冶金炉新型水冷结构的制作方法

本实用新型涉及一种冶金炉新型水冷结构，属于工业设备技术领域。

背景技术：

随着冶炼技术的日益发展，为了配合各种苛刻反应条件冶金炉水冷设备也被各企业广为使用。但水冷设备在冶炼过程中也具有许多不足之处，例如其耐腐蚀程度，抗冲刷程度均不及耐火材料；而耐火材料本身也具有着抗热震性能不及水冷件的缺点。冶金炉结构和设备的能力不足导致了不少冶金工艺受限，以铜冶炼为例，在熔炼过程中提高品位可以缩短冶金流程、提高冶炼效率，但同时会放出大量的热量，在高温、高氧势、剧烈冲刷的情况下缩短耐火材料的寿命。

目前根据冶金炉的冶金反应与工艺特点的不同，水冷结构大致分为两类：一类是以水冷件直接接触熔体，通过水冷件挂渣对水冷件进行保护；第二类是双层结构，耐火材料与熔体直接接触，水套通过对耐火材料进行冷却起到保护耐火材料的作用。

第一种水冷结构虽然可以通过挂渣对水冷件进行保护，但其缺点是非常明显的。在实际生产中，水冷件直接与熔体接触会带走大量的热，造成热损失增大，冶金炉保温效果差。同时在熔体上方的水冷设备由于与熔体接触面积小，无法充分挂渣，而该区域高温烟气对水冷件的冲刷是十分严重的，在这种情况下，极易出现水冷件磨损、烧损，最终导致漏水。

第二种水冷形式其结构相对简单，在平直的水冷件外砌筑耐火材料，对耐火材料进行单侧冷却，虽然在使用过程中通过耐火材料对水冷设备进行了保护，然而在生产实践中依然存在许多问题。首先便是耐火材料的损失，在某些高强度冶炼反应下，由于耐火材料自身导热性能差导致耐火材料烧损，水冷件在该过程中无法充分起到对耐火材料的保护作用。其次是相较于水冷件耐火材料挂渣能力差，挂渣过薄无法充分起到保护表面不受熔体侵蚀和冲刷的作用。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种冶金炉新型水冷结构，对耐火材料起到保护作用，进而起到延长炉寿命，提高冶金炉对反应环境的适应能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冶金炉新型水冷结构，包括水冷件、水冷件预埋管、耐火材料、进水管、回水管和冷却塔，水冷件所在冶金炉内外壁上设置耐火材料，水冷件内部预埋水冷件预埋管，进水管连接水冷件预埋管，水冷件预埋管连接回水管，回水管连接冷却塔，冷却塔连接进水管；水冷件炉内方向的外壁设置为若干个凸起形状，相邻凸起中间形成凹槽，耐火材料紧贴水冷件外壁设置并填充在水冷件凹槽中。

优选的，所述凸起的纵截面为梯形，相邻凸起中间的凹槽纵截面为梯形且凹槽出口方向窄，向水冷件方向宽；形成燕尾槽形式，通过这种结构对耐火材料进行固定，该结构不但可以更好的加强耐火材料内衬的稳定性还从三个方向对耐火材料进行冷却，大大的降低了热对耐火材料的损耗；通过调整凸起和凸起中间耐火材料的相对尺寸可以控制水冷件的冷却能力。

优选的，所述耐火材料根据接触熔体类型可采用碱性耐火材料、酸性耐火材料或中性耐火材料。

优选的，所述耐火材料根据不同工况可采用普通砖型或异形砖，通过调整耐火材料的样式以适应不同温度、不同环境、不同要求工况下的要求。

本实用新型的有益效果为：冶金炉新型水冷结构，水冷件与耐火材料燕尾槽结构，充分保护耐火材料，提高耐火材料的寿命，进而延长炉寿命，在保护耐火材料的同时，耐火材料也对水冷件进行了充分保护，通过水冷件与耐火材料的配合可以扬长避短，充分发挥耐火材料对物理冲刷与化学侵蚀的稳定性，并解决了耐火材料大多抗热震性不足的特点，在冶金炉关键部分或整体均可采用该种水冷结构，为高强度冶炼过程提供设备条件；通过合理配置冶金炉新型水冷结构以应对不同冶金条件，可以在冶炼过程中合理控制热损失，减少燃料配入量，提高经济效益，节约能源，为冶金炉的生产可以起到决定性的保障作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的使用示意图。

图中标号：1、凸起，2、耐火材料，3、水冷件预埋管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1-2所示，本实用新型的实施例提供了冶金炉新型水冷结构，包括水冷件、水冷件预埋管3、耐火材料2、进水管、回水管和冷却塔，水冷件所在冶金炉内外壁上设置耐火材料2，水冷件内部预埋水冷件预埋管3，进水管连接水冷件预埋管3，水冷件预埋管3连接回水管，回水管连接冷却塔，冷却塔连接进水管；水冷件炉内方向的外壁设置为若干个凸起1形状，相邻凸起1中间形成凹槽，耐火材料2紧贴水冷件外壁设置并填充在水冷件凹槽中。

进一步的，所述凸起1的纵截面为梯形，相邻凸起1中间的凹槽纵截面为梯形且凹槽出口方向窄，向水冷件方向宽，形成燕尾槽形式，通过这种结构对耐火材料2进行固定，相较于背景技术中常见的第二种水冷形式，该结构不但可以更好的加强耐火材料2内衬的稳定性还从三个方向对耐火材料2进行冷却，大大的降低了热对耐火材料2的损耗；通过调整凸起1和凸起1中间耐火材料2的相对尺寸可以控制水冷件的冷却能力。

进一步的，所述耐火材料2根据接触熔体类型可采用碱性耐火材料、酸性耐火材料或中性耐火材料；根据不同工况可采用普通砖型或异形砖，通过调整耐火材料2的样式以适应不同温度、不同环境、不同要求工况下的要求。

通过水冷件的凸起1和耐火材料2的自膨胀将根据环境选取的耐火材料2进行固定，通过水冷件预埋管3对水冷件的凸起1和耐火材料2进行强制冷却；耐火材料2直接与高温熔体接触，以其抗冲刷、抗侵蚀的特性抵抗高温熔体，水冷件通过特殊燕尾槽形式与耐火材料2紧密相连，燕尾槽形式可以起到固定耐火材料2的作用，更主要的是这种形式可以充分冷却耐火材料2，通过控制水冷件内部循环水流量以保证耐火材料2工作温度处于相对稳定状态；

当熔体温度下降或停炉时，通过减少水冷件循环水以稳定耐火材料2温度；当熔体温度上升，通过提高水冷件循环量以控制耐火材料2工作温度。

在冶金炉关键部分或整体均可采用该种水冷结构。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

技术特征：

1.冶金炉新型水冷结构，包括水冷件、水冷件预埋管（3）、耐火材料（2）、进水管、回水管和冷却塔，水冷件所在冶金炉内外壁上设置耐火材料（2），水冷件内部预埋水冷件预埋管（3），进水管连接水冷件预埋管（3），水冷件预埋管（3）连接回水管，回水管连接冷却塔，冷却塔连接进水管；其特征在于：所述水冷件炉内方向的外壁设置为若干个凸起（1）形状，相邻凸起（1）中间形成凹槽，耐火材料（2）紧贴水冷件外壁设置并填充在水冷件凹槽中。

2.根据权利要求1所述的冶金炉新型水冷结构，其特征在于：所述凸起（1）的纵截面为梯形。

3.根据权利要求1或2所述的冶金炉新型水冷结构，其特征在于：所述相邻凸起（1）中间的凹槽纵截面为梯形且凹槽出口方向窄，向水冷件方向宽。

技术总结
本实用新型公开了冶金炉新型水冷结构，属于工业设备技术领域。本实用新型水冷件所在炉内外壁上设置耐火材料，水冷件内部预埋水冷件预埋管，进水管连接水冷件预埋管，水冷件预埋管连接回水管，回水管连接冷却塔，冷却塔连接进水管；所述水冷件炉内方向的外壁设置为若干圈凸起形状，相邻凸起中间形成凹槽，耐火材料紧贴水冷件外壁设置并充满的填充在水冷件凹槽中。该结构能够起到充分保护耐火材料，提高耐火材料的寿命，进而延长炉寿命，为高强度冶炼过程提供设备条件；在保护耐火材料的同时，耐火材料也对水冷件进行了充分保护，在冶炼过程中合理控制热损失，减少燃料配入量，提高经济效益，节约能源，为冶金炉的生产可以起到决定性的保障作用。

技术研发人员：李田玉;董成海;张云鹏;张健康
受保护的技术使用者：黑龙江紫金铜业有限公司
技术研发日：2019.10.18
技术公布日：2020.06.30