CN2581457Y

CN2581457Y - 非金属冷却壁

Info

Publication number: CN2581457Y
Application number: CN 02279316
Authority: CN
Inventors: 白纪周; 何汝生; 聂桂秋; 孟瑞杰; 白剑伟; 王培菇
Original assignee: HUAYU REFRACTORY MATERIAL GROUP CO ZHENZHOU
Current assignee: HUAYU REFRACTORY MATERIAL GROUP CO ZHENZHOU
Priority date: 2002-09-21
Filing date: 2002-09-21
Publication date: 2003-10-22
Anticipated expiration: 2012-09-21

Abstract

本实用新型涉及一种高炉用冷却壁，特别是涉及一种非金属材料冷却壁。该冷却壁包括冷却水管，由冷端本体单独构成的冷却壁，或由冷、热端本体组合成的冷却壁，冷端本体单独构成冷却壁时，其热面有水平条形凹槽或凸条，或为光面，在冷、热端本体的结合面有凸凹匹配镶嵌结构。非金属冷却壁成本低，寿命长，资源丰富，是发展方向。

Description

非金属冷却壁

(一)技术领域：本实用新型涉及一种高炉用冷却壁，特别是涉及一种非金属冷却壁。

(二)背景技术：目前作为高炉冷却壁的，有金属冷却壁和非金属冷却壁两种类型。在金属冷却壁中又分为铸铁冷却壁，钢冷却壁和铜冷却壁三种。铸铁冷却壁采用球墨铸铁或其它铸铁做为冷却壁本体的材质，在浇注时，予埋入循环冷却钢质水管，形成冷却水流动通道。铸铁冷却壁的优点是造价较低，但导热性能不好，冷却效果较差，同时钢质水管在浇注时存在渗碳和水管表面熔化现象，钢质水管和铸铁本体间存在高热阻间隙，本体材质金属韧性差等缺陷，在使用中易出现熔蚀、裂纹，寿命较短；钢冷却壁采用铸钢或轧制钢板做为冷却壁本体材质，通过铸入钢水管或在轧制钢板内镗孔方式，在冷却壁本体内形成冷却水流动通道。钢冷却壁材质具有较好韧性，材料熔点较高等优点，导热性能仍然较低，同样存在水管表面浇注时的熔化现象等缺陷；铜冷却壁其综合性能较好，导热性能佳，但价值高昂，许多钢铁企业受经济条件限制，无法采用；CN1259579A公开了一种适用于高炉的单体非金属冷却设备，这种非金属冷却壁的本体材质由刚玉、碳化硅、硅粉以及木质磺酸钙、磷酸二氢铝组合而成，该高炉冷却设备(冷却壁)成本较低，有一定优点，但冷却水管在冷却壁本体中流动路线较短，使冷却效果不太理想，并造成高炉炉壳外的水管连接复杂化，在制造工艺中单体冷却设备基体成型后，要进行氮化烧成，导致成本较大幅度增加，同时基体厚度较大，不易氮化完全，使材料组织、性能存在缺陷。

(三)实用新型内容：本实用新型的目的是，克服背景技术中的不足，延长冷却壁寿命，降低造价、研制出非金属冷却壁。

本实用新型的技术方案是：一种非金属冷却壁，包括冷却水管，由冷端本体单独构成的冷却壁，或由冷、热端本体组合成的冷却壁，冷端本体单独构成冷却壁时，其热面有水平条形凹槽或凸条，或为光面，在冷、热端本体结合面上有凹凸匹配镶嵌结构。

凸凹匹配的镶嵌结构可为冷端本体的热面上，有水平条状矩形凸条或水平条状乳突形凸条，或冷端本体热面上开有水平条状矩形凹槽或水平条状乳突形凹槽，在热端本体的冷面上开有与之匹配的水平条状矩形凹槽或水平条状乳突形凹槽，或热端本体冷面上设有与之匹配的水平条状矩形凸条或水平条状乳突形凸条。

由冷端本体单独构成的冷却壁，或由冷、热端本体组合成冷却壁，都为非金属材料制成，冷端本体的非金属材料由主体料和结合剂料按一定比例配制，主体料由刚玉、碳化硅、氧化锆，石墨，氧化铝微粉，金属硅微粉，金属铝粉按一定比例混配均匀，结合剂料由糊精，磷酸，水按一定比例混配。

冷却水管镶嵌在冷端本体中，水管为蛇形管，外表面有相间弧形凸起，冷端本体外表面伸出有安装固定予埋连接件、座。

冷、热端本体可使用相同材质或不同材质，热端本体可使用一种或多种非碱性耐火材料制成。

热端本体可为整体式通过凹凸匹配结构与冷端本体配合，或为热端本体由一定数量的非碱性耐火材料制品拼装组合而成与冷端本体匹配。本实用新型的有益积极效果：

(1)本实用新型的非金属冷却壁冷端本体的荷重软化温度大于1600℃，比现有高炉冷却壁采用的球墨铸铁、钢、铜的熔点高得多，使冷却壁本体具有良好的高温适应性，提高了非金属冷却壁在高温状态下的抗磨损、抗冲刷能力和抗化学侵蚀能力，延长冷却壁使用寿命。

(2)在非金属本体材质中，使用SiC、C、氧化锆、硅、铝微粉等材质，使得浇注、捣打成型的冷却壁有较好抗渣、铁和碱金属侵蚀能力，提高耐用性。

(3)构成冷却壁冷端本体的非金属材料热膨胀率小，这样冷却水循环水管可直接与炉壳焊接，克服了现有金属冷却壁本体与炉壳之间的不均匀热胀造成水管断裂破坏，简化了避免水管吸收不均匀膨胀与密封的复杂结构，非金属冷却壁材料热膨胀率小，使用过程中不会出现铸铁、钢等金属材料裂纹扩展的现象。

(4)热端本体采用烧成耐火砖具有比浇注、捣打予制块更好的强度、较高的致密性和使用温度，在高炉投产后相当长的一段时间内，较好保护冷端本体，抵抗机械、化学侵蚀。当工作一段时间后，烧成耐火砖被侵蚀殆尽的时候，镶嵌在冷端本体中的残余耐火砖发挥渣皮附着支点的作用，有利于冷端热面生成稳定的“渣皮”保护层，获得延长冷却壁寿命的效果。

(5)热端本体可采用一种或多种材质的耐火制品组合构成，使得本发明能根据不同使用部位的不同工况条件，选择不同材料，达到物尽其用的最佳效果。

(6)非金属冷却壁其综合成本比金属质冷却壁设备投资减少50％以上，非金属材料来源广泛，国内资源丰富具有较好的应用前景。

(四)附图说明

图1和图2为冷、热端本体结合面上互为矩形条状凸凹匹配镶嵌剖视结构示意图之一和之二。

图3和图4为冷、热端本体结合面上互为乳突条状凸凹匹配镶嵌剖视结构示意图之一和之二。

图5为冷端本体单独构成冷却壁，热面有条状矩形凹槽的剖视结构示意图。

图6为图1的A向结构示意图。

(五)具体实施方式：

实施例一、二，参见图1，2，6，图中，1为予埋于冷端本体2中的蛇形冷却循环水管，水管表面有弧形凸起，3为热端本体，每一条状的耐火砖上有一条状矩形凹槽或凸条与冷端本体热面上的条状矩形凸条或凹槽用耐火泥浆镶嵌固定，4为予埋于冷端本体安装匹配座6中的连接固紧件，5为高炉炉壳。

a，冷端本体主体料：其重量配比按下列百分数取料，刚玉60％，碳化硅10％，氧化锆8％，石墨8％，300目氧化铝微粉10％，180目金属硅微粉4％，混合均匀。

b，结合剂按下列重量百分比取料：糊精10％，磷酸50％，水40％，混配均匀。

c，主体料92％，结合剂料8％，将主体料和结合剂料按重量百分比混合均匀，放入冷端本体的模具内，埋入蛇形循环冷却水管和连接固紧件进行浇注或捣打成型，经≤600℃烘干，制成冷却壁的冷端本体。

然后用耐火泥浆与冷端本体材质相同的烧成耐火砖或者其它的非碱性耐火砖镶嵌砌筑在冷端本体热面的匹配对应位置上，形成热端本体。此时完成了由冷、热端本体组合而成的冷却壁。

实施例三、四，参见图3，4，图中，编号和实施例一、二相同，代表意义相同，不重述。有一点不同的是，在冷、热端本体的的结合面上，其凸凹匹配镶嵌结合结构为乳突状的条形突起，或乳突状的条形凹糟。

实施例五，参见图5，图中，编号同实施例一、二，代表意义相同，不重述。本实施例与实施例一、二不同的是：单独由冷端本体构成冷却壁。在冷端本体的热面，可以有条状的矩形凹槽，或为光面。

Claims

1.一种非金属冷却壁，包括冷却水管，由冷端本体单独构成的冷却壁，或由冷、热端本体组合成的冷却壁，其特征是：冷端本体单独构成冷却壁时，其热面有水平条形凹槽或凸条，或为光面，在冷、热端本体结合面上有凹凸匹配镶嵌结构。

2.根据权利要求1所述的冷却壁，其特征是：凸凹匹配的镶嵌结构可为冷端本体的热面上，有水平条状矩形凸条或水平条状乳突形凸条，或冷端本体热面上开有水平条状矩形凹槽或水平条状乳突形凹槽，在热端本体的冷面上开有与之匹配的水平条状矩形凹槽或水平条状乳突形凹槽，或热端本体冷面上设有与之匹配的水平条状矩形凸条或水平条状乳突形凸条。

3.根据权利要求1或2所述的冷却壁，其特征是：由冷端本体单独构成的冷却壁，或由冷、热端本体组合成冷却壁，都为非金属材料制成，冷端本体的非金属材料由主体料和结合剂料按一定比例配制，主体料由刚玉、碳化硅、氧化锆，石墨，氧化铝微粉，金属硅微粉，金属铝粉按一定比例混配均匀，结合剂料由糊精，磷酸，水按一定比例混配。

4.根据权利要求1或2所述的冷却壁，其特征是：冷却水管镶嵌在冷端本体中，水管为蛇形管，外表面有相间弧形凸起，冷端本体外表面伸出有安装固定予埋连接件、座。

5.根据权利要求1或2所述的冷却壁，其特征是：冷、热端本体可使用相同材质或不同材质，热端本体可使用一种或多种非碱性耐火材料制成。

6.根据权利要求1或2所述的冷却壁，其特征是：热端本体可为整体式通过凹凸匹配结构与冷端本体配合，或为热端本体由一定数量的非碱性耐火材料制品拼装组合而成与冷端本体匹配。