專利名稱：一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金領(lǐng)域，具體地，本實用新型涉及一種用于鋼鐵冶金的具有散熱翅片焊接結(jié)構(gòu)的冶金渣罐。所述具有散熱翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐也適用于冶金工藝中的渣罐、鋼水包、鐵水包、中間包、混鐵車、高爐、轉(zhuǎn)爐等高溫冶金裝備。
背景技術(shù)：
渣罐為用于鋼鐵冶煉時所用的盛鋼(鐵)渣的容器。迄今為止，現(xiàn)有渣罐基本上為采用傳統(tǒng)鑄造工藝鑄造而成的盛鋼(鐵)渣的容器。采用傳統(tǒng)的鑄造工藝制造冶金渣罐的方法存在問題如下一.污染環(huán)境。眾所周知，鑄造是機械加工領(lǐng)域中環(huán)保問題最大，即，所謂“最臟” 的行業(yè)之一。渣罐的鑄造同樣如此。例如，在向沙坑傾翻鑄余液態(tài)鋼渣或鐵渣的過程中，大量的粉塵煙氣升騰，彌漫空間，作業(yè)環(huán)境惡劣；現(xiàn)場污染可能導(dǎo)致電器設(shè)備故障頻發(fā)；鋼渣及廢氣中的有害氣體、有機碳(TOC)及重金屬(鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋅)的排放濃度較高， 嚴重影響員工的身體健康。從而，由渣罐的鑄造帶來的環(huán)境污染問題很大。二.存在安全隱患。因鑄造渣罐晶粒較一般軋制鋼材粗大(因未經(jīng)過熱壓力加工， 晶粒仍為原始狀態(tài))，粗細不均勻(因冷卻條件不同所致)，使得大型冶金設(shè)備鑄造不可避免地存在如縮孔、縮松、氣孔、偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、冷裂等的各種缺陷，在制造、使用過程的生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)渣罐開裂，給生產(chǎn)及操作人員造成安全隱患。三.基于上述原因，使得大型冶金設(shè)備鑄造不可避免地存在如縮孔、縮松、氣孔、 偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、冷裂等的各種缺陷，嚴重影響其使用性能。四.基于上述原因，導(dǎo)致鑄造渣罐的可焊性差、可修復(fù)性差，維修成本大。從而，使得鑄造渣罐使用壽命短。五.同樣基于渣罐的鑄造總是不可避免地存在各種缺陷的原因，使得所述渣罐在使用數(shù)月之后既得報廢。另一方面，由于渣罐使用量很大，例如，以我國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)為例，近年來僅5. 3立方米容量的渣罐即需年耗100多個，導(dǎo)致目前的鑄造渣罐的使用成本極大，不利于降本增效。本申請人專利號為“200910053531. 6”、發(fā)明名稱為“一種新型結(jié)構(gòu)的冶金渣罐及其制造方法”的發(fā)明專利公開了一種焊接性能好、維修潛力大、使用壽命延長幾倍、性價比高的用合金鋼板或碳素鋼板焊接的焊接結(jié)構(gòu)渣罐。所述焊接結(jié)構(gòu)渣罐其外周面焊接有加強筋(板)，所述翅片焊接結(jié)構(gòu)冶金渣罐罐壁傾斜角(坡度)在75度至55度的范圍。另外， 所述渣罐罐底采用“T型底座”加強筋板結(jié)構(gòu)，由此大幅減少環(huán)境污染。由于構(gòu)成所述冶金渣罐罐壁鋼板的晶粒粗細均勻，幾乎不存在縮孔、縮松、氣孔、偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、 冷裂等缺陷，且由于構(gòu)成渣罐罐壁的鋼板晶粒均勻度如同一般軋制鋼材，因此，渣罐的可焊性和可修復(fù)性好，可大大延長渣罐使用壽命，并可消除生產(chǎn)現(xiàn)場中經(jīng)常出現(xiàn)的渣罐開裂等安全隱患，大幅降低成本。但是，上述焊接結(jié)構(gòu)渣罐的缺點是使用日久，也存在變形和開裂等失效問題。經(jīng)
3過跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，高溫散熱仍然是一個技術(shù)瓶頸問題。如果能解決這個問題，即使溫度降低 100°C或散熱速度加快一些，則渣罐的使用壽命還會繼續(xù)延長。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)為了解決高溫設(shè)備工況惡劣難題，一般采取水冷或氣冷等散熱降溫辦法。然而，冶煉工藝中的渣罐等大型冶金設(shè)備不同于轉(zhuǎn)爐和高爐，它們是必須在大范圍內(nèi)快速移動的高溫裝備，因此，工況條件更為特殊。既不便于用空氣冷卻，也不便于用水等介質(zhì)冷卻。空氣冷卻和循環(huán)水冷卻需要額外增加動力設(shè)施和許多附屬設(shè)備，既消耗電能，又消耗氣和水，還增加成本。此外，空氣冷卻和循環(huán)水冷卻只適合固定設(shè)備，如高爐、轉(zhuǎn)爐等， 而移動設(shè)備，如渣罐等需要借助專用運輸車從煉鋼區(qū)域移到幾里路以外的渣處理區(qū)域，這也是難以實施空氣冷卻和循環(huán)水冷卻的客觀原因。而且，渣罐也不同于鋼水包和鐵水包，其內(nèi)外壁不便于使用耐材來保溫隔熱。顯然，目前渣罐在高溫工況下還沒有找到有效而又簡便的散熱(降溫)方法。因此，散熱(降溫)是影響并制約渣罐使用壽命的關(guān)鍵因素。如果這個問題得以解決，則渣罐的使用壽命又會在焊接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上得到突破性的提高。

實用新型內(nèi)容為克服上述問題，本實用新型提供一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，所述具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的技術(shù)方案如下一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，為一用于盛放、傾倒熔融態(tài)鋼渣或鐵渣的罐形容器，所述冶金渣罐系將合金鋼板或碳素鋼板作為所述渣罐的罐壁及罐底焊接而成，其特征在于，在所述渣罐罐體外壁，設(shè)置散熱用翅片結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，在所述渣罐罐體外壁中部設(shè)置“腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)”，在所述“腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)”上下四周設(shè)置散熱翅片。所述腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)用于控制冶金渣罐罐體的變形和開裂。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，一般來說，散熱翅片數(shù)量越多、密度越大越好。但是，要以實際安裝與焊接施工操作的方便條件而定。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)選自截面有“ ”形、“⑴”形、“⑴”形、“絲”形、“Λ V”形、“三”形、“Π”形、“ +，，形、“ η，， 形、“II”形、“III”形、“Δ”形、“〇”形或“□”形的一種或其組合。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，散熱用翅片結(jié)構(gòu)形式可多種多樣， 原則上不受限制。如，截面有“ ”形、“…”形、“①”形、“竺”形、“ΛV”形、“ε”形、“Π” 形、“ + ”形、“ η”形、“II”形、“III”形、“Δ”形、“〇”形或“ □”形等。還可選擇上述截面圖形的組合形狀。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)選自截面為“ ”形、“…”形、“Λ V”形、“^”形、“Π”的一種或其組合。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)的選形、加工等較方便，且散熱效果較好。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)厚度為0. 5mm 6mmο[0024]“散熱用翅片結(jié)構(gòu)材料選型、厚度、寬度等尺寸需根據(jù)所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)的選形、加工方便與否及散熱效果而定。根據(jù)本實用新型，材料用碳鋼、合金鋼、銅、鋁等金屬材料均可；厚度，原則上不限， 但實際操作與應(yīng)用宜以6mm以下或0. 5mm 6mm較為方便。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計成固定連接和活動連接方式。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，翅片結(jié)構(gòu)的安裝方法不限，可以用焊接方法，也可以用其它非焊接方法。可以設(shè)計成固定連接方式，也可以設(shè)計成活動連接方式(便于安裝、拆卸或維修更換等)。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，“散熱翅片”同樣適用于卷壓板焊接結(jié)構(gòu)渣罐和非卷壓板焊接結(jié)構(gòu)渣罐及其它所有渣罐，也包括鑄造渣罐。該方法也同樣適用于所有大型、中型和小型冶金渣罐等及鋼水包、鐵水包、中間包、混鐵車等高溫工況設(shè)備。本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法的技術(shù)方案如下一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，所述具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐為一用于盛放、傾倒熔融態(tài)鋼渣或鐵渣的罐形容器，所述冶金渣罐系將合金鋼板或碳素鋼板作為所述渣罐的罐壁及罐底焊接而成，所述方法包括下述步驟鋼板切割-坡口加工與鋼板壓形-預(yù)組裝-罐體焊接-耳軸座裝焊一罐口法蘭裝焊一傾翻裝置裝焊一熱處理-耳軸部加工及安裝-成品，其特征在于，在罐體外壁設(shè)置安裝散熱翅片工序。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，所述“散熱翅片”結(jié)構(gòu)選自截面有“ ”形、“⑴”形、“⑴”形、“絲”形、“Λ V”形、“三”形、“Π”形、“ + ”形、“ η”形、 “II”形、“III”形、“Δ”形、“〇”形或“□”形的一種或其組合。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，“散熱翅片”結(jié)構(gòu)形式可多種多樣，原則上不受限制。如，截面有“ ”形、“…”形、“①”形、“竺”形、“ΛV”形、“三” 形、“Π”形、“ + ”形、“ η”形、“II”形、“III”形、“Δ”形、“〇”形或“□”形等。還可選擇上述截面圖形的組合形狀。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，所述“散熱翅片”結(jié)構(gòu)選自截面為“ ”形、“…”形、“Λ V”形、“二”形、“Π”的一種或其組合。所述“散熱翅片”結(jié)構(gòu)的選形、加工等較方便，且散熱效果較好。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，所述“散熱翅片”厚度為 0. 5mm 6mm?！吧岢崞辈牧线x型、厚度、寬度等尺寸需根據(jù)所述“散熱翅片”結(jié)構(gòu)的選形、 加工方便與否及散熱效果而定。根據(jù)本實用新型，材料用碳鋼、合金鋼、銅、鋁等金屬材料均可；厚度，原則上不限， 但實際操作與應(yīng)用宜以6mm以下或0. 5mm 6mm較為方便。根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，在罐口法蘭裝焊和傾翻裝置裝焊工序之間設(shè)置腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)(腰帶適配器)裝焊工序，在所述腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)上下四周設(shè)置散熱翅片。所述腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)用于控制冶金渣罐罐體的變形和開裂。[0040]根據(jù)本實用新型的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造方法，其特征在于，所述“散熱翅片”安裝設(shè)計成固定連接方式和活動連接方式均可。具體的，本實用新型具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐的制造工藝要點說明如下(1)鋼板切割選材或材料選型選用碳鋼、合金鋼，舉例如20g，Q235,25#, Q345(16Mn)，SM490, SM400, SS400 等等。(2)坡口加工與鋼板壓形罐體厚板對接、包口加強法蘭、傾翻裝置主板、耳軸受力區(qū)縱向主筋板等都采用“X”型坡口，罐體底座底板坡口采用“K”型，其它采用單邊“V”坡口。坡口角度35° 55°。用火焰加機械方法(自動)切割。(3)預(yù)組裝。罐體、罐底采用3 14塊非卷制的熱軋板拼接而成。若設(shè)計成多邊形，則焊縫應(yīng)避開多邊形的棱角。(4)罐體(筒體)焊接采用自動(埋弧或電渣)焊。焊絲用H08Mn、H08MnA、H10Mn2 或H08Mn2Si等。也可采用手工CO2氣保焊打底，焊絲選用H08Mn2Si，然后用埋弧焊等方法。 手工電弧焊采用E5015或E5015-G或J507RH。(5) “腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)(腰帶適配器)，，鋼板材料用碳鋼和合金鋼均可，厚度 8mm 60mm。焊接方法不限?？紤]透氣性，可在外表開孔或開槽?？着c槽的尺寸與數(shù)量不限，適度即可。(6)耳軸座采用“縱橫交錯加獨板支架結(jié)構(gòu)”設(shè)計。(7)散熱翅片材料選型、厚度、寬度等尺寸參數(shù)。材料用碳鋼、合金鋼、銅、鋁等金屬材料均可；厚度原則上不限，但實際操作以6mm以下或0. 5mm 6mm較為方便；(8)無損檢測選用JB/T4730-2005和GB/I^970_91《中厚鋼板超聲波檢驗方法》或 GB/T 6402-91。(9)熱處理工藝曲線加熱溫度620士20°C ；升溫速度150°C /h ；保溫時間 240min ；降溫速度彡100 150°C /h，400°C以下空冷。(10)耳軸加工技術(shù)要求渣罐耳軸選用35#鋼鍛件，滿足GB/T 699-1988《優(yōu)質(zhì)碳素鋼技術(shù)條件》。(毛坯、 半成品)采用UT探傷，耳軸探傷符合標(biāo)準GB/T6402-91要求，II級(含II級)以上合格。 鍛造按JB/T5000. 8-1998《鍛件通用技術(shù)條件》V組標(biāo)準驗收。鍛件需要經(jīng)過正火+回火的方法熱處理，最終達到硬度HB = 131 187。熱處理曲線下圖所示(11)耳軸連接高強螺栓耳軸與罐體采用螺栓聯(lián)結(jié)，螺栓采用高強度內(nèi)六角圓柱頭螺栓(GB/T70. 1-2000)，規(guī)格 M30 X 70，性能等級 8. 8，材料 35CrMo。(12)成品材料復(fù)驗及檢驗標(biāo)準
權(quán)利要求1.一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，為一用于盛放、傾倒熔融態(tài)鋼渣或鐵渣的罐形容器， 所述冶金渣罐系將合金鋼板或碳素鋼板作為所述渣罐的罐壁及罐底焊接而成，其特征在于，在所述渣罐罐體外壁，設(shè)置散熱用翅片結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，在所述渣罐罐體外壁中部設(shè)置腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)，在所述腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)上下四周設(shè)置散熱用翅片結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)形式多樣，選自截面有“ ”形、“…”形、“①”形、“竺”形、“Λ V”形、“三”形、“Π”形、 “ + ”形、“ η”形、“II”形、“III”形、“Δ”形、“〇”形或“ □”形的一種或其組合。
4.如權(quán)利要求3所述的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)選自截面為“ ”形、“…”形、“Λ V”形、“^”形、“Π”的一種或其組合。
5.如權(quán)利要求1或2所述的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)厚度為0. 5mm 6mm范圍。
6.如權(quán)利要求1或2所述的具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，其特征在于，所述散熱用翅片結(jié)構(gòu)安裝設(shè)計成可拆卸的活動連接方式。
專利摘要一種具有翅片結(jié)構(gòu)的冶金渣罐，所述冶金渣罐系用鋼板焊接而成，罐體外壁設(shè)置腰帶狀環(huán)形加強結(jié)構(gòu)和散熱翅片。由此大幅減少環(huán)境污染。由于構(gòu)成所述冶金渣罐罐壁鋼板的晶粒粗細均勻，幾乎不存在縮孔、縮松、氣孔、偏析、裂紋、非金屬夾雜、熱裂、冷裂等缺陷，且由于構(gòu)成渣罐罐壁的鋼板晶粒均勻度如同一般軋制鋼材，因此，渣罐的可焊性和可修復(fù)性好，可大大延長渣罐使用壽命，并可消除生產(chǎn)現(xiàn)場中經(jīng)常出現(xiàn)的渣罐易開裂、易變形、使用壽命短、焊接修復(fù)量大等技術(shù)瓶頸和安全隱患，大幅降低成本。
文檔編號B22D41/00GK202175683SQ20112022428
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者周陽, 婁柏麟, 廖禮寶, 曲金光, 王有龍 申請人:上海寶冶工程技術(shù)有限公司, 寶山鋼鐵股份有限公司