專利名稱：沖天爐空氣冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是用于安裝在沖天爐熔化帶以下部位的爐殼上。是冶金熔煉過(guò)程中，為冷卻爐壁而采取的，完全區(qū)別于水冷卻和汽化冷卻的空氣冷卻方法和設(shè)備，其將冷卻爐壁后被預(yù)熱了的空氣又射入爐內(nèi)。
經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)及查閱迄今為止的技術(shù)資料，均沒(méi)有運(yùn)用空氣冷卻爐壁的方法。目前冷卻爐壁的方法是水冷卻和汽化冷卻。均存在如下缺陷。
水冷卻爐壁1、水冷卻爐壁必然生成爐殼水銹，而后熱傳導(dǎo)率急劇下降。當(dāng)水銹達(dá)3mm厚時(shí)，將引起爐殼被燒穿的危險(xiǎn)。若爐殼被燒穿(特別是內(nèi)水冷)，將引起爆炸事故。因長(zhǎng)期的水腐蝕，爐殼安全使用期一般為2年左右；2、水冷卻爐壁需一大筆冷卻水處理設(shè)備的投資和維修費(fèi)用。造成水資源的浪費(fèi)、且設(shè)備占地面積比爐體還大。
汽化冷卻爐壁1、盡管汽化冷卻比水冷卻效率高，水資源浪費(fèi)要小，但其本質(zhì)上仍是水。在爐殼上必須設(shè)有儲(chǔ)水的水套等設(shè)施，必然同樣有水冷卻的所有缺陷，只是損害的程度有所不同；2、汽化冷卻比水冷卻在設(shè)備結(jié)構(gòu)上更復(fù)雜、投資費(fèi)用更高、占地面積更大、事實(shí)上更難推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的是為解決上述存在的缺陷，而采用空氣冷卻爐壁，并將冷卻爐壁后被預(yù)熱了的空氣射入爐內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)方案是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的在沖天爐的熔化帶附近，于原爐殼上焊接蝸形總風(fēng)箱，并依次焊接直筒形風(fēng)箱，錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱，垂直分風(fēng)箱，水平折線式分風(fēng)箱和放風(fēng)尾管。在蝸形總風(fēng)箱和直筒形風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接若干條螺旋散熱片；在直筒形風(fēng)箱和錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接若干條螺旋散熱片；在垂直分風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接若干條垂直散熱片；在水平折線式分風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接若干條水平折線式散熱片；在直筒形風(fēng)箱，錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱，垂直分風(fēng)箱和水平折線式分風(fēng)箱的外部、焊接若干條垂直的放射狀外散熱片。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案還包括在水平折線式分風(fēng)箱的下部相互連通，并與尾管相通；在蝸形總風(fēng)箱和直筒形風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接的螺旋散熱片，其螺旋角為30-50°；在直筒形風(fēng)箱和錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱內(nèi)于爐殼上焊接螺旋散熱片，其螺旋角為15-30°。
當(dāng)氣流進(jìn)入蝸形總風(fēng)箱，并依次進(jìn)入上述各部位后，使?fàn)t壁快速冷卻，被預(yù)熱了的氣流大部分進(jìn)入第二排和第一排的進(jìn)風(fēng)口射入爐內(nèi)，多余的氣流由放風(fēng)尾管放入大氣或收集利用。以完成“沖天爐空氣冷卻裝置”冷卻爐壁和向爐內(nèi)供風(fēng)的任務(wù)。


圖1為“沖天爐空氣冷卻裝置”的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1中蝸形總風(fēng)箱A-A處的剖面圖；圖3為圖1中B-B段K向展開圖；圖4為圖1中C-C處水平折線式分風(fēng)箱的剖視圖。
結(jié)合本實(shí)用新型的附圖作具體說(shuō)明見(jiàn)圖1，在原沖天爐熔化帶附近的爐殼(16)上，焊接蝸形總風(fēng)箱(1)，并依次焊接直筒形風(fēng)箱(4)，錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)，垂直分風(fēng)箱(10)，水平折線式分風(fēng)箱(12)，放風(fēng)尾管(8)，并設(shè)置第二排進(jìn)風(fēng)口(7)與第一排進(jìn)風(fēng)口(15)。
見(jiàn)圖1、圖2，圖3和圖4，在蝸形總風(fēng)箱(1)和直筒形風(fēng)箱(4)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條螺旋角為30-50°的螺旋散熱片(2)；在直筒形風(fēng)箱(4)和錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條螺旋角為15-30°的螺旋散熱片(3)；在垂直分風(fēng)箱(10)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條垂直散熱片(9)；在水平折線式分風(fēng)箱(12)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條水平折線式散熱片(13)；在直筒形風(fēng)箱(4)，錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)，垂直分風(fēng)箱(10)和水平折線式分風(fēng)箱(12)的外部，分別焊接若干條垂直的放射狀外散熱片(5)、(11)和(14)。
見(jiàn)圖1、圖3、和圖4，在水平折線式分風(fēng)箱(12)的下部相互連通并與放風(fēng)尾管(8)相通。
見(jiàn)圖1和圖3，在錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)的底板上和爐殼(16)耐火磚爐壁(17)，之間設(shè)置第二排若干個(gè)進(jìn)風(fēng)口(7)；在水平折線式分風(fēng)箱(12)的下部和爐殼(16)，耐火磚爐壁(17)之間設(shè)置第一排若干個(gè)進(jìn)風(fēng)口(15)。
見(jiàn)圖1、圖2、和圖4，在爐殼(16)內(nèi)砌一圓筒形的耐火磚爐壁(17)。
“沖天爐空氣冷卻裝置”的運(yùn)行機(jī)理和運(yùn)行過(guò)程。
本實(shí)用新型的運(yùn)行機(jī)理為了延長(zhǎng)沖天爐的工作時(shí)間，達(dá)到較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)熔煉。無(wú)論是采取水冷卻或汽化冷卻，都必須通過(guò)爐壁和爐殼，帶走爐內(nèi)總熱量的6％左右，才能達(dá)到較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)熔煉的目的。
本實(shí)用新型以其高效率的空氣散熱方法，在現(xiàn)行匹配的鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓的條件下，同樣完全可以通過(guò)爐壁和爐殼，帶走爐內(nèi)總熱量的6％以上。
實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行已證明第二排風(fēng)口上方的風(fēng)溫僅55℃左右；第一排風(fēng)口上方的溫度僅80℃左右。使沖天爐實(shí)現(xiàn)了較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)熔煉和預(yù)熱供風(fēng)的目的。
本實(shí)用新型在運(yùn)行過(guò)程中，由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流，經(jīng)風(fēng)管進(jìn)入蝸形總風(fēng)箱(1)，由于其蝸形的作用，氣流產(chǎn)生向心力，將氣流均勻地分配給其內(nèi)若干條螺旋散熱片(2)。因該位置爐內(nèi)溫度在1200℃左右，故較大螺旋角(30-50°)的螺旋散熱片(2)，可減小單位距離的散熱面積。氣流經(jīng)直筒形風(fēng)箱(4)內(nèi)的短距離擴(kuò)散后，進(jìn)入若干條螺旋散熱片(3)。因該位置爐內(nèi)溫度在1500℃左右，故較小螺旋角(15-30°)的螺旋散熱片(3)，增大了單位距離的散熱面積。螺旋散熱片(3)的出口在錐塔形風(fēng)箱(6)內(nèi)。氣流在此由于容積突然擴(kuò)大，氣流自然產(chǎn)生離心力，且氣體的體積膨脹，比容猛增，熱量迅速傳導(dǎo)于直筒形風(fēng)箱(14)和錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)的外壁及其外部的若干條垂直的放射狀外散熱片(5)，進(jìn)入大氣。同時(shí)將大部分氣流均勻地分配給第二排若干個(gè)進(jìn)風(fēng)口(7)射入爐內(nèi)。另一部分氣流經(jīng)垂直分風(fēng)箱(10)，進(jìn)入水平折線式分風(fēng)箱(12)，由于其內(nèi)若干條垂直散熱片(9)和若干條水平折線式散熱片(13)，以及其外部的若干條垂直的放射狀的外散熱片(11)和(14)的作用，繼續(xù)冷卻爐殼(16)和爐壁(17)，且將一部分氣流均勻地分配給第一排若干個(gè)進(jìn)風(fēng)口(15)射入爐內(nèi)。多余的氣流帶著部分熱量由放風(fēng)尾管(8)放入大氣或收集利用。
“沖天爐空氣冷卻裝置”的優(yōu)點(diǎn)1、避免了水冷卻和汽化冷卻設(shè)備的大量投資和維修費(fèi)用及水資源的浪費(fèi)和占據(jù)較大的地面；2、避免了爐殼因水銹的腐蝕，大幅度地延長(zhǎng)了爐殼的使用年限。原水冷卻爐殼一般使用安全期為2年左右，而空氣冷卻爐殼可長(zhǎng)達(dá)15年以上，并可節(jié)省大量設(shè)備投資和免除維修費(fèi)用，且無(wú)占地之忌；3、避免了生產(chǎn)中因漏水引起的爆炸事故；4、預(yù)熱了的空氣又射入爐內(nèi)，減少了焦炭的消耗，提高了鐵水溫度。
權(quán)利要求1.沖天爐空氣冷卻裝置，其特征是在沖天爐的熔化帶附近，于原爐殼(16)上焊接蝸形總風(fēng)箱(1)、并依次焊接直筒形風(fēng)箱(4)、錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)、垂直分風(fēng)箱(10)、水平折線式分風(fēng)箱(12)和放風(fēng)尾管(8)，在蝸形總風(fēng)箱(1)和直筒形風(fēng)箱(4)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條螺旋散熱片(2)，在直筒形風(fēng)箱(4)和錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條螺旋散熱片(3)，在垂直分風(fēng)箱(10)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條垂直散熱片(9)，在水平折線式分風(fēng)箱(12)內(nèi)于爐殼(16)上焊接若干條水平折線式散熱片(13)，在直筒形風(fēng)箱(4)、錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱(6)、垂直分風(fēng)箱(10)和水平折線式分風(fēng)箱(12)的外部焊接若干條垂直的放射狀外散熱片(5)、(11)和(14)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 沖天爐空氣冷卻裝置，其特征是螺旋散熱片(2)，其螺旋角為30-50°，螺旋散熱片(3)，其螺旋角為15-30°。
專利摘要本實(shí)用新型“沖天爐空氣冷卻裝置”安裝在沖天爐熔化帶以下部位的爐殼上。集多種空氣散熱方法于一爐,使空氣冷卻爐殼與預(yù)熱供風(fēng)為一體。它是由蝸形總風(fēng)箱,直筒形風(fēng)箱,錐塔形擴(kuò)散風(fēng)箱,垂直分風(fēng)箱,水平折線式分風(fēng)箱及螺旋散熱片,垂直散熱片,水平折線式散熱片,垂直的放射狀外散熱片和放風(fēng)尾管等組成。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了水冷卻和汽化冷卻設(shè)備的大筆投資和維修費(fèi)用;避免了水資源的浪費(fèi)和設(shè)備占地之大忌;避免了爐殼因水銹的腐蝕,發(fā)生漏水引起爆炸的事故;數(shù)倍地延長(zhǎng)了爐殼的使用年限,并將冷風(fēng)預(yù)熱后射入爐內(nèi)。達(dá)到了節(jié)約、增效、降耗、保安全,提高鐵水溫度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F27D1/12GK2363259SQ9825105
公開日2000年2月9日 申請(qǐng)日期1998年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月21日
發(fā)明者陳朝云 申請(qǐng)人:秦皇島開發(fā)區(qū)春光鑄造機(jī)械制造廠, 陳朝云