一種連續(xù)可調式水氣霧化轉爐爐殼上段冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)可調式水氣霧化轉爐爐殼上段冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]鋼鐵是人類不可替代的原材料，是國家生存和發(fā)展的物質保障，是衡量一個國家綜合國力和工業(yè)水平的重要指標。其中，在煉鋼過程中，轉爐爐殼會存在由于溫度高于爐殼金屬的蠕變溫度而發(fā)生蠕變變形，從而影響轉爐壽命，降低煉鋼質量，甚至影響安全生產過程。
[0003]引起爐殼溫度過高而發(fā)生蠕變變形的主要原因有:1.爐襯使用導熱系數(shù)比較大的鎂碳磚，使得煉鋼過程中爐殼溫度大大升高；2.出鋼出渣時，受到鋼水罐和渣罐反射回來的大量的輻射熱及高溫煙氣的沖刷等帶來的附加熱；3.托圈和爐殼擋板的屏蔽作用導致其難以散熱。在爐殼整個結構中，爐殼上段受熱影響最大，需要采取措施進行冷卻，以延長爐殼的使用壽命。
[0004]目前用于爐殼上段冷卻的方式主要有循環(huán)水冷卻，間斷汽霧冷卻。
[0005]循環(huán)水冷卻是冷卻水通過與爐殼成一體的水管，以傳導和對流的形式使冷卻水的溫度升高從而冷卻爐殼，如中國專利申請?zhí)?00910025105.1介紹了一種“轉爐爐帽水冷裝置”，這中冷卻裝置的水要在較高壓力下，在爐殼內循環(huán)后從耳軸回到冷卻系統(tǒng)，冷卻水管內的水溫不能過高(一般控制在60°C左右)，太高可能因局部過熱產生蒸汽，使密閉冷卻管泄漏或爆炸，致使大量冷卻水外流產生安全隱患。爐殼冷卻部分各點溫度不均，產生熱應力，縮短爐襯壽命，故循環(huán)水冷存在著冷卻效率差，冷卻強度差，爐殼冷卻不均勻，而且需要大量循環(huán)水和大面積熱水冷卻裝置，運行成本高等問題。
[0006]間斷汽霧冷卻裝置是在爐殼冷卻的部位設置精密的霧化噴嘴，通過壓縮空氣將水霧化，將汽霧噴射到爐殼表面，使霧化的汽霧與爐殼充分接觸，使之全部氣化吸熱，從而達到降低爐殼溫度，使爐殼溫度控制在一定范圍之內的目的。爐殼上設有溫度傳感器，控制噴嘴開閉，在爐殼和托圈上設置熱電偶來監(jiān)控它們的溫度，并由溫度信息和轉爐傾動角度來控制冷卻系統(tǒng)的運行。英國Davy公司和英鋼聯(lián)開發(fā)的H1-Vap冷卻系統(tǒng)就是利用這樣的原理。據(jù)報道，實施H1-Vap系統(tǒng)改造后，可大大降低爐殼的溫度，所以間斷汽霧冷卻裝置具有冷卻效率高、冷卻強度大的特點。但這種冷卻方式控制系統(tǒng)復雜，造價高，熱電偶及信號傳輸系統(tǒng)故障多，安裝、維護困難。同時由于間斷汽霧冷卻裝置的冷卻形式為間歇冷卻，使得爐殼溫度反復變化，交變的溫度場產生交變應力導致爐殼、爐襯產生疲勞破壞，不利于爐殼的長時間使用，且有因漏水而發(fā)生爆炸的安全隱患。
[0007]由于轉爐煉鋼過程的復雜性和環(huán)境的惡劣性使得目前在轉爐冷卻中絕大部分采用循環(huán)水冷的形式，間斷汽霧冷卻雖然理論上精密，但實際運用過程中往往因傳感器失效而導致過度冷卻或者不冷卻，甚至發(fā)生事故，而且傳感器在安裝過程中復雜，工作量大，所以間斷汽霧冷卻方式并不被許多鋼廠采用。

【發(fā)明內容】

[0008]為了克服現(xiàn)有的循環(huán)水冷卻以及間斷汽霧冷卻的缺點，本發(fā)明提供了一種新型冷卻裝置，該裝置不僅運行成本低，耗能少，而且冷卻效率高，安全可靠，安裝、維護簡便，同時，由于本裝置冷卻方式為連續(xù)性冷卻，不會對爐殼產生交變循環(huán)熱應力，噴射到爐殼的氣霧吸熱后蒸發(fā)，不會在爐殼表面產生較大的溫度梯度，從而大大改善了爐殼的工作環(huán)境，使爐殼的壽命得到極大的延伸，而且耗水量為循環(huán)水冷卻的50%，極大的節(jié)約了水資源。
[0009]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0010]一種連續(xù)可調式水氣霧化轉爐爐殼上段冷卻裝置，包括爐殼2、水氣混合室19、進氣管18和進水管11，至少三根噴管等間距按圓周方向分布在轉爐爐殼2上部，噴管上分布著長形噴嘴20，每根噴管連接兩根水氣混合體輸送管6，所述進氣管18和進水管11分別連通至水氣混合室19進行水氣混合，所述水氣混合室19連通至每根水氣混合體輸送管道6。
[0011]進一步地，所述長形噴嘴20開口成錐形，長形噴嘴20的開口方向與轉爐爐殼2面成α角，α角在30° —75°之間。
[0012]進一步地，所述水氣混合體輸送管道6連接到水氣混合室19的一端通過固定端9固定，所述爐殼2上設有長耳軸7，所述長耳軸7中心設有長耳軸孔8，所述長耳軸孔8端部設有活動端10，所述水氣混合體輸送管道6通過活動端連接至噴管。
[0013]進一步地，所述活動端10與固定端9通過軟管連接。
[0014]進一步地，所述進氣管18上設有氣閥，所述進水管11上依次設有過濾器13、計量栗14、壓力閥15、閥門16和單向閥17最終連接至水氣混合室19。
[0015]進一步地，所述噴管至少包括分別處于爐殼上部外壁的上層、中層和下層的第一噴管1、第二噴管3和第三噴管4，所述第一噴管I上的長形噴嘴20開口向下，所述第二噴管3、第三噴管4上的長形噴嘴20開口交替向上和向下。
[0016]進一步地，所述進氣管18末端處于水氣混合室19內部為密封端面，該密封端面設有若干均勻布置的出水孔22。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:與傳統(tǒng)的循環(huán)水冷比較，水經過霧化后能夠完全吸熱氣化，冷卻效率高，所需的水資源少，且氣體帶動下水能夠很容易的被輸送到噴管，所需的能耗低，經計算，本冷卻系統(tǒng)供水量僅為循環(huán)水冷卻的4.6 %，耗水量為循環(huán)水冷卻的50 %，動力需求僅為循環(huán)水冷的10.3%，同時，由于克服了循環(huán)水冷水管內的水溫度不能高于60°C的缺點，噴管與爐殼的溫度梯度較小，不會產生過大的熱應力，同時本冷卻裝置冷卻均勻，使得爐殼壽命大大提高；與間斷汽霧冷卻裝置相比較，本裝置不需要安裝精密的傳感器和熱電偶等電子元件，安裝維護簡單，方便，成本低，同時本裝置采用開環(huán)控制，減少了間斷汽霧冷卻閉環(huán)控制因電子元件失效而帶來的事故，在轉爐冷卻上更加安全、可靠，同時冷卻過程連續(xù)進行，避免了循環(huán)熱應力對轉爐爐殼的影響。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明的爐體管道分布主視圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的爐體管道分布左視圖；
[0021]圖3是圖2中A-A面示意圖；
[0022]圖4是圖2中B-B面示意圖；
[0023]圖5是圖4中C-C面示意圖；
[0024]圖6是噴嘴安裝的示意圖；
[0025]圖7是銑刀銑噴嘴的示意圖；
[0026]圖8是嗔嘴的開口不意圖；
[0027]圖9是水氣混合體輸送管道分布圖；
[0028]圖10是水氣混合室的結構示意圖；
[0029]圖11是水氣混合體輸送管道和噴管的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]如圖1?2所示一種連續(xù)可調式水氣霧化轉爐爐殼上段冷卻裝置，包括爐殼2、水氣混合室19、進氣管18和進水管11，至少三根噴管等間距按圓周方向分布在轉爐爐殼2上部，噴管上分布著長形噴嘴20，每根噴管連接兩根水氣混合體輸送管6 ;所述進氣管18和進水管11分別連通至水氣混合室19進行水氣混合，所述水氣混合室19連通至每根水氣混合體輸送管道6，所述長形噴嘴20開口成錐形，長形噴嘴20的開口方向與轉爐爐殼2面成α角，α角在30° —75°之間。
[0032]第一噴管1、第二噴管3和第三噴管4等間距按圓周方向分布在轉爐爐殼2上段，噴管上分布著長形噴嘴20，噴嘴20數(shù)目及位置根據(jù)轉爐爐殼溫度分布情況確定。多根根水氣混合體輸送管道穿過長耳軸7上的耳軸孔8、托圈5后沿爐殼母線向上布置，然