一种软水高炉冷却壁用冷却水管连接网 【技术领域】
本发明涉及一种用于软水高炉各层冷却壁之间的冷却水管连接网。
背景技术
冷却壁是冶金高炉最常用的冷却元件，它对高炉的高产、优质、低耗及长寿具有极其重要的意义。如何实现高冶炼强度下的冷却壁长寿是炼铁界的一个重大课题。近年来，随着高炉技术的进步，许多冶金高炉采用了软水密闭循环冷却系统，这些软水高炉的冷却壁通常分成十多层，每层有数十块冷却壁，每块冷却壁通常有4根冷却水管(个别部位的是7根，如风口、铁口区域)。目前国内外软水高炉的冷却水管都是从高炉底部的某一部位进水，沿各层冷却壁的水管进入同一部位的高炉上部。传统软水高炉冷却壁连接炉壳外的水管是交错向不同方向倾斜的，相邻两层冷却壁通常是上下两层每层冷却壁的四根水管始终相互对应，比如上层冷却壁的第1根冷却水管就和下层冷却壁的第1根冷却水管连接。从底层冷却壁到高炉最上一层冷却壁，某一冷却水管基本上处在高炉同一周向位置上，某一风口上方的冷却水管到达最上层冷却壁时始终是在该风口的上方。这种冷却壁冷却水管的连接结构因从下至上的整个冷却水管基本处于同一垂直方向，因而在该区域从风口至上的整根水管都将承受高热负荷的影响而容易损坏，不利于高炉炉型的稳定。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种在高强度冶炼条件下能延长高炉冷却壁使用寿命、保持炉型稳定、降低能源消耗、确保高炉优质高产的软水高炉冷却壁用冷却水管连接网，亦可称软水高炉冷却壁用冷却水管连接方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明所述的一种软水高炉冷却壁用冷却水管连接网不改变原软水高炉整体结构或形状，软水高炉的冷却壁仍分为炉身冷却壁、炉腰冷却壁、炉腹冷却壁和风口带冷却壁，其中炉身冷却壁仍然分多层，每层有数十块冷却壁。相邻两层炉身冷却壁间有数量大于1的第一炉外冷却水管相连，炉身冷却壁同炉腰冷却壁之间有数量大于1的第二炉外冷却水管相连，炉腰冷却壁同炉腹冷却壁之间有数量大于1的第三炉外冷却水管相连，炉腹冷却壁同风口带冷却壁之间有数量大于1的第四炉外冷却水管相连，第一炉外冷却水管、第二炉外冷却水管、第三炉外冷却水管和第四炉外冷却水管均向同一方向倾斜或偏离，倾斜或偏离时它们之间可以彼此平行，也可彼此不平行。从软水高炉的下部走向炉身上部的其数量大于1的炉内冷却水管沿软水高炉炉壳以旋梯式结构形式上升到软水高炉最上一层冷却壁。
采用如上技术方案提供的一种软水高炉冷却壁用冷却水管连接网，技术效果在于：
①能够抑制因高炉局部气流发展给冷却设备带来的危害。在高炉某一个或某几个风口方向局部气流发展的情况下，通常是该区域从下至上的煤气流都会比较强，煤气温度相对于比其它区域高。本发明所述的软水高炉的冷却水管呈旋梯式上升，在某一区域承受高热负荷的冷却水管在上升到达上方其它段位的冷却壁时已离开高热负荷区。也就是说，高炉某一区域局部发展的气流在软水高炉不同的段位上几乎将由高炉圆周方向布置的许多水管来共同承担，从而避免了整根水管处于局部发展气流中的可能，这对避免冷却壁上冷却水管的烧损是非常有利的。
②有利于保持高炉炉型的稳定。采用这种冷却壁用冷却水管连接网的炼铁高炉，在高热负荷区的高热负荷由多根来自低温部位的冷却水管来共同承担，从而能有效地提高高热负荷区的冷却能力，促进高热负荷区域渣皮的形成；而高热负荷区域的冷却水管在承受较高的热负荷后，水温较高，在冷却水管进入到低热负荷区域时其冷却换热能力相应降低，从而促进煤气流对软水高炉低热负荷区域的冲刷，这又非常有利于避免或减弱因炉内气流异常所带来地炉墙结厚结瘤等情况的发生，从而整体有利于高炉炉型的稳定。
③有利于降低高炉冷却系统的运行费用与能耗。采用这种冷却壁用冷却水管连接网的高炉，由于高热负荷区的热负荷可由多根冷却水管来共同承担，大大减轻了每根水管的热负荷，有利于高炉冷却系统降低冷却水量，从而降低水站水泵的电耗与运行费用。
【附图说明】
附图为本发明所述的一种软水高炉冷却壁用冷却水管连接网的结构示意图，亦为本发明的摘要附图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
如附图所示，在软水高炉炉壁上从下至上安装有风口带冷却壁8、炉腹冷却壁7、炉腰冷却壁6和炉身冷却壁5，它们与现有技术相同。各层冷却壁均由数十块冷却壁构成，每块冷却壁有数量大于1(一般为大于等于4)的炉外冷却水管相连，即相邻两层炉身冷却壁5之间有数量大于1的第一炉外冷却水管1相连，炉身冷却壁5同炉腰冷却壁6之间有数量大于1的第二炉外冷却水管2相连，炉腰冷却壁6同炉腹冷却壁7之间有数量大于1的第三炉外冷却水管3相连，炉腹冷却壁7同风口带冷却壁8之间有数量大于1的第四炉外冷却水管相连。第一炉外冷却水管1、第二炉外冷却水管2、第三炉外冷却水管3、第四炉外冷却水管4均向同一方向倾斜或偏高，并且它们的数量相等。相邻两层冷却壁(如炉身冷却壁5与炉腰冷却壁6或者炉腰冷却壁6与炉腹冷却壁7......)在软水高炉炉壳外的炉外冷却水管(如第一炉外冷却水管1和第二炉外冷却水管2或者第二炉外冷却水管2和第三炉外冷却水管3......)的上方水管(如第一炉外冷却水管1)偏离了下方水管(如第二炉外冷却水管2)至少一根以上甚至多根炉外冷却水管的位置，且各层冷却壁间的炉外冷却水管偏离或倾斜方向相同。从软水高炉的下部走向炉身上部的其数量大于1的炉内冷却水管10沿软水高炉炉壳以旋梯式结构上升到软水高炉最上一层冷却壁，即炉内冷却水管10从炉外先连通第四炉外冷却水管4(以实线表示)后从炉腹冷却壁7内旋梯式连接第三炉外冷却水管3(以虚线表示)，第三炉外冷却水管3从炉腰冷却壁6内旋梯式连接第二炉外冷却水管2(以虚线表示)，第二炉外冷却水管2从炉身冷却壁5内旋梯式连接第一炉外冷却水管1(以虚线表示)，第一炉外冷却水管1再从上部的炉身冷却壁内旋梯式上升到软水高炉最上一层冷却壁。由图可知：各炉内冷却水管10在连通第四炉外冷却水管4后不是在软水高炉的同一部位垂直上升，而是沿软水高炉炉壳以旋梯式结构上升，即至少从风口带冷却壁8以上各层冷却壁的炉外冷却水管不是从高炉的同一周向位置垂直上升，而是不断偏离其最初的连接部位，每上升一层冷却壁即偏离一根炉外冷却水管或多根炉外冷却水管的位置，至软水高炉最上一层冷却壁时，在某一风口9上方的一根冷却水管(比如1#风口正上方)已偏离数个风口的位置，到达另一风口的正上方(比如3#风口甚至4#风口上方)。
为了图面清晰，在附图上只表示出了六根炉内冷却水管10，炉内冷却水管10的数量等于第一炉外冷却水管1的数量或第二炉外冷却水管2的数量或第三炉外冷却水管3的数量或第四炉外冷却水管4的数量。
这种软水高炉冷却壁用冷却水管连接网在某钢铁公司的1#高炉进行了应用，并取得了较好的效果。该公司1#高炉有效容积488m3，高炉冷却壁采用软水密闭循环冷却，高炉冷却壁全部为铸铁冷却壁。该软水高炉投产后期间经历了较长时间的炉况失常，也经历了高炉利用系数长时间内超过4.0t/m3·d的高强度冶炼，其冷却水量从投产初期的1900m3/h降至了1400m3/h左右，但投产至今六年尚未损坏一根冷却壁水管，且高炉内型相当完整，创造了国内外软水高炉少有记录。而在高炉炉腹、炉腰及炉身下部采用了三层铜冷却壁的该钢铁公司6#高炉(2200m3)，采用的是传统的冷却壁间冷却水连管结构，却在投产不到3年铸铁冷却壁冷却水管就陆续开始破损，至今已损坏冷却壁冷却水管40多根，对高炉生产也构成了很大的威胁。国内其它采用传统冷却壁连管结构的软水高炉，都在投产不到一年后即开始出现冷却壁冷却水管的破损。