本实用新型涉及炼铁高炉的炉体冷却设备，具体涉及一种组合型热面强化铜冷却壁。
背景技术：
在现有高炉中，铜冷却壁由于其优良的导热性，被广泛应用在高炉的炉身下部、炉腰和炉腹等炉况条件比较恶劣的区域，以加强炉体的防护并延长炉体的使用寿命，为高炉长寿起到重要作用。虽然铜冷却壁作为一种先进的高炉炉体冷却设备，代表着高炉长寿的发展方向已是行业的共识，也在国内外高炉中得到大规模的应用。
但由于铜材质较软，耐磨性能较差，当高炉炉况波动激烈时，高温区易出现渣皮频繁脱落，渣皮脱落时会对铜冷却壁的热面造成冲刷磨损，虽然铜冷却壁可以依靠自身优良的导热能力在短时间内重新挂渣以保护铜冷却壁和高炉炉体，但有些高炉由于设计和使用的问题，高炉炉况波动激烈时，会导致铜冷却壁热面的渣皮频繁脱落和重建，使得铜冷却壁本体热面反复受到高温炉气流及炉料的冲刷磨损，直至损坏，无法达到铜冷却壁的设计寿命。针对此问题，目前比较理想的优化方案是在铜冷却壁的热面凹槽内安装耐磨钢砖（如申请人专利号为cn202020768163.5的在先专利“铜钢包夹强化复合冷却壁”，其热面条形凹槽中固定安装有钢砖），通过钢砖更好地进行挂渣并提高耐磨性能，并由钢砖与铜冷却壁的接触部位快速进行导热，同时钢砖也起到分割和支撑渣皮的作用，减小渣皮脱落时对高炉炉体的影响，进而保护铜冷却壁，有效延长高炉的使用寿命。但目前钢砖通常为整体一体制成的结构，并且需要预先镶嵌在铜冷却壁的热面凹槽内里面，因此当钢砖在使用一定时间后，钢砖出现局部损坏需要更换时，只能将整块铜冷却壁从高炉炉体上拆卸下来后才能对钢砖进行更换，其维修更换的工期较长，影响高炉生产效率。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种组合型热面强化铜冷却壁，这种组合型热面强化铜冷却壁无需拆卸整块铜冷却壁就能对钢砖进行更换，节约维护时间和成本，减少停炉时间。
为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种组合型热面强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体的热面上设有至少一个热面条形凹槽，其中至少一个热面条形凹槽中固定安装有钢砖，其特征在于：所述钢砖为组合式钢砖，组合式钢砖包括下部钢砖和上部钢砖，下部钢砖固定安装在热面条形凹槽中，上部钢砖可拆卸安装在下部钢砖上。
上述铜冷却壁本体朝向高炉炉腔的一面为热面，背向高炉炉腔的一面为冷面。上述上下方向是根据铜冷却壁本体的热面与冷面位置而定，热面方向为上，冷面方向为下。
上述组合型热面强化铜冷却壁中，安装钢砖时，先将下部钢砖与热面条形凹槽相配合，再将上部钢砖与下部钢砖组合从而构成完整的钢砖，随后将铜冷却壁本体安装在炉体上。采用下部钢砖直接与热面条形凹槽连接，上部钢砖再与下部钢砖可拆卸连接的方式，下部钢砖与上部钢砖层之间连接的部位能够露出在外，不会被遮挡，因此，在使用一段时间后，能够在停炉后在炉内对出现损坏的上部钢砖进行拆卸并更换新的上部钢砖，无需将铜冷却壁本体整块拆下更换，节约维护时间和成本，减少停炉时间。可根据不同高炉、不同使用区域中上部钢砖的实际破损情况，可以进行针对性的优化设计，比如采用不同结构或者不同材料性能的组合式钢砖。通常，下部钢砖的厚度较小，上部钢砖的厚度较大，尽量避免下部钢砖在使用时受磨损，从而尽可能避免对下部钢砖进行更换。
通常，上述上部钢砖可拆卸安装在下部钢砖的上表面上。
一种优选方案中，所述下部钢砖和上部钢砖之间通过榫卯连接，下部钢砖的上表面上设有榫或卯，上部钢砖的下表面上设有相应的卯或榫。榫可以采用槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿带榫、扎榫等，卯可以根据榫的形状采用相匹配的结构。
进一步的优选方案中，所述组合式钢砖还包括销钉，组合式钢砖上设有与销钉相对应的销钉孔，销钉孔穿过所述榫卯连接的部位，销钉处在销钉孔中。当下部钢砖的上表面与上部钢砖的下表面采用榫卯连接的方式连接时（即榫采用槽口榫、企口榫、穿带榫等结构时），可以通过销钉穿过榫卯连接部位的方式，对下部钢砖和上部钢砖之间的连接进行加固，避免脱落。
另一种优选方案中，所述组合式钢砖还包括锁紧螺栓，所述下部钢砖的上表面设有与锁紧螺栓相对应的螺孔，上部钢砖上设有与螺孔位置相对应的通孔，锁紧螺栓穿过通孔并与螺孔螺纹连接，锁紧螺栓的头部与下部钢砖共同将上部钢砖夹紧。上部钢砖通过锁紧螺栓锁紧在下部钢砖上。
优选方案中，所述组合式钢砖还包括抓钉，抓钉固定安装在上部钢砖的上表面上。抓钉可以采用y型抓钉，y型抓钉的杆部可以通过螺纹或者焊接的方式固定在上部钢砖的上表面上。在上部钢砖的上表面设置抓钉，在炉体工作时，抓钉可以将渣皮勾住，进一步提高挂渣的效果，并使渣皮将上部钢砖覆盖，对上部钢砖起到保护的作用，有利于延长铜冷却壁的使用寿命。
上述上部钢砖可由一个或多个上部钢砖单元组成。上部钢砖单元的数量可以根据需要进行设置。在上部钢砖由多个上部钢砖单元组成的情况下，各个上部钢砖单元自下至上排列，处于最下层的上部钢砖单元可拆卸安装在下部钢砖上，上一层上部钢砖单元可拆卸安装在相邻的下一层上部钢砖单元上（可通过榫卯连接方式或锁紧螺栓将上一层上部钢砖单元固定在相邻的下一层上部钢砖单元上）。
优选方案中，所述铜冷却壁本体的热面上设有多个热面条形凹槽，各个热面条形凹槽上均安装有多个组合式钢砖。
优选方案中，所述铜冷却壁本体中设有多条冷却通道，这多条冷却通道均为直线形冷却通道，冷却通道的两端分别连接有进出水管，进出水管固定安装在铜冷却壁本体的冷面上。通常，各条冷却通道互不连通。一个冷却通道和两端的进出水管组成一个冷却水路，这样，冷却壁具有并排的多组冷却水路。工作时，冷却流体从一端的进出水管进入到冷却通道内，冷却流体流经冷却通道后从另一端的进出水管流出，能够有效带走铜冷却壁本体上的热量。上述冷却通道可以相互平行，也可以不相互平行（例如相邻两个冷却通道之间成一夹角）,冷却通道可采用钻孔或其他机械加工在铜冷却壁本体上去除材料的方式得到（钻孔后其端部用端部堵头进行焊接封堵，并在冷面上相应的位置加工用于与进出水管连接的通孔）。冷却通道的截面可为圆孔、扁孔、椭圆孔或复合孔。上述复合孔是由两个以上相互连通的圆孔组成（通常，复合孔中各圆孔相互平行），复合孔中相邻两圆孔所在的圆相交，相邻两圆孔的圆心距小于两圆孔的半径之和。上述冷却通道可以为左右走向，也可以为前后走向，也可以斜向设置。
上述铜冷却壁本体可以是直板，也可以是弧形板，相应的，铜冷却壁本体的热面是平面或弧面。
上述铜冷却壁本体的材料可以是纯铜或铜合金。铜冷却壁本体通常采用锻压或轧制等热变形加工的铜板制成。
上述热面条形凹槽可以是燕尾槽（横截面呈梯形，且槽口宽度小于槽底宽度）或方槽（横截面呈矩形），也可以是横截面为其他形状的条形凹槽，优选燕尾槽，下部钢砖的下表面可以设置与热面条形凹槽相对应的凸块。下部钢砖可以通过耐火材料镶嵌、焊接、螺栓紧固等方式与热面条形凹槽连接。
本实用新型的有益效果在于：这种组合型热面强化铜冷却壁无需拆卸整块铜冷却壁就能对钢砖进行更换，节约维护时间和成本，减少停炉时间。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中组合型热面强化铜冷却壁的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1中组合式钢砖的侧视剖面图；
图3为本实用新型实施例2中组合式钢砖的侧视剖面图；
图4为本实用新型实施例3中组合式钢砖的侧视剖面图；
图5为本实用新型实施例4中组合式钢砖的侧视剖面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步描述：
实施例1
如图1-2所示的一种组合型热面强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体1，铜冷却壁本体1的热面上设有多个热面条形凹槽2，各个热面条形凹槽2中均固定安装有组合式钢砖3，组合式钢砖3包括下部钢砖301、上部钢砖302和抓钉303，下部钢砖301固定安装在热面条形凹槽2中，上部钢砖302可拆卸安装在下部钢砖301的上表面上，抓钉303固定安装在上部钢砖302的上表面上。
上述铜冷却壁本体1朝向高炉炉腔的一面为热面，背向高炉炉腔的一面为冷面。上述上下方向是根据铜冷却壁本体1的热面与冷面位置而定，热面方向为上，冷面方向为下。
上述组合型热面强化铜冷却壁中，安装钢砖时，先将下部钢砖301与热面条形凹槽2相配合，再将上部钢砖302与下部钢砖301组合从而构成完整的钢砖，随后将铜冷却壁本体1安装在炉体上。采用下部钢砖301直接与热面条形凹槽2连接，上部钢砖302再与下部钢砖301可拆卸连接的方式，下部钢砖301与上部钢砖302层之间连接的部位能够露出在外，不会被遮挡，因此，在使用一段时间后，能够在停炉后在炉内对出现损坏的上部钢砖302进行拆卸并更换新的上部钢砖302，无需将铜冷却壁本体1整块拆下更换，节约维护时间和成本，减少停炉时间。可根据不同高炉、不同使用区域中上部钢砖302的实际破损情况，可以进行针对性的优化设计，比如采用不同结构或者不同材料性能的组合式钢砖3。通常，下部钢砖301的厚度较小，上部钢砖302的厚度较大，尽量避免下部钢砖301在使用时受磨损，从而尽可能避免对下部钢砖301进行更换。
下部钢砖301和上部钢砖302之间通过榫卯连接，下部钢砖301的上表面上设有卯3011，上部钢砖302的下表面上设有相应的榫3021。榫3021采用燕尾榫，卯3011根据榫的形状采用相匹配的结构。
抓钉303采用y型抓钉，y型抓钉的杆部可以通过螺纹或者焊接的方式固定在上部钢砖302的上表面上。在上部钢砖302的上表面设置抓钉303，在炉体工作时，抓钉303可以将渣皮勾住，进一步提高挂渣的效果，并使渣皮将上部钢砖302覆盖，对上部钢砖302起到保护的作用，有利于延长铜冷却壁的使用寿命。
铜冷却壁本体1中设有多条冷却通道，这多条冷却通道均为直线形冷却通道，冷却通道的两端分别连接有进出水管4，进出水管4固定安装在铜冷却壁本体1的冷面上。通常，各条冷却通道互不连通。一个冷却通道和两端的进出水管4组成一个冷却水路，这样，冷却壁具有并排的多组冷却水路。工作时，冷却流体从一端的进出水管4进入到冷却通道内，冷却流体流经冷却通道后从另一端的进出水管4流出，能够有效带走铜冷却壁本体1上的热量。上述冷却通道可采用钻孔或其他机械加工在铜冷却壁本体1上去除材料的方式得到（钻孔后其端部用端部堵头进行焊接封堵，并在冷面上相应的位置加工用于与进出水管连接的通孔）。
上述铜冷却壁本体1是直板。
上述铜冷却壁本体1的材料可以是纯铜或铜合金。铜冷却壁本体1通常采用锻压或轧制等热变形加工的铜板制成。
上述热面条形凹槽2是燕尾槽（横截面呈梯形，且槽口宽度小于槽底宽度），下部钢砖301的下表面设置与热面条形凹槽2相对应的凸块。下部钢砖301可以通过耐火材料镶嵌、焊接、螺栓紧固等方式与热面条形凹槽2连接。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：如图3所示，下部钢砖301’和上部钢砖302’之间通过榫卯连接，下部钢砖301’的上表面上设有榫3011’，上部钢砖302’的下表面上设有相应的卯3021’。榫3011’采用燕尾榫，卯3021’根据榫的形状采用相匹配的结构。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：如图4所示，组合式钢砖还包括销钉305’，组合式钢砖上设有与销钉305’相对应的销钉孔306’，销钉孔306’穿过所述榫卯连接的部位，销钉305’处在销钉孔306’中。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：如图5所示，组合式钢砖还包括锁紧螺栓307”，所述下部钢砖301”的上表面设有与锁紧螺栓307”相对应的螺孔308”，上部钢砖302”上设有与螺孔308”位置相对应的通孔309”，锁紧螺栓307”穿过通孔309”并与螺孔308”螺纹连接，锁紧螺栓307”的头部与下部钢砖301”共同将上部钢砖302”夹紧。上部钢砖302”通过锁紧螺栓307”锁紧在下部钢砖301”上。
1.一种组合型热面强化铜冷却壁，包括铜冷却壁本体，铜冷却壁本体的热面上设有至少一个热面条形凹槽，其中至少一个热面条形凹槽中固定安装有钢砖，其特征在于：所述钢砖为组合式钢砖，组合式钢砖包括下部钢砖和上部钢砖，下部钢砖固定安装在热面条形凹槽中，上部钢砖可拆卸安装在下部钢砖上。
2.如权利要求1所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述下部钢砖和上部钢砖之间通过榫卯连接，下部钢砖的上表面上设有榫或卯，上部钢砖的下表面上设有相应的卯或榫。
3.如权利要求2所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述组合式钢砖还包括销钉，组合式钢砖上设有与销钉相对应的销钉孔，销钉孔穿过所述榫卯连接的部位，销钉处在销钉孔中。
4.如权利要求1所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述组合式钢砖还包括锁紧螺栓，所述下部钢砖的上表面设有与锁紧螺栓相对应的螺孔，上部钢砖上设有与螺孔位置相对应的通孔，锁紧螺栓穿过通孔并与螺孔螺纹连接，锁紧螺栓的头部与下部钢砖共同将上部钢砖夹紧。
5.如权利要求1所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述组合式钢砖还包括抓钉，抓钉固定安装在上部钢砖的上表面上。
6.如权利要求1所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体的热面上设有多个热面条形凹槽，各个热面条形凹槽上均安装有多个组合式钢砖。
7.如权利要求1所述的一种组合型热面强化铜冷却壁，其特征在于：所述铜冷却壁本体中设有多条冷却通道，这多条冷却通道均为直线形冷却通道，冷却通道的两端分别连接有进出水管，进出水管固定安装在铜冷却壁本体的冷面上。
技术总结