一种新型炉体冷却模块的制作方法

[0001]
本实用新型涉及高温冶炼熔炼炉的炉体冷却设备，具体涉及一种新型炉体冷却模块。


背景技术：

[0002]
随着现代换热技术的发展，铜材由于其优良的导热性能，被逐步扩展应用在高温冶炼熔炼炉的各种冷却设备中，以加强炉体的防护及延长炉体的使用寿命。如炼铁高炉中的铜冷却板、铜冷却壁等，被广泛应用在高炉高温区域，为高炉长寿起到重要作用。
[0003]
目前的铜冷却板、铜冷却壁主要有埋管铸造结构和铜板钻孔结构。埋管铸造结构（将铜管弯曲成所需形状后，浇注铜水形成将铜管包覆的铜冷却板本体或铜冷却壁本体），其优点是冷却水道布局可根据板坯外形或者冷却的需要自由设置冷却水路，但埋管铸造过程中会存在间隙、夹杂、气孔、疏松等缺陷，影响铜冷却板、铜冷却壁的冷却效果。铜板钻孔结构（在铜板上钻孔，再根据设计需要安装堵头，形成冷却水路），其优点是材质致密，无裂纹、夹渣、气孔等缺陷，导热性能优越，但是制造过程需要经过钻孔、铣槽、焊接等多道工艺，生产工艺复杂，生产难度大，成本较高。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型炉体冷却模块，这种新型炉体冷却模块冷却效果好，冷却水路布局较为自由，且制造成本低。采用的技术方案如下：
[0005]
一种新型炉体冷却模块，其特征在于包括加强结构和至少一个冷却水管，冷却水管由翅片管弯曲而成，冷却水管两端分别设有进出水口，各冷却水管均与加强结构连接。
[0006]
上述新型炉体冷却模块中，翅片管可根据设计需要弯曲形成一定的形状，每个翅片管与其两端的进出水口形成一个冷却水路。加强结构能够使各冷却水管更好地保持形状、位置的稳定，并确保整个新型炉体冷却模块具有较高的整体强度。
[0007]
每个新型炉体冷却模块可以包含一个冷却水管，形成一进一出的冷却水路。每个新型炉体冷却模块也可以包含两个以上的冷却水管，形成多进多出的冷却水路。
[0008]
一种优选方案中，上述加强结构包括一个加固安装板，各冷却水管均固定安装在该加固安装板上。冷却水管可通过焊接或螺栓紧固的方式与加固安装板固定在一起。
[0009]
一种具体方案中，上述冷却水管呈u形，u形冷却水管包括中段、上连接段和下连接段，上连接段一端与中段的上端一体连接，上连接段另一端设有进出水口，下连接段一端与中段的下端一体连接，下连接段另一端设有进出水口；各u形冷却水管的中段处在加固安装板的同一侧，且各u形冷却水管的中段均与加固安装板连接。u形冷却水管的中段与加固安装板焊接，或者通过u形螺栓固定安装在加固安装板上（一个u形冷却水管的中段通常通过至少两个u形螺栓固定安装在加固安装板上，u形冷却水管的中段处在u形螺栓的弯曲部内侧；加固安装板上与每个u形螺栓对应的位置设有两个通孔，u形螺栓两端的外螺纹段分别穿过这两个通孔后安装上螺母，旋紧螺母后u形螺栓的弯曲部将u形冷却水管的中段向加固
安装板的一侧面压紧，两个螺母压紧加固安装板的另一侧面）。上述加固安装板可为平板，也可为弧形板。
[0010]
另一种优选方案中，上述新型炉体冷却模块包括有多个冷却水管，加强结构包括多个横向加强条，每个横向加强条均与各冷却水管连接。通过各横向加强条与各冷却水管之间的连接，将多个冷却水管连接在一起。冷却水管可通过焊接或螺栓紧固的方式与横向加强条连接。此外，各横向加强条之间可通过纵向加强条连接，利用纵向加强条进一步加固。
[0011]
一种具体方案中，上述冷却水管呈u形，u形冷却水管包括中段、上连接段和下连接段，上连接段一端与中段的上端一体连接，上连接段另一端设有进出水口，下连接段一端与中段的下端一体连接，下连接段另一端设有进出水口； u形冷却水管的中段与各横向加强条连接。u形冷却水管的中段与横向加强条之间有一夹角（优选90度夹角）。
[0012]
另一种优选方案中，上述加强结构包括至少一个加固杆件，每个冷却水管对应至少一个加固杆件，冷却水管与对应的加固杆件连接。冷却水管可通过焊接或螺栓紧固的方式与对应的加固杆件固定在一起。此外，各加固杆件之间可通过横向连接杆连接，从而使各冷却水管之间的间距、位置保持稳定。
[0013]
优选方案中，上述新型炉体冷却模块还包括耐火材料包覆体，耐火材料包覆体将冷却水管中段包覆，冷却水管两端的进出水口处在耐火材料包覆体外面。上述耐火材料包覆体可采用耐火砖砌筑而成，砌筑后形成的耐火材料包覆体中具有能够容纳各冷却水管中段的空间。上述耐火材料包覆体也可采用不定型耐火材料（如捣打料、喷涂材料等）经定型制成，并将各冷却水管中段包覆。耐火材料包覆体的形状可根据新型炉体冷却模块安装位置的需要灵活设计，例如耐火材料包覆体可呈长方体形或弧面形状。
[0014]
上述翅片管的管本体可为铜管或者钢管。上述翅片管的翅片的材质可为铜材或者钢材。翅片管的翅片可以与管本体制成一体，也可以焊接在管本体的表面上。
[0015]
上述翅片管中，翅片可以是环状（此时翅片管上沿其长度方向设有多个环状翅片），也可以是螺旋状。
[0016]
上述翅片管中，翅片可以是连续式的（即除两端部外，翅片管中段各部位均设有翅片），也可以是间断式的（即翅片管中段上，有些部位设有翅片，有些部位没有设置翅片，设有翅片的部位与没有设置翅片的部位交替排列）。在翅片为间断式的情况下，通常在翅片管需要弯曲的部位没有设置翅片，以便于弯折作业；而在翅片管其他部位均设置翅片，以确保翅片管具有较强的导热能力。
[0017]
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：（1）用于构成冷却水管的翅片管比表面积大，换热效果好，使得整个新型炉体冷却模块冷却效果好；（2）翅片管可根据需要进行弯曲，冷却水路布局较为自由，能够根据冷却设计需要进行制作；（3）整个新型炉体冷却模块的铜材（或钢材）用量较少，且制作工艺较为简单，使得整个新型炉体冷却模块总体制造成本低。本实用新型的新型炉体冷却模块可应用于炼铁高炉、合金熔融电炉、有色金属熔融炉等高温冶炼熔炼炉，特别是能够适应部分高温熔炼炉炉体结构复杂，不适合采用常规形状的铜冷却板/壁的情况，或者高温熔炼炉局部出现损坏需要更换的情况。
附图说明
[0018]
图1是本实用新型优选实施例1的结构示意图（未包覆耐火材料包覆体时的立体图）；
[0019]
图2是图1的a-a剖面图；
[0020]
图3是本实用新型优选实施例1包覆耐火材料包覆体后的示意图；
[0021]
图4是本实用新型优选实施例2的结构示意图（未包覆耐火材料包覆体时的立体图）；
[0022]
图5是图4的b-b剖面图；
[0023]
图6是本实用新型优选实施例3的结构示意图（未包覆耐火材料包覆体时的立体图）；
[0024]
图7是图6的c-c剖面图；
[0025]
图8是本实用新型优选实施例4的结构示意图（立体图）。
具体实施方式
[0026]
实施例1
[0027]
如图1和图2所示，这种新型炉体冷却模块包括加强结构和多个（如四个）冷却水管1，冷却水管1由翅片管弯曲而成，冷却水管1两端分别设有进出水口2、3，各冷却水管1均与加强结构连接。翅片管可根据设计需要弯曲形成一定的形状，每个翅片管与其两端的进出水口形成一个冷却水路。
[0028]
本实施例中，在新型炉体冷却模块包含四个冷却水管1的情况下，形成四进四出的冷却水路。
[0029]
本实施例中，加强结构包括一个加固安装板4，各冷却水管1均固定安装在该加固安装板4上。冷却水管1通过螺栓紧固的方式与加固安装板4固定在一起。冷却水管1呈u形，u形冷却水管包括中段11、上连接段12和下连接段13，上连接段12一端与中段11的上端一体连接，上连接段12另一端设有进出水口2，下连接段13一端与中段11的下端一体连接，下连接段13另一端设有进出水口3；各u形冷却水管的中段11处在加固安装板4的同一侧，且各u形冷却水管的中段11均与加固安装板4连接。u形冷却水管的中段11呈直线形。u形冷却水管的中段11通过u形螺栓5固定安装在加固安装板4上（一个u形冷却水管的中段11通过三个u形螺栓5固定安装在加固安装板4上，u形冷却水管的中段11处在u形螺栓的弯曲部内侧；加固安装板4上与每个u形螺栓5对应的位置设有两个通孔6，u形螺栓5两端的外螺纹段分别穿过这两个通孔6后安装上螺母7，旋紧螺母7后u形螺栓4的弯曲部将u形冷却水管的中段11向加固安装板4的一侧面压紧，两个螺母7压紧加固安装板4的另一侧面）。
[0030]
本实施例中加固安装板4为平板。加固安装板也可为弧形板。
[0031]
参考图3，本实施例的新型炉体冷却模块还包括耐火材料包覆体8，耐火材料包覆体8将冷却水管中段11和加强结构包覆（耐火材料包覆体8还将上连接段12和下连接段13靠近冷却水管中段11的部分包覆），冷却水管1两端的进出水口2、3处在耐火材料包覆体8外面。耐火材料包覆体8可采用耐火砖砌筑而成，砌筑后形成的耐火材料包覆体中具有能够容纳各冷却水管中段的空间。耐火材料包覆体8也可采用不定型耐火材料（如捣打料、喷涂材料等）经定型制成，并将各冷却水管中段包覆。
[0032]
用于制作冷却水管1的翅片管中，管本体1a可为铜管或者钢管，翅片1b的材质可为铜材或者钢材。翅片管的翅片1b可以与管本体1a制成一体，也可以焊接在管本体1a的表面上。翅片1b可以是环状（此时翅片管上沿其长度方向设有多个环状翅片），也可以是螺旋状。
[0033]
本实施例使用的翅片管中，翅片是连续式的（即除两端部外，翅片管中段各部位均设有翅片）。
[0034]
本实施例的新型炉体冷却模块进行冷却时，各冷却水管1一端的进出水口2通入冷却水，冷却水流经冷却水管1后从另一端的进出水口3流出。炉体内部的热量传递给耐火材料包覆体8，再经冷却水管1表面上的翅片1b传递给冷却水管1，冷却水流经冷却水管1时带走冷却水管1的热量。通过持续通入冷却水，在冷却水管1中形成持续的冷却水流，可实现持续的冷却。
[0035]
实施例2
[0036]
如图4-图5所示，本实施例的结构与实施例1的不同之处在于：本实施例中，冷却水管1通过焊接方式与加固安装板4固定在一起（u形冷却水管的中段11通过焊接材料9与加固安装板4焊接）。
[0037]
本实施例的其余结构与实施例1相同。
[0038]
实施例3
[0039]
如图6-图7所示，本实施例的结构与实施例1的不同之处在于：本实施例中，加强结构包括多个（如三个）横向加强条10，每个横向加强条10均与各冷却水管1连接。通过各横向加强条10与各冷却水管1之间的连接，将多个冷却水管1连接在一起。
[0040]
本实施例中，冷却水管1呈u形，u形冷却水管包括中段11、上连接段12和下连接段13，上连接段12一端与中段11的上端一体连接，上连接段12另一端设有进出水口2，下连接段13一端与中段11的下端一体连接，下连接段13另一端设有进出水口3；u形冷却水管的中段11与各横向加强条10连接。u形冷却水管的中段11通过u形螺栓5固定安装在横向加强条10上（u形冷却水管的中段11处在u形螺栓5的弯曲部内侧；横向加强条10上与每个u形螺栓5对应的位置设有两个通孔6，u形螺栓5两端的外螺纹段分别穿过这两个通孔6后安装上螺母7，旋紧螺母7后u形螺栓5的弯曲部将u形冷却水管的中段11向横向加强条10的一侧面压紧，两个螺母7压紧横向加强条10的另一侧面）。u形冷却水管的中段11与横向加强条10之间有一90度夹角。
[0041]
本实施例的其余结构可参照实施例1设置。
[0042]
其他实施方案中，冷却水管也可以通过焊接方式与横向加强条连接。
[0043]
实施例4
[0044]
如图8所示，本实施例中，冷却水管1的形状与实施例1不同，翅片管弯曲后形成的冷却水管大致呈凸字形，冷却水管1包括中段11、上连接段12和下连接段13，中段11大致呈c形，上连接段12一端与中段11的上端一体连接，上连接段13另一端设有进出水口2，下连接段13一端与中段11的下端一体连接，下连接段13另一端设有进出水口3。加强结构包括一个加固杆件21，c形中段11上相对的两侧边111、112分别与加固杆件21的两端连接（可焊接或通过连接件连接）。
[0045]
其他实施方案中，所采用的翅片管中，翅片也可以是间断式的（即翅片管中段上，有些部位设有翅片，有些部位没有设置翅片，设有翅片的部位与没有设置翅片的部位交替
排列），通常，在翅片管需要弯曲的部位没有设置翅片，而在翅片管其他部位均设置翅片。

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