。权利要求1.一种由主冷却管、上升管、上升集管、下降管、后托板、副冷却管及托板组成的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于该冷却器采用六根主冷却管，后托板系用两块对称的钢板组成，全部焊缝脱离平炉炉头火焰最高温度区域。2.根据权利要求1所述的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于六根主冷却管(3)采用三三对称配置，且按平炉炉顶的曲率半径热煨成同一弯曲半径，与上升集管为分立式连通。3.根据权利要求1所述的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于六根主冷却管的弯曲处有二二相对的四个月牙区(4)。4.根据权利要求1所述的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于冷却器中下部有一个三角区(9)。5.根据确权利要求1所述的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于后托板(5)采用两块对称的钢板，其下沿与上面两根冷却管相切安装。6.根据权利要求1所述的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于该冷却器的全部焊缝脱离平炉炉头火焰最高温度区域。专利摘要一种涉及平炉炉头汽化冷却器，其特点是将原有的横列式冷却管改为六根分立式冷却管，冷却管的弯曲处有二二相对的月牙区，中下部有一三角区，这两个区域有减小膨胀约束力，减轻高温下变形的作用。后托板采用两块相互对称的钢板，全部焊缝脱离火焰最高温度区域。本技术结构够合理，每小时可节约工业用水30吨，使用寿命长，可利用废汽生产蒸汽，提高平炉作业率0.5-1.0％，冷却效果显著。文档编号F27B3/10GK2037836SQ88207600公开日1989年5月17日 申请日期1988年6月22日 优先权日1988年6月22日专利技术者郭广文, 谭真, 刘顶文, 李志立 申请人:鞍山钢铁公司, 鞍山钢铁公司钢铁研究所, 鞍山钢铁公司第一炼钢厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由主冷却管、上升管、上升集管、下降管、后托板、副冷却管及托板组成的倾动式平炉炉头汽化冷却器，其特征在于该冷却器采用六根主冷却管，后托板系用两块对称的钢板组成，全部焊缝脱离平炉炉头火焰最高温度区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭广文，谭真，刘顶久，李志立，
申请(专利权)人：鞍山钢铁公司，鞍山钢铁公司钢铁研究所，鞍山钢铁公司第一炼钢厂，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]