专利名称：水冷活动烟罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及水冷活动烟罩。
背景技术：
为了收集炼钢产生的烟气，通常在转炉上方装有固定烟罩和设置在固定烟罩和转 炉之间的活动烟罩。烟气经过活动烟罩和固定烟罩后进入冷却烟道或废热锅炉以利用废 热，然后进入净化冷却系统。活动烟罩的设置主要用来最大化收集从炉口喷出的炉气及其 燃烧产物，也就是将这些炉气及其燃烧产物最大限度地引导到固定烟罩中。具体地，活动烟 罩可自由升降，从而根据转炉在操作时的实际位置调整活动烟罩的升降，以尽可能减小活 动烟罩和固定烟罩之间的缝隙大小，从而尽可能避免烟气外泄。转炉活动烟罩一般为水冷烟罩，水冷烟罩一般由多个水冷管(低碳钢管)卷制成 的圆环状管层叠焊接密封，以形成圆筒状，其中每个水冷管通过进水联箱(进水管)和出水 联箱(出水管)通有冷却水。转炉炼钢产生的烟气的温度高达1100 1400°C，含有CO、 C02、N2、S等气体及高温渣、铁粒、石灰等大量粉尘。由于受到多种固体粉尘冲刷及气体产生 的高温腐蚀，活动烟罩处于恶劣的工作环境，因而水冷管的管壁受腐蚀、磨损而明显减薄。 另外，由于转炉间隙吹炼，水冷管的管壁忽冷忽热受温度变化的作用，长期以来在管壁上产 生大量竹节状的热疲劳裂纹，加之溅起的液态渣与铁水的高温冲击，活动烟罩易产生麻点 甚至穿孔漏水。因此，转炉烟罩的使用寿命很短，只有1年左右，而且在寿命期内事故率很 高，经常检修。
发明内容
本发明的发明人采用激光测厚仪对生产中使用的活动烟罩进行测厚，发现活动烟 罩中被腐蚀、侵蚀、冲刷最薄弱环节位于活动烟罩的顶部。例如，由外径为55mm、厚度为5mm 的20锅钢制成水冷管，并用24层这种水冷管焊接形成活动烟罩，使用半年后，测量结果显 示活动烟罩的从上至下的第1至第12层水冷管的管壁变薄。其中第1至第6层水冷管的 管壁变薄最为严重，最薄处只有l_2mm左右并出现穿孔、裂纹等缺陷。为解决上述技术问题，本发明提供一种水冷活动烟罩，其中，该水冷活动烟罩包括 上部烟罩和下部烟罩，所述上部烟罩和所述下部烟罩各自包括多个叠合在一起的环形水冷 管、一进水管和一出水管，每个所述环形水冷管通过一进水支管与进水管连通并通过一出 水支管与出水管连通，上部烟罩的多个环形水冷管与下部烟罩的多个环形水冷管一起形成 为上下开口的直筒形或锥筒形结构。通过本发明的上述技术方案，将水冷活动烟罩分为上部烟罩和下部烟罩，当使用 一段时间后，上部烟罩的磨损较为严重，短期内维护时只需更换上部烟罩即可。因此，本发 明的水冷活动烟罩能够减轻维护的工作量，节约维护时间，提高了转炉的作用效率。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1是说明本发明的活动烟罩的结构的立体示意图；图2是说明图1的活动烟罩的顶部视图；图3是说明本发明的活动烟罩的水冷管的结构示意图。附图标记说明la:水冷管lb:进水支管Ic 出水支管2a 上部烟罩的进水管2b 下部烟罩的进水管3a 上部烟罩的出水管3b 下部烟罩的出水管4:法兰5:密封蒸汽总管6:密封蒸汽支管
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明的水冷活动烟罩包括上部烟罩和下部烟罩，所述上部烟罩和所述下部烟罩 各自包括多个叠合在一起的环形水冷管la、一进水管和一出水管，每个所述环形水冷管Ia 通过一进水支管Ib与进水管连通并通过一出水支管Ic与出水管连通，上部烟罩的多个环 形水冷管Ia与下部烟罩的多个环形水冷管Ia—起形成为上下开口的直筒形或锥筒形结 构。为了便于说明，将上部烟罩的进水管和出水管用附图标记2a和3a表示，下部烟罩 的进水管和出水管用附图标记2b和3b表示。优选地，环形水冷管Ia可以与进水支管Ib和出水支管Ic 一体形成。如图3所示， 进水支管Ib和出水支管Ic从水冷管Ia伸出。为了便于布置，可以使进水支管Ib和出水 支管Ic相反地设置。另外，为了便于与进水管2a、2b以及出水管3a、3b连接，可以使层叠 的多个进水支管Ib均设置在一侧并将进水管2a、2b设置在该侧(例如图2中的左侧)，多 个出水支管Ic均设置在另一侧并将出水管3a、3b设置在该侧(例如图2中的右侧)。在所述上部烟罩和所述下部烟罩的每个中，多个水冷管Ia层叠密封设置，例如可 以层叠地密封焊接在一起，从而使上部烟罩和下部烟罩各自形成大致为筒体形状。下部烟 罩设置在上部烟罩下方，从而使本发明的水冷活动烟罩整体也大致形成为筒体形状(直筒 形状或锥筒形状)。使用一段时间后，如果上部烟罩因腐蚀、冲刷而磨损严重，只需要更换新 的上部烟罩即可快速地恢复正常生产。换言之，只需要用新的上部烟罩代替磨损的上部烟 罩并设置在下部烟罩的上方即可完成更换操作。上部烟罩和下部烟罩可以通过各自的进水管和出水管向各自的水冷管Ia提供和 排放冷却水。在这种情况下，需要分别为上部烟罩和下部烟罩设置供水管路和排水管路等。 在本发明的一种优选实施方式中，所述上部烟罩的进水管2a和所述下部烟罩的进水管2b 密封连接并相互连通，所述上部烟罩的出水管3a和所述下部烟罩的出水管3b密封连接并 相互连通。通过这种布置，可以通过共用的供水管路向上部烟罩的进水管2a或所述下部烟 罩的进水管2b提供冷却水，并通过所述上部烟罩的出水管3a或所述下部烟罩的出水管3b向共用的排水管路排放使用后的冷却水。例如，可以使上部烟罩的进水管2a连接于共用的 供水管路，并使下部烟罩的出水管3b连接于共用的排水管路。但是，本领域技术人员也可 以采用其它连接方式实现冷却水的供给和排放。另外，可以对接安装所述上部烟罩的进水管2a和所述下部烟罩的进水管2b以及 对接安装所述上部烟罩的出水管3a和所述下部烟罩的出水管3b，从而将上部烟罩更加稳 固地设置在下部烟罩的上方。优选地，可以使所述上部烟罩的进水管2a和所述下部烟罩的 进水管2b可拆卸地连接，所述上部烟罩的出水管3a和所述下部烟罩的出水管3b可拆卸地 连接。从而在更换上部烟罩时能够便于拆卸和安装。在本发明的一种具体实施方式
中，如 图1和图2所示，所述上部烟罩的进支管2a和所述下部烟罩的进水管2b通过法兰4和螺 纹件连接，所述上部烟罩的出水管3a和所述下部烟罩的出水管3b通过法兰4和螺纹件连 接。本领域技术人员也可以采用其它方式实现上述可拆卸地安装。另外，也可以使所述上 部烟罩的进支管2a和所述下部烟罩的进水管2b通过焊接连接，拆除上部烟罩时只要将焊 接处切开即可，同样地，所述上部烟罩的出水管3a和所述下部烟罩的出水管3b也可以通过 焊接连接。上部烟罩和下部烟罩可以根据需要而具有数量相同或不同的水冷管la。虽然根 据本发明的发明人的研究，例如在24个层叠的水冷管Ia中，只有上部的6层水冷管Ia因 磨损严重而需要定期更换，但为了确保靠近本发明的水冷活动烟罩的顶部的各个水冷管Ia 具有足够的强度，并且为了对维护操作提供方便的操作空间，优选地，所述上部烟罩和所述 下部烟罩各自具有相同数量的所述水冷管la。换言之，通过在维护时更换一半的水冷管Ia 来确保所述水冷活动烟罩的安全性。其中，水冷管Ia的数量可以根据水冷管Ia的材料和 尺寸选择。水冷管Ia可以使用具有适当耐磨性和适当强度的钢管制成。例如，当使用外径 为55mm、厚度为5mm的20锅钢制成水冷管Ia时，上部烟罩和下部烟罩可以各自具有12个 层叠设置的水冷管la。本发明中，只要将上部烟罩稳固地设置在下部烟罩上方即可，也可以通过上述密 封连接并连通进水管2a和2b，以及密封连接并连通出水管3a和3b来加强稳固效果，但上 部烟罩底部的水冷管Ia只需放置在下部烟罩顶部的水冷管Ia上即可。优选地，所述上部 烟罩底部的水冷管Ia和所述下部烟罩顶部的水冷管Ia基本密封地贴合在一起。优选地，如图1和图2所示，所述环形水冷管Ia为圆环形，从而整个水冷活动烟罩 形成为圆筒或圆锥筒形状，以适于与转炉炉口的形状匹配，便于密封配合。沿所述水冷活动烟罩的高度方向，所述水冷管Ia的环形尺寸从上向下逐渐增大。 通过这种布置，可以使整个水冷活动烟罩形成为锥筒形状，从而便于在导向烟气时将烟气 集中，以方便收集并使收集的烟气容易导向到设置在水冷活动烟罩上方的固定烟罩中。当水冷管Ia的环状尺寸从上向下逐渐增大时，从上向下地，从水冷管Ia上伸出的 进水支管Ib和出水支管Ic的位置会沿径向向外偏移。因此，为了与进水管和出水管连通， 从上向下地，需要增大进水支管Ib和出水支管Ic的长度。为尽可能少地增大进水支管Ib和出水支管Ic的长度，或者在环形水冷管Ia的尺 寸相同而形成直筒形水冷活动烟罩时保持稳定的重心，在图1和图2所示的优选实施方式 中，所述进水管2a、2b和所述出水管3a、3b的轴线与所述直筒形或锥筒形结构的外表面基 本平行。当所述水冷活动烟罩为锥筒形状时，通过使所述进水管2a、2b和所述出水管3a、3b的轴线与锥筒形结构的外表面基本平行，位于上方的水冷管Ia的尺寸较小，但进水支管Ib 和出水支管Ic的长度较大；位于下方的水冷管Ia的尺寸较大，但进水支管Ib和出水支管 Ic的长度较小。从而能够使整个水冷活动烟道具有更加稳定的结构。另外，为了密封所述水冷活动烟罩和固定烟罩之间的间隙，所述水冷活动烟罩还 包括环形供气管5，该环形供气管5设置在所述上部烟罩的顶部，该环形供气管5具有进气 口和多个支管6，每个所述支管6的一端连通于所述环形供气管5，另一端朝向所述水冷活 动烟罩的内部开放，多个所述支管6沿所述环形供气管5的周向间隔设置。使用时，可以通过相应的供气管路对环形供气管5的进气口提供一定流量(例如 3. 1-3. 5吨/小时)和压力(例如0. 5-0. 6MPa)的气体，该气体通过支管6的另一端喷射， 使得水冷活动烟罩内的烟气朝向中心集中，从而防止烟气向外散开并从水冷活动烟罩和固 定烟罩之间的间隙泄漏。为了能够通过气体实现良好的密封效果，支管6喷射的气体应能够覆盖环形供气 管5的环状的内缘。为此，应选择适当数量和尺寸的支管6并使其以适当的间隔设置。例 如，当环形供气管5为圆环形，且该圆环形的内缘直径为3700-3800mm时，可以沿该内缘等 角度间隔地设置185-200个支管6。另外，可以根据需要选择适当尺寸的环形供气管5，以在提供足够的气体的同时保 持足够的强度，从而能够支撑支管6。为了进一步防止烟气泄漏，需要尽可能保证密封蒸汽装置与上部烟罩的紧密贴 合，因此，所述环形供气管5的的形状与所述上部烟罩的顶部开口的形状相匹配。需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，可以通过任 何合适的方式进行任意组合，其同样落入本发明所公开的范围之内。另外，本发明的各种不 同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本 发明所公开的内容。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将供水管路和排水管路分别连 接于上部烟罩的进水管2a和出水管3a，或者将供水管路和排水管路分别连接于下部烟罩 的进水管2b和出水管3b。
权利要求
一种水冷活动烟罩，其特征在于，该水冷活动烟罩包括上部烟罩和下部烟罩，所述上部烟罩和所述下部烟罩各自包括多个叠合在一起的环形水冷管(1a)、一进水管(2a，2b)和一出水管(3a，3b)，每个所述环形水冷管(1a)通过一进水支管(1b)与进水管(2a，2b)连通并通过一出水支管(1c)与出水管(3a，3b)连通，上部烟罩的多个环形水冷管(1a)与下部烟罩的多个环形水冷管(1a)一起形成为上下开口的直筒形或锥筒形结构。
2.根据权利要求1所述的水冷活动烟罩，其中，所述上部烟罩的进水管(2a)和所述下 部烟罩的进水管(2b)密封连接并相互连通，所述上部烟罩的出水管(3a)和所述下部烟罩 的出水管(3b)密封连接并相互连通。
3.根据权利要求2所述的水冷活动烟罩，其中，所述上部烟罩的进水管(2a)和所述下 部烟罩的进水管(2b)可拆卸地连接，所述上部烟罩的出水管(3a)和所述下部烟罩的出水 管(3b)可拆卸地连接。
4.根据权利要求3所述的水冷活动烟罩，其中，所述上部烟罩的进水管(2a)和所述下 部烟罩的进水管(2b)通过法兰(4)和螺纹件连接，所述上部烟罩的出水管(3a)和所述下 部烟罩的出水管(3b)通过法兰(4)和螺纹件连接。
5.根据权利要求1所述的水冷活动烟罩，其中，所述上部烟罩和所述下部烟罩各自具 有相同数量的所述环形水冷管(la)。
6.根据权利要求1所述的水冷活动烟罩，其中，在所述上部烟罩和所述下部烟罩的每 个中，多个所述环形水冷管(Ia)层叠地焊接在一起。
7.根据权利要求1所述的水冷活动烟罩，其中，所述上部烟罩底部的环形水冷管(Ia) 与所述下部烟罩顶部的环形水冷管(Ia)基本密封地贴合在一起。
8.根据权利要求1种任意一项所述的水冷活动烟罩，其中，所述环形水冷管(Ia)为圆 环形。
9.根据权利要求1所述的水冷活动烟罩，其中，所述进水管(2a，2b)和所述出水管 (3a, 3b)的轴线与所述直筒形或锥筒形结构的外表面基本平行。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的水冷活动烟罩，其中，所述水冷活动烟罩还包 括环形供气管(5)，该环形供气管(5)设置在所述上部烟罩的顶部，该环形供气管(5)具有 进气口和多个支管(6)，每个所述支管(6)的一端连通于所述环形供气管(5)，另一端朝向 所述水冷活动烟罩的内部开放，多个所述支管(6)沿所述环形供气管(5)的周向间隔设置。
11.根据权利要求10所述的水冷活动烟罩，其中，所述环形供气管(5)的形状与所述上 部烟罩的顶部开口的形状相匹配。
全文摘要
本发明提供一种水冷活动烟罩，其中，该水冷活动烟罩包括上部烟罩和下部烟罩，所述上部烟罩和所述下部烟罩各自包括多个叠合在一起的环形水冷管、一进水管和一出水管，每个所述环形水冷管通过一进水支管与进水管连通并通过一出水支管与出水管连通，上部烟罩的多个环形水冷管与下部烟罩的多个环形水冷管一起形成为上下开口的直筒形或锥筒形结构。通过本发明的上述技术方案，将水冷活动烟罩分为上部烟罩和下部烟罩，当使用一段时间后，上部烟罩的磨损较为严重，短期内维护时只需更换上部烟罩即可。因此，本发明的水冷活动烟罩能够减轻维护的工作量，节约维护时间，提高了转炉的作用效率。
文档编号C21C5/46GK101935736SQ20101027140
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者尹连刚, 曾建华, 李桂军, 李青春, 杨森祥, 梁新腾, 陈均, 陈永 申请人:攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司;攀钢集团研究院有限公司;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司;攀钢集团攀枝花钢钒有限公司