一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種焦爐上升管余熱回收裝置，尤其涉及一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置。
【背景技術】
[0002]焦爐上升管荒煤氣余熱回收技術是焦化領域一個非常熱門的研究課題，它不但具有很大的社會價值，而且具有明顯的經濟價值。但當前所有的焦爐上升管余熱回收裝置基本上都是采用鋼結構形式，大體可分兩類:一類是夾層水套式，即在上升管內筒外再加一層套管，形成水套夾層，中間通過夾層熱水回收余熱;其優點是傳熱效率高，但因夾層要保持6個壓和150°C的出水水汽的溫度，因此既要耐熱又要耐壓，存在一定安全隱患。第二類是螺旋膽管式，即用螺旋膽管套在上升管的內筒外，高壓由較細的螺旋膽管承壓，比較安全;但只靠上升管內筒外壁輻射熱量加熱螺旋膽管，而上升管內筒與螺旋膽管不接觸或只有線接觸，金屬間熱傳導少，整個空間充滿的熱空氣只能靠空氣的傳導對流來加熱螺旋膽管，熱傳導效率非常低，所以螺旋膽管式余熱回收方式的優點是安全，缺點是熱效率太低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供了一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置，通過整體澆鑄成型的熱傳導結構實現將上升管荒煤氣熱量以金屬熱傳導的方式傳遞給螺旋膽管內的水，其傳熱效率高，安全性強;上升管內筒和鑄鋼填充結構之間通過鑄釘固定，保證其緊密貼合。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現:
[0005]—種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置，包括上升管內筒、螺旋膽管、鑄鋼填充結構、保溫層和上升管外罩，所述上升管內筒和上升管上法蘭、上升管下法蘭組成焦爐上升管主體結構;螺旋膽管盤繞在上升管內筒外側，上、下端分別設換熱水進水管和換熱水出水管;鑄鋼填充結構填充在上升管內筒和螺旋膽管之間，并將螺旋膽管包覆在其中形成一個整體的空心圓柱體結構;鑄鋼填充結構外側設有保溫層和上升管外罩，鑄鋼填充結構與上升管內筒之間設鑄釘固定連接。
[0006]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0007]I)通過整體澆鑄成型的熱傳導結構實現將上升管荒煤氣熱量以金屬熱傳導的方式傳遞給螺旋膽管內的水，其傳熱效率高，安全性強；
[0008]2)上升管內筒和鑄鋼填充結構之間通過鑄釘固定，保證其緊密貼合。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0010]圖2是本實用新型所述鑄模結構示意圖。
[0011]圖3是圖2中的I部放大圖。
[0012]圖4是本實用新型所述澆鑄過程示意圖。
[0013]圖中:1.上升管內筒2.鑄釘3.上升管下法蘭4.螺旋膽管5.鑄鋼填充結構6.保溫層7.上升管外罩8.上升管上法蘭9.換熱水出水管10.換熱水進水管11.型腔下蓋
12.型腔骨架13.耐火水泥14.耐火泥15.高溫耐火涂層16.型腔上蓋17.鑄鋼填充型腔18.排氣孔19.內澆口 20.橫澆道21.冒口
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0015]見圖1，是本實用新型的結構示意圖，本實用新型一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置，包括上升管內筒1、螺旋膽管4、鑄鋼填充結構5、保溫層6和上升管外罩7，所述上升管內筒I和上升管上法蘭8、上升管下法蘭3組成焦爐上升管主體結構；螺旋膽管4盤繞在上升管內筒I外側，上、下端分別設換熱水進水管10和換熱水出水管9;鑄鋼填充結構5填充在上升管內筒I和螺旋膽管4之間，并將螺旋膽管4包覆在其中形成一個整體的空心圓柱體結構;鑄鋼填充結構5外側設有保溫層6和上升管外罩7，鑄鋼填充結構5與上升管內筒I之間設鑄釘2固定連接。
[0016]本實用新型一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置的制造方法如下:
[0017]I)制作鑄模，鑄模的主體結構由鑄鐵制成，包括型腔上蓋16、型腔骨架12和型腔下蓋11，與上升管內筒I組合后形成的中空部分即為鑄鋼填充型腔17(如圖2所示)；型腔骨架12為對稱的分體式結構，分體處設有供換熱水進水管和換熱水出水管9伸出的孔;型腔上蓋16、型腔骨架12和型腔下蓋11用于形成鑄鋼填充型腔17的內表面由內向外依次設置耐火水泥13、耐火泥14和高溫耐火涂層15(如圖3所示)，鑄模通體均勻設置排氣孔18;
[0018]2)制作上升管內筒丨，在上升管內筒丨外表面均勻焊接鑄釘2，釘帽一側向外；
[0019]3)模具組裝，先將螺旋膽管4套裝在上升管內筒I外側，然后將型腔上蓋16、型腔骨架12和型腔下蓋11分別套裝在上升管內筒I外側并把合固定；
[0020]4)將組裝好的模具傾斜放置，使其軸線與水平線夾角為15?30ο，采用下側澆鑄，且沿軸向均勻設置多個高度不同的內澆口；澆注的同時螺旋膽管4內采用高壓水霧冷卻;使螺旋膽管4內的溫度保持在500?600 °C ；
[0021]5)澆鑄過程結束后，立即用鋼水點冒口21，冒口21位于模具最高點處；當鋼水充滿冒口 21后立即將冒口 21中的鋼液掏干；
[0022]6)待鑄鋼冷卻成型后，拆除型腔上蓋16、型腔骨架12和型腔下蓋11，在鑄鋼外側設置保溫層6及上升管外罩7，上升管內筒I上部固定上升管下法蘭8，下部固定上升管上法蘭3;鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置即制造完成。
[0023]本實用新型在原螺旋膽管式焦爐上升管余熱回收裝置的基礎上，將原來裝置內充滿空氣的部分用鑄鋼充填代替，不僅保留其安全性好的優點，而且安全性還大大加強。同時換熱效率大大提高，這是因為鑄鋼填充結構5—方面與上升管內筒I外表面緊緊貼合在一起，同時又將螺旋膽管4緊緊包裹，實現了通過金屬熱傳導將上升管荒煤氣熱量傳遞給螺旋膽管4內的水，傳熱效率高，又因螺旋膽管4展開面積大于夾套式上升管內筒I外表面面積，所以進一步提高了傳熱效率。所以本實用新型是一種既安全，熱效率又高的焦爐上升管余熱回收裝置。
[0024]從長期運行來看，有一個潛在的降低熱效率的因素，那就是上升管內筒I外表面與鑄鋼填充結構5表面能否始終保持緊密接觸的問題。剛澆鑄完成時，上升管內筒I是未熔鋼件，外面包裹鋼水，冷卻后鑄鋼填充結構5會牢牢地壓緊上升管內筒I。但焦爐上升管的工作特點是焦爐每運行20小時左右就出一次焦，焦爐上升管的溫度就在常溫與800°C左右高溫之間不斷反復變化。當上升管內筒I溫度升高時，體積增大，而鑄鋼填充結構5溫度低，體積增加量小，限制了上升管內筒I增大，并使其產生塑性變形即被壓縮。待環境溫度降低時上升管內筒I還要收縮，從而體積變小，長時間反復就會使上升管內筒I與鑄鋼填充結構5之間產生縫隙，從而降低傳熱效率。為此我們在上升管內筒I外表面比較密集地設置鑄釘2，鑄釘2釘頭一端焊在上升管內筒I外表面，釘帽向外，澆鑄時留在鋼水中與鑄鋼填充結構5成為一體，從而將上升管內筒I與鑄鋼填充結構5牢固固定在一起。
[0025]本實用新型一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置的工作過程如下:
[0026]換熱水從換熱水進水管10進入螺旋膽管4內，荒煤氣余熱經上升管內筒I筒壁將熱量傳遞給鑄鋼填充結構5，鑄鋼填充結構5將熱量再傳給螺旋膽管4，并將螺旋膽管4內的換熱水迅速加熱升溫，換熱后的汽水混合物從換熱水出水管9輸送出去。
[0027]本實用新型一種鑄鋼填充式余熱回收裝置加工起來有一定難度，其難點是鑄鋼澆注時，高溫鋼水經內澆口進入鑄鋼填充型腔17，對螺旋膽管4造成沖刷，因螺旋膽管4壁薄，在高溫鋼水的沖刷下很容易熔化。為此我們在澆鑄過程中采取了以下措施:
[0028]I)采用傾斜澆注，設置階梯內澆口，減少和降低正對內澆口處的螺旋膽管4部位的鋼水壓力和沖刷時間；
[0029]2)螺旋膽管4內通高壓水霧進行冷卻，確保螺旋膽管4不熔不漏；
[0030]3)澆鑄結束后用鋼水點冒口 21，并立即掏干鋼液，即能保證補縮，在澆鑄后對鑄件又好清理。
[0031]如圖4所示，是本實用新型所述澆鑄過程示意圖。澆鑄過程為:鋼水從橫澆道20進來，首先從最下部的內澆口 19進入鑄鋼填充型腔17內，然后按從低到高的順序依次從各個高度的內澆口 19進入鑄鋼填充型腔17內，螺旋膽管4與內澆口 19正對的部位先受鋼水沖擊，但同時從換熱水進水管10處用一定壓力的氣體通入螺旋膽管4內的高壓水霧會對其起到冷卻作用，從而使螺旋膽管4降溫，保證被鋼水沖刷處不會熔化，同時又要保證管道內溫度保持在500?600°C之間，防止出現冷隔現象；高壓水霧經螺旋膽管4從上部換熱水出水管9噴出。
[0032]本實用新型一種鑄鋼充填式上升管余熱回收裝置制造過程中的關鍵工序是澆鑄。一般鑄鋼澆鑄都是采用砂型鑄造，不但需要大量鑄造用砂，浪費型砂資源，而且還會造成粉塵等污染環境，因此我們采用了半永久型鑄造模型。一般砂型鑄造每次澆鑄都需要重新造型，而半永久型可以反復使用幾十次。本實用新型采用鑄鐵制作鑄模主體結構，在其型腔一側內表面掛上耐火水泥13，在耐火水泥13上面掛耐火泥14，最里面刷高溫耐火涂料15，(如圖3所示)鑄模通體都設有排氣孔18。澆鑄成型冷卻后，將固定型腔上、下蓋16、11和型腔骨架12的螺栓或卡子打開，取出鑄件，將用過的上、下蓋16、11和型腔骨架12內部耐火層的表面重新涂上高溫耐火涂料，就可以繼續合箱澆注。
【主權項】
1.一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置，其特征在于，包括上升管內筒、螺旋膽管、鑄鋼填充結構、保溫層和上升管外罩，所述上升管內筒和上升管上法蘭、上升管下法蘭組成焦爐上升管主體結構;螺旋膽管盤繞在上升管內筒外側，上、下端分別設換熱水進水管和換熱水出水管;鑄鋼填充結構填充在上升管內筒和螺旋膽管之間，并將螺旋膽管包覆在其中形成一個整體的空心圓柱體結構;鑄鋼填充結構外側設有保溫層和上升管外罩，鑄鋼填充結構與上升管內筒之間設鑄釘固定連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鑄鋼填充式焦爐上升管余熱回收裝置，上升管內筒和上升管上法蘭、上升管下法蘭組成焦爐上升管主體結構；螺旋膽管盤繞在上升管內筒外側，上、下端分別設換熱水進水管和換熱水出水管；鑄鋼填充結構填充在上升管內筒和螺旋膽管之間，并將螺旋膽管包覆在其中形成一個整體的空心圓柱體結構；鑄鋼填充結構外側設有保溫層和上升管外罩，鑄鋼填充結構與上升管內筒之間設鑄釘。本實用新型通過整體澆鑄成型的熱傳導結構實現將上升管荒煤氣熱量以金屬熱傳導的方式傳遞給螺旋膽管內的水，其傳熱效率高，安全性強；上升管內筒和鑄鋼填充結構之間通過鑄釘固定，保證其緊密貼合。
【IPC分類】F28D7/10, C10B27/00
【公開號】CN205328928
【申請號】CN201520537078
【發明人】白金
【申請人】白金
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年7月23日