專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高爐冷卻機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種能使高爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水流量分布均勻的變徑管道連接結(jié)構(gòu)，屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在高爐的冷卻水軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)中，冷卻水先經(jīng)過(guò)主管進(jìn)入圍管，再經(jīng)過(guò)圍管進(jìn)入周?chē)闹Ч埽詈蠼?jīng)過(guò)支管直接接入冷卻壁中。因此，冷卻水的流量和溫度決定了冷卻壁的冷卻能力。一般來(lái)說(shuō)，降低冷卻水初始溫度或增加冷卻水的流量可以提高冷卻壁的冷卻能力。然而，由于設(shè)備能力有限，降低冷卻水的初始溫度不易實(shí)現(xiàn)。因此，冷卻壁的冷卻能力主要取決于支管冷卻水的流量。如果支管中的冷卻水流量分布不均，導(dǎo)致支管某處的冷卻水流量偏小，則即使提高冷卻水的總流量亦難以改變?cè)撎幜髁科〉那闆r，影響此處冷卻壁的冷卻能力，使高爐的爐襯易在此處形成不均勻侵蝕?！ひ话銇?lái)說(shuō)，高爐冷卻水系統(tǒng)在主管11與圍管12的連接上，存在一個(gè)或多個(gè)冷卻水入口，入口呈水平進(jìn)入或底部豎直進(jìn)入圍管。目前使用的高爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，主管11與圍管12、圍管12與支管13之間的連接一般為垂直連接，連接處存在90°拐點(diǎn)(參閱圖I)。由于主管入口處的冷卻水流速較大，冷卻水流向在拐點(diǎn)處發(fā)生變化，流體易在主管與圍管連接處形成渦流，導(dǎo)致主管入口附近處圍管內(nèi)的冷卻水流場(chǎng)分布不均，使冷卻水進(jìn)入支管的水量偏小，導(dǎo)致此處冷卻壁的冷卻能力不足，爐缸易在此處形成侵蝕。使用FLUENT流體計(jì)算軟件計(jì)算了現(xiàn)有連接方式中的冷卻水主管、圍管及支管內(nèi)的冷卻水流動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)主管和圍管的連接處確實(shí)存在明顯的渦流，流場(chǎng)分布非常不均勻，導(dǎo)致主管附近的支管的冷卻水流量明顯偏少(參閱圖3)，嚴(yán)重影響該處冷卻壁的冷卻能力，導(dǎo)致高爐爐襯易在此形成侵蝕。因此，高爐冷卻水系統(tǒng)中各管道的垂直連接方式易造成冷卻水流量分布不均勻，使支管的冷卻水流量偏小，嚴(yán)重影響冷卻壁的冷卻能力，容易造成爐缸的異常侵蝕。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種改良設(shè)計(jì)的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其通過(guò)對(duì)高爐冷卻水系統(tǒng)中主管和圍管、圍管和支管之間的連接方式進(jìn)行調(diào)整，從而避免由于冷卻水流場(chǎng)分布不均勻造成的高爐爐缸異常侵蝕。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，包括至少一冷卻水主管、一冷卻水圍管和復(fù)數(shù)冷卻水支管，所述主管與圍管連接處和/或至少是鄰近主管設(shè)置的兩根以上支管與圍管的連接處采用沿主管向圍管延伸的方向或沿支管向圍管延伸的方向管徑增大的變徑連接結(jié)構(gòu)。作為一種優(yōu)選方案，所述主管與圍管連接處的半徑T1與主管的半徑Ttl滿(mǎn)足如下關(guān)
Y
系1 < 7 < I。，且主管變徑處的長(zhǎng)度h滿(mǎn)足如下關(guān)系10_ < h < 5000mm。ro更為優(yōu)選的，所述主管與圍管連接處的半徑A與主管的半徑I*。滿(mǎn)足如下關(guān)系2<i<10。ro尤為優(yōu)選的，所述變徑連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采用喇叭形。作為一種優(yōu)選方案，所述支管與圍管連接處的半徑與支管半徑的比值大于1，但小于10,且支管變徑處的長(zhǎng)度大于IOmm,但小于5000mm。更為優(yōu)選的，所述支管與圍管連接處的半徑與支管半徑的比值大于2，但小于10。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于在不提高冷卻水總流量的前提下 ，通過(guò)改變主管和圍管、圍管和支管之間的連接方式，使每根支管的冷卻水流量均勻分布，顯著提高靠近主管處的支管的冷卻水流量，消除由于管道內(nèi)冷卻水流量不均勻造成的高爐爐缸異常侵蝕。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中冷卻水主管、圍管和支管的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例中冷卻水主管、圍管和支管的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b是圖2a中所示主管與圍管連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為采用現(xiàn)有管道連接方式(a)和采用本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例中的管道連接方式(b)的冷卻水流量分布曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及一優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。參閱圖2a和圖2b，本實(shí)施例中冷卻水總管半徑r(l為306mm，為水平入口。與主管相連接的圍管呈正八邊形，內(nèi)接圓直徑為9000mm，主管與圍管的連接為喇叭形變徑連接，變徑連接處的半徑:T1為1006mm,主管變徑部分長(zhǎng)度h為700mm,與圍管相連接的支管為40根，其半徑為63_，高度為32000_。主管附近的5根支管亦使用喇叭形變徑連接，變徑連接處的半徑為163mm，支管變徑部分長(zhǎng)度為100mm?，F(xiàn)假設(shè)冷卻水主管的流量為3200Nm3/h，壓力為700kPa，每根支管出口壓力均為200kPa，使用FLUENT軟件計(jì)算本實(shí)用新型連接方式中每根支管的冷卻水流量(參閱圖3)。使用傳統(tǒng)的垂直連接方式，靠近主管入口處的支管冷卻水流量明顯偏低，而在相反方向支管的冷卻水流量卻明顯偏高；使用本實(shí)施例提供的變徑連接方式后，各個(gè)支管的冷卻水流量分布均勻，主管入口附近的支管冷卻水流量得到了顯著地增加。現(xiàn)有支管冷卻水流量差最大為4. 9kg/s,而使用本實(shí)施例的連接方式后，支管的冷卻水流量差最大僅為1.9kg/s,降低了 61 %，顯著減少了由于管道的垂直連接方式造成的支管冷卻水流量不均勻現(xiàn)象。盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權(quán)利要求1.一種高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu),包括至少一冷卻水主管、一冷卻水圍管和復(fù)數(shù)冷卻水支管，其特征在于，所述主管與圍管連接處和/或至少是鄰近主管設(shè)置的兩根以上支管與圍管的連接處采用沿主管向圍管延伸的方向或沿支管向圍管延伸的方向管徑增大的變徑連接結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主管與圍管連接處的半徑A與主管的半徑Ttl滿(mǎn)足如下關(guān)系1 < f < 1G，且主管變徑處的長(zhǎng)度h滿(mǎn)足如下rO關(guān)系10mm < h < 5000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主管與圍管連 接處的半徑A與主管的半徑r(l滿(mǎn)足如下關(guān)系2 <丨< 10。
廠(chǎng)0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變徑連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選采用喇叭形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支管與圍管連接處的半徑與支管半徑的比值大于1，但小于10，且支管變徑處的長(zhǎng)度大于10mm，但小于5000mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支管與圍管連接處的半徑與支管半徑的比值大于2，但小于10。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高爐冷卻水管道連接結(jié)構(gòu)，它包括至少一冷卻水主管、一冷卻水圍管和復(fù)數(shù)冷卻水支管，所述主管與圍管連接處和/或至少是鄰近主管設(shè)置的兩根以上支管與圍管的連接處采用沿主管向圍管延伸的方向或沿支管向圍管延伸的方向管徑增大的變徑連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)在管道連接處使用變徑連接方式，在不提高冷卻水總流量的前提下，使每根支管的冷卻水流量均勻分布，顯著提高靠近主管處的支管的冷卻水流量，消除由于管道內(nèi)冷卻水流量不均勻造成的高爐爐缸異常侵蝕。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，且易于加工維護(hù)。
文檔編號(hào)C21B7/10GK202482334SQ20122003162
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月1日
發(fā)明者劉建波, 杜屏, 田口整司, 雷鳴 申請(qǐng)人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司