CN221055553U - 一种铜钢复合炉壁水套 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种铜钢复合炉壁水套，为模块化的水套，铜钢复合炉壁水套包括热面的铜层和冷面的钢层，热面朝向炉内，冷面背向炉内，钢层为桁架式钢结构，其中，铜钢复合炉壁水套在热膨胀和收缩过程中铜层和钢层之间仍保持紧密结合状态而不会分离。本申请提出了的铜钢复合炉壁水套不仅便于组装形成冶炼炉的炉身，而且不易发生形变，进而避免炉身的炉壁水套之间产生间隙，防止漏渣、跑火、煤气泄漏等问题的发生。

Description

一种铜钢复合炉壁水套

技术领域

本申请涉及冶炼设备技术领域，特别地涉及一种铜钢复合炉壁水套。

背景技术

传统冶炼炉的炉壁水套常用纯铜水套，而纯铜水套和钢框架用螺栓组装后形成的冶炼炉的炉身在运行过程中容易发生形变，而造成冶炼炉的炉身发生变形的主要原因是纯铜水套易于变形，钢框架与纯铜水套的膨胀系数又不同，从而导致累积错位的产生，进而引起水套间隙变大，且该间隙变大靠冶炼炉外部钢结构抱箍只能少量减缓，不能消除。严重时，造成传统冶炼炉发生漏渣、跑火、煤气泄漏等问题，甚至导致进出水铜管割裂，降低炉壁水套的使用寿命。并且，在现有技术中，纯铜水套在进行纯铜埋管时会受到弯管半径的限制，水循环即水路不好达到统一。钻孔水套只能钻直孔，要想产生回路需要封堵实现，因此整个加工过程比较复杂，而且对于需要弧形水路的位置，由于只能钻直水道，导致钻孔水套的水道难以均匀布置，从而对钻孔水套的均匀换热具有一定的影响。且由于纯铜水套和钻孔水套均是是纯铜结构，组装成炉底时只能靠水套钻通孔，用地脚螺栓进行固定，因此，现有技术中的纯铜水套还具有安装难、不容易模块化生产的缺点。

另外，对于纯铜水套，后期发生裂缝等问题时需要通过焊接的方式进行维修，但是因为纯铜焊接要求很高且严格，现场不好操作不利于维护设备，从而造成维护成本较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种铜钢复合炉壁水套，该水套为复合结构，最外层为钢层，不仅便于组装形成冶炼炉的炉身，而且不易发生形变，避免炉身的炉壁水套之间产生间隙，防止漏渣、跑火、煤气泄漏等问题的发生。

本申请实施例提出一种铜钢复合炉壁水套，为模块化的方形水套，所述铜钢复合炉壁水套包括热面的铜层和冷面的钢层，所述热面朝向炉内，所述冷面背向炉内，所述钢层为桁架式钢结构，其中，所述铜钢复合炉壁水套在热膨胀和收缩过程中所述铜层和所述钢层之间仍保持紧密结合状态而不会分离。

可选地，所述铜钢复合炉壁水套的钢层上包括位于周边的钢沿，所述钢沿上开设有通孔，所述通孔用于穿设连接两个相邻铜钢复合炉壁水套的紧固元件。

可选地，所述钢沿设置在所述钢层不同方向的边沿形成第一钢沿、第二钢沿和第三钢沿，所述第一钢沿和所述第三钢沿的成形位置相对，所述第二钢沿和所述第一钢沿以及第三钢沿的成形位置相邻，其中，所述钢沿沿着热面到冷面所指的方向竖立设置。

可选地，所述第一钢沿和所述第三钢沿的长度小于其所在边沿的长度。

可选地，所述桁架式钢结构包括方格形桁架结构和栅格形桁架结构，所述栅格形桁架结构设置在所述钢层的底部，所述底部的边沿不包括钢沿。

可选地，在钢层顶部中间位置的桁架梁上设置有吊耳，所述吊耳为铜钢复合炉壁水套起吊时的受力结构。

可选地，在所述铜层用于接触炉料的内表面上沿着所述铜钢复合炉壁水套的宽度方向开设有挂渣槽，所述挂渣槽的深度小于铜层的厚度。

可选地，所述挂渣槽沿着垂直于内表面方向获得的截面形状为以下多种形状中的任意一种：矩形、燕尾形、V形、W形。

可选地，所述铜钢复合炉壁水套内设置有水道，所述水道设置在所述铜层中，所述水道的进口和出口分别设置在所述钢层的顶部。

可选地，所述水道沿着垂直于其轴向获得的横截面的形状为以下多者中的任意一种：矩形、马蹄形和齿形。

本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套为铜钢复合结构，由于铜钢复合炉壁水套的最外层为钢层，所以铜钢复合炉壁水套安装形成冶炼炉的炉身时通过焊接方式能够连接相邻的铜钢复合炉壁水套，而且由于铜钢复合炉壁水套为复合结构，因此不会产生类似于纯铜水套和钢框架组装后发生的炉身间隙增大的现象，从而能够防止漏渣、跑火、煤气泄漏等问题的发生。另外，由于铜钢复合炉壁水套的最外层为钢层，因此，铜钢复合炉壁水套的最外层产生裂纹时可以通过焊接的方式进行修复，相较于以往的铜焊接，能够减少维护成本。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是本申请实施例的一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图；

图2是图1所示结构的A向视图；

图3是本申请实施例的另一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图；

图4是图3所示结构B向视图；

图5是本申请实施例的铜钢复合炉壁水套的水道的分布形式示意图；

图6是本申请实施例的又一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图；

图7是图6所示结构的C向视图；

图8是本申请实施例的铜钢复合炉壁水套组装形成的冶炼炉的立体结构示意图。

附图标记说明：

100、铜钢复合炉壁水套；101、铜层；102、钢层；103、钢沿；1031、通孔；1032、第一钢沿；1033、第二钢沿；1034、第三钢沿；1035、筋爪；1021、方格形桁架结构；1022、栅格形桁架结构；105、桁架梁；106、吊耳；107、挂渣槽；108、水道的进口；109、水道的出口；110、虚线；1001、第一铜钢复合炉壁水套；1002、第二铜钢复合炉壁水套；112、凸沿；1003、另一个面的铜钢复合炉壁水套；20、炉身。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1是本申请实施例的一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图。图2是图1所示结构的A向视图。结合图1-图2所示，本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套100包括热面的铜层101和冷面的钢层102，其中，热面朝向炉内，冷面背向炉内。钢层102为桁架式钢结构，铜钢复合炉壁水套100在热膨胀和收缩过程中铜层101和钢层102之间仍保持紧密结合状态而不会分离。

本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套100为铜钢复合结构，由于铜钢复合炉壁水套100的最外层为钢层102，所以铜钢复合炉壁水套100安装形成冶炼炉的炉身时能够通过焊接方式实现相邻铜钢复合炉壁水套的连接固定。而且由于铜钢复合炉壁水套100为复合结构，因此不会产生类似于纯铜水套和钢框架组装后发生的炉身间隙增大的现象，从而能够防止漏渣、跑火、煤气泄漏等问题的发生。另外，由于铜钢复合炉壁水套100的最外层为钢层102，因此，铜钢复合炉壁水套100的最外层产生裂纹时可以通过焊接的方式进行修复，相较于以往的铜焊接，能够减少维护成本。

图3是本申请实施例的另一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图，图4是图3所示结构的B向视图。结合图3和图4所示，铜钢复合炉壁水套100的钢层102上包括位于周边的钢沿103，钢沿103上开设有通孔1031，通孔1031用于穿设连接两个相邻铜钢复合炉壁水套100的紧固元件。这样，相邻两个铜钢复合炉壁水套可以通过紧固元件进行紧固连接以组装成冶炼炉的炉身。

在本申请的一些实施例中，可选地，钢沿103设置在钢层102不同方向的边沿形成第一钢沿1032、第二钢沿1033和第三钢沿1034，第一钢沿1032和第三钢沿1034的成形位置相对，第二钢沿1033和第一钢沿1032以及第三钢沿1034的成形位置相邻，其中，钢沿103沿着热面到冷面所指的方向竖立设置。

另外，在本申请的一些实施例中，可选地，第一钢沿1032和第三钢沿1034的长度小于其所在边沿的长度。铜钢复合炉壁水套100的边沿没有设置钢沿的部分用于***炉底的安装限位槽内，铜钢复合炉壁水套100上设置的筋爪1035用于固定***炉底安装限位槽内的铜钢复合炉壁水套100。多个铜钢复合炉壁水套100和炉底安装后形成工业冶炼炉窑，其中，铜钢复合炉壁水套100的冷面对应工业冶炼炉窑安装外壳，铜钢复合炉壁水套100的热面在冶炼池内，初始开炉运行时，为保护铜钢复合炉壁水套100和工业冶炼炉窑开炉稳定，热面会有捣打料或者耐火砖。

继续参见图3所示，铜钢复合炉壁水套的钢层102的桁架式钢结构包括方格形桁架结构1021和栅格形桁架结构1022，栅格形桁架结构1022设置在钢层102的底部，底部的边沿不包括钢沿103。钢层102包括栅格形桁架结构1022的底部将插设在炉底的安装限位槽内，这样将钢层底部的桁架结构设置为栅格形桁架结构能够增强铜钢复合炉壁水套的支撑强度。

另外，铜钢复合炉壁水套100的钢层顶部的中间位置的桁架梁105上设置有吊耳106，吊耳106为铜钢复合炉壁水套100起吊时的受力结构，吊耳的形状不限于单一形式，可以根据现场需求制作。在本申请的一些实施例中，可选地，吊耳106为三角形板状结构，并且吊耳106和中间位置的桁架梁为一体成型结构，强度得到了很大的提升。在利用铜钢复合炉壁水套100组装形成炉身时，利用起吊机连接吊耳106，可以轻易地将铜钢复合炉壁水套100吊到预设的位置。在本申请的一些实施例中，可选地，吊耳106还可以和冶炼炉炉身外的钢结构连接，形成抱箍结构，该抱箍结构能够限制炉身的形变，减少漏渣、跑火、煤气泄漏等问题的发生。

继续参见图1-图2所示，在铜层101用于接触炉料的内表面上沿着铜钢复合炉壁水套100的宽度方向开设有挂渣槽107，挂渣槽107的深度小于铜层101的厚度。挂渣槽107沿着垂直于内表面方向获得的截面形状为以下多种形状中的任意一种：矩形、燕尾形、V形、W形。另外，对于铜钢复合炉壁水套上的挂渣槽的分布形式，还可以是纵向排列式、交叉网格式、W型，鱼鳞式等等。

图5是本申请实施例的铜钢复合炉壁水套的水道的分布形式示意图。结合图1和图5所示，铜钢复合炉壁水套100内设置有水道(图中未示出)，水道设置在铜层101中，水道的进口108和水道的出口109分别设置在钢层102的顶部。其中，水道的回路形状以及分布形式与图5中所示的虚线110的形状以及分布形状相同。在本申请的一些实施例中，可选地，水道沿着垂直于其轴向获得的横截面的形状为以下多者中的任意一种：矩形、马蹄形和齿形。

由此可见，在本申请提出的铜钢复合炉壁水套100中，水道能够形成形状统一的回路，可有效换走骤然增热。另外，根据铜钢复合炉壁水套的形状，还可以通过机械加工的方式形成水道，从而可以确保水道布局合理优化，换热更均匀。

而以往技术中的纯铜埋管会受到弯管半径的限制，水循环即水路不好达到统一。而且以往技术中的钻孔水套只能钻直孔，要想产生回路需要封堵实现，也不好达到统一。且二者是纯铜，组装只能靠水套钻通孔，用地脚螺栓固定。不如铜钢复合水套固定形式方便且多样性。

图6是本申请实施例的又一种铜钢复合炉壁水套的立体结构示意图。图7是图6所示结构的B向视图。图8是本申请实施例的铜钢复合炉壁水套组装形成的冶炼炉的立体结构示意图。为了区分图1所示的铜钢复合炉壁水套和图6所示的铜钢复合炉壁水套，将图1所示的铜钢复合炉壁水套称为第一铜钢复合炉壁水套1001，将图6所示的铜钢复合炉壁水套称为第二铜钢复合炉壁水套1002。第二铜钢复合炉壁水套1002与第一铜钢复合炉壁水套的结构类似，但是不同的地方在与，第二铜钢复合炉壁水套1002的边沿沿着其宽度方向凸设有凸沿112，凸沿112用于第二铜钢复合炉壁水套安装时和另一个面的铜钢复合炉壁水套1003配合，从而实现铜钢复合炉壁水套的错台搭接以形成炉身20。

综上，本申请提出的铜钢复合炉壁水套具有以下多个优点：

1、抗变形能力强。本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套的背面(即冷面)覆盖钢层，多个炉底水套之间可以直接通过焊接钢层的方式进行连接，不仅连接强度能够提高，背面复合钢层还能够提高铜钢复合炉壁水套的抗热、抗震和抗变形能力，减少连接间隙的产生，防止内部水道破裂，提高铜钢复合炉壁水套的使用寿命。

2、后期维护成本降低。本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套一旦出现变形，背面可直接焊接，避免炉内物质外泄，改善现场环境，且相较于纯铜水套的焊接维护，利用钢焊接进行维护的铜钢复合炉壁水套的成本能够得到降低。

3、提高耐磨、耐高温、耐腐蚀的性能。尤其是在本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套的热面(最内层)采用复合不锈钢材料制成的，不仅具有耐磨、耐高温、耐腐蚀的性能，还易于加装功能性结构保护水套。

4、固定形式方便且多样性。利用本申请实施例提出的铜钢复合炉壁水套能够形成模块化的水套，并且，铜钢复合炉壁水套的冷面(最外层)全部为钢面，易于现场安装，便于组装形成的炉身。

5、冷却效果较好。根据实际使用及模拟分析，虽然铜钢复合炉壁水套为铜钢复合结构，但是冷却效果等同于纯铜水套，另外，本申请提出的铜钢复合水套的水道可以加工为弧形水道，水道间距分布均匀，换热也更加均匀。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (10)

1.一种铜钢复合炉壁水套，其特征在于，为模块化的水套，所述铜钢复合炉壁水套包括热面的铜层和冷面的钢层，所述热面朝向炉内，所述冷面背向炉内，所述钢层为桁架式钢结构，其中，所述铜钢复合炉壁水套在热膨胀和收缩过程中所述铜层和所述钢层之间仍保持紧密结合状态而不会分离。

2.根据权利要求1所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述铜钢复合炉壁水套的钢层上包括位于周边的钢沿，所述钢沿上开设有通孔，所述通孔用于穿设连接两个相邻铜钢复合炉壁水套的紧固元件。

3.根据权利要求2所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述钢沿设置在所述钢层不同方向的边沿形成第一钢沿、第二钢沿和第三钢沿，所述第一钢沿和所述第三钢沿的成形位置相对，所述第二钢沿和所述第一钢沿以及第三钢沿的成形位置相邻，其中，所述钢沿沿着热面到冷面所指的方向竖立设置。

4.根据权利要求3所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述第一钢沿和所述第三钢沿的长度小于其所在边沿的长度。

5.根据权利要求2所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述桁架式钢结构包括方格形桁架结构和栅格形桁架结构，所述栅格形桁架结构设置在所述钢层的底部，所述底部的边沿不包括钢沿。

6.根据权利要求5所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，在钢层顶部中间位置的桁架梁上设置有吊耳，所述吊耳为铜钢复合炉壁水套起吊时的受力结构。

7.根据权利要求1所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，在所述铜层用于接触炉料的内表面上沿着所述铜钢复合炉壁水套的宽度方向开设有挂渣槽，所述挂渣槽的深度小于铜层的厚度。

8.根据权利要求7所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述挂渣槽沿着垂直于内表面方向获得的截面形状为以下多种形状中的任意一种：矩形、燕尾形、V形、W形。

9.根据权利要求1所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述铜钢复合炉壁水套内设置有水道，所述水道设置在所述铜层中，所述水道的进口和出口分别设置在所述钢层的顶部。

10.根据权利要求9所述的铜钢复合炉壁水套，其特征在于，所述水道沿着垂直于其轴向获得的横截面的形状为以下多者中的任意一种：矩形、马蹄形和齿形。