一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥的製作方法

2023-06-22 07:05:16

專利名稱：一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱風閥，尤其涉及一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的閥杆處耐高壓密封且閥板為楔形的熱風閥。
背景技術：
近年來隨著高爐爐頂壓力和利用係數的不斷提高，冶煉強度隨之也不斷加大，國內新建或改造的舊高爐已顯得不能勝任目前的市場需求，國外發達國家已經開始採用直接還原法的豎爐冶煉生鐵，並要求向高產能，低能耗，低休風率、低成本，高風溫、高壓力操作。在直接還原鐵用豎爐中一般設置1-4座熱風爐，在正常工作情況下只有一座熱風爐往豎爐送熱風進行工作，此時熱風閥的閥板是處於開啟狀態，而其餘的熱風爐是處於燃燒或悶爐工作狀態。當第一座熱風爐的熱風送完之後，下一座熱風爐即將開始送熱風之前，第一座熱風爐的熱風閥關閉繼續進行燃燒，第二座熱風爐熱風閥開啟送風，這樣依次輪換開啟、關閉熱風閥進行工作。熱風爐系統中使用的熱風閥可用來控制和切斷從熱風爐送到豎爐的熱風流量和切斷熱風供給，從而能夠起到控制熱風爐在燃燒操作制度、送風操作制度和換爐操作制度各個時期熱風管道與通向豎爐內管道的熱風供給和切斷，達到豎爐生產過程中對冶煉過程所要求的理想控制手段。目前，如何延長直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥的使用壽命和提高其密封效果是迫切需要解決的，雖然現有技術中已有一些措施來解決上述問題，但效果都不甚
理相
發明內容本實用新型的目的在於提供一種密封效果好、使用壽命長的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥。本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥的具體技術方案為一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，包括閥杆、閥體、閥板和閥座，閥杆與閥板固接，閥板位於閥體與閥座的內部型腔中，其中，閥板為楔形閥板，與閥板固接的閥杆從閥體的頂端伸出，閥杆與閥體的銜接處設置有耐高壓密封裝置。進一步，閥體包括上閥體和下閥體，上閥體與下閥體採用螺栓緊密連接，與閥板固接的閥杆從上閥體的頂端伸出。進一步，耐高壓密封裝置設置在上閥體頂部的孔槽中，包括上壓蓋和下壓蓋，上壓蓋和下壓蓋環繞閥杆設置，上壓蓋與下壓蓋通過螺栓緊密連接。進一步，上壓蓋與閥杆之間設置有內部能充氣的囊式密封圈，囊式密封圈的內部設有可移動的內芯，上壓蓋上形成有充氣口，囊式密封圈的內部充氣後內芯向外側方向壓緊，囊式密封圈向內側膨出，與閥杆緊密接觸；下壓蓋與閥杆之間設置有至少一個耐高壓耐高溫密封環，耐高壓耐高溫密封環能承受O. 4-0. 6MPa的壓力和閥體內部1150_1250°C的溫度。進一步，囊式密封圈與耐高壓耐高溫密封環之間設置有內套；下壓蓋與上閥體頂部的孔槽底部之間設置有耐熱密封圈。進一步，上閥體頂部的孔槽側壁上形成有進水口，進水口與下壓蓋之間設置有水冷壁；下壓蓋上形成有注油口，在對應注油口的位置處，下壓蓋與閥杆之間設置有油環。進一步，閥板的楔形形狀為下降楔形，即閥板的上部厚度大於閥板的下部厚度。進一步，閥板為雙面楔形，閥板的直徑範圍為500-3000mm。進一步，閥板與閥座的圓環接觸面上設置有耐熱耐磨密封體。進一步，閥杆為兩根，左右對稱設置，兩根閥杆通過橫梁連接在一起，橫梁的上方設置有吊環，用於驅動熱風閥的電動或液壓傳動機構與吊環通過鉸鏈連接，閥杆的直徑範圍為 50-200mm。本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥主要的優勢和特點如下1、本實用新型的熱風閥中的閥杆與上閥體的銜接處採用耐高壓(O. 4-0. 6MPa)耐高溫(閥體內工作溫度約1150-1250°C )密封圈和內部能充氮氣的囊式密封圈，保證了熱風閥在任意狀態下閥杆處的煤氣都不能向外洩漏，提高了熱風閥的使用安全性。
2、本實用新型的熱風閥中的閥板與閥座的接觸面為雙面楔形(或單面楔形)，在閥板落下關閉時，可實現閥板與閥座的接觸面自動密封。而且密封接觸面上噴焊了耐高溫硬質合金密封材料，有效防止了熱風閥在關閉閥板時閥板一側的煤氣與另一側的氧氣混合而造成繼續燃燒或產生燃爆，起到了很好的密封效果，從而提高了熱風閥的安全操作性，延長了設備的使用壽命，減少了檢修和休風時間，提高了工作效率，有效地節約了生產成本，提高了經濟效益。

圖1為本實用新型的熱風閥的主視圖；圖2為本實用新型的熱風閥的側視圖；圖3為本實用新型的熱風閥中閥杆處的密封結構剖面圖；圖4為圖1中的A-A向剖視圖。
具體實施方式
為了更好的了解本實用新型的目的、結構及功能，
以下結合附圖，對本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥做進一步詳細的描述。如圖1所示，本實用新型的熱風閥包括閥杆3、閥體4、閥板5和閥座6，其中，閥杆3與閥板5固接，閥板5位於閥體4與閥座6的內部型腔中，本實用新型的熱風閥通過閥杆3帶動閥板5在閥體4與閥座6的內部型腔中上下移動，以完成熱風閥的啟閉，從而進一步實現熱風爐中熱風通道的開啟與關閉。其中，本實用新型中的閥體4包括上閥體41和下閥體42，上閥體41與下閥體42採用螺栓緊密連接，且上、下閥體的連接表面採用耐高壓、耐高溫的密封材料密封，從而在惡劣的工況環境下也能達到很好的密封和長壽的效果。進一步，與閥板5固接的閥杆3從上閥體41的頂端伸出，本實用新型中的閥杆3優選為兩根，且左右對稱設置。如圖1所示，本實用新型中的兩根閥杆3通過橫梁2連接在一起，橫梁2的上方設置有吊環1，用於驅動熱風閥的電動或液壓傳動機構(圖中未示)與吊環I通過鉸鏈連接，由此便可通過電動或液壓傳動機構的驅動來實現閥板的開啟與關閉。另夕卜，結合直接還原鐵豎爐的具體工況，本實施例中的閥杆的直徑範圍優選為50-200_。繼續參見圖1，閥杆3與上閥體4的銜接處設置有耐高壓密封裝置7，其可有效防止煤氣從閥杆處的洩漏，保證開啟和關閉熱風閥時閥杆處的嚴密性，提高熱風閥的使用安全性。參見圖3可知，耐高壓密封裝置7設置在上閥體41頂部的孔槽中，主要包括上壓蓋71、下壓蓋72、囊式密封圈73和耐高壓耐高溫密封環74。其中，上壓蓋71和下壓蓋72環繞閥杆3設置，且上壓蓋71與下壓蓋72之間通過螺栓緊密連接。進一步，如圖3所示，上壓蓋71與閥杆3之間設置有內部能充氣的囊式密封圈73，囊式密封圈73的內部設有可移動的內芯731，此外，上壓蓋71上形成有充氣口 711。需要密封時，可通過充氣口 711向囊式密封圈73內部充入一定壓力的氣體，當氣體到達囊式密封圈73內部時，由於氣體的膨脹使內芯731向外側方向壓緊，同時囊式密封圈73向內側膨出，從而與閥杆3緊密接觸，起到很好的密封作用。本實施例中，向囊式密封圈73內部充入的氣體優選為氮氣。
相應的，下壓蓋72與閥杆3之間設置有至少一個耐高壓耐高溫密封環74，耐高壓耐高溫密封環74應至少能承受O. 4-0. 6MPa的壓力和閥體內部1150_1250°C的溫度。此外，為更好的保證密封效果，本實用新型中位於上壓蓋71與閥杆3之間的囊式密封圈73和位於下壓蓋72與閥杆3之間的耐高壓耐高溫密封環74之間還可設置有內套75，以及下壓蓋72與上閥體41頂部的孔槽底部之間設置有耐熱密封圈77。進一步，為使得閥杆3與上閥體41在高溫工作狀態下能正常穩定運行，本實用新型中的閥杆3與上閥體41採用高壓循環水冷卻，結合圖3可知，上閥體41頂部的孔槽側壁上形成有進水口 411，進水口 411與下壓蓋72之間設置有水冷壁78，由此即可保證本實用新型的熱風閥在高溫下也能正常穩定的運行。另外，為保證閥杆3上下運動時的潤滑效果，下壓蓋72上還可形成有注油口 721，相應的，在對應注油口 721的位置處，下壓蓋72與閥杆3之間設置有油環76，優選的是，油環76位於多個耐高壓耐高溫密封環74之間。綜上，本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥通過在閥杆與上閥體的銜接處採用耐高壓(O. 4-0. 6MPa)耐高溫(閥體內工作溫度約1150_1250°C)密封圈和內部能充氮氣的囊式密封圈，保證了熱風閥在任意狀態下閥杆處的煤氣都不能向外洩漏，提高了熱風閥的使用安全性。下面繼續參見圖2和圖4，本實用新型中的閥板5為楔形閥板，既可以是單面楔形，也可以是雙面楔形，本實施例中優選的是如圖2所示的雙面楔形。進一步，本實用新型中的閥板5的楔形形狀為下降楔形，也即閥板5的上部厚度大於閥板5的下部厚度。本實用新型中的閥板採用上大下小的雙面楔形或單面楔形的形狀，保證了關閉閥板時閥板與閥座處的嚴密性。另外，結合直接還原鐵豎爐的具體工況，本實施例中閥板的直徑範圍優選為500-3000mmo[0036]進一步，如圖4所示，閥板5與閥座6的圓環接觸面上可設置有耐熱耐磨密封體61，其可採用耐高溫、耐磨損的硬質合金材料噴焊形成，由此使得閥板和閥座可不直接經受高溫熱輻射和熱風衝刷，並起到耐熱、耐磨損作用，從而達到熱風閥安全、長壽、穩定運行的目的。綜上，本實用新型中的閥板與閥座的接觸面為雙面(或單面)楔形，在閥板落下關閉時，可實現閥板與閥座接觸 面的自動密封。此外，閥板與閥座的密封接觸面上噴焊了硬質合金的密封材料，從而可有效的防止熱風閥在關閉閥板時一側的煤氣與另一側的氧氣混合而造成繼續燃燒或產生燃爆，起到了很好的密封和安全效果，提高了熱風閥的安全操作性，延長了設備的使用壽命，減少了休風時間，提高了工作效率，節約了生產成本，提高了經濟效益。另外，為使得本實用新型的熱風閥可在高溫工作狀態下能正常穩定運行，本實用新型中的閥杆3、閥體4、閥板5、閥座6均可採用高壓循環水冷卻，具體冷卻方式可參見現有技術中常用的設置形式，在此不詳細描述。本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥為防止煤氣從閥杆處洩漏，在上部閥杆處設置了耐高壓密封圈和充氣(帶內芯)囊式密封圈；閥板則由傳統的等厚圓形盤設置為雙楔面形(或單楔面形)，且閥板與閥座沿圓周接觸表面採用耐高溫、耐磨損的硬質合金材料噴焊技術，實現了嚴格密封和長壽，檢修維護方便，使用成本低，容易實現並保持良好的密封效果目的。以上藉助具體實施例對本實用新型做了進一步描述，但是應該理解的是，這裡具體的描述，不應理解為對本實用新型的實質和範圍的限定，本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書後對上述實施例做出的各種修改，都屬於本實用新型所保護的範圍。
權利要求1.一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，包括閥杆(3)、閥體(4)、閥板(5)和閥座(6)，閥杆(3)與閥板(5)固接，閥板(5)位於閥體(4)與閥座(6)的內部型腔中，其特徵在於，閥板(5)為楔形閥板，與閥板(5)固接的閥杆(3)從閥體(4)的頂端伸出，閥杆(3)與閥體(4)的銜接處設置有耐高壓密封裝置(7)。
2.根據權利要求1所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，閥體(4)包括上閥體(41)和下閥體(42)，上閥體(41)與下閥體(42)採用螺栓緊密連接，與閥板(5)固接的閥杆(3)從上閥體(41)的頂端伸出。
3.根據權利要求2所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，耐高壓密封裝置(7)設置在上閥體(41)頂部的孔槽中，包括上壓蓋(71)和下壓蓋(72)，上壓蓋(71)和下壓蓋(72 )環繞閥杆(3 )設置，上壓蓋(71)與下壓蓋(72 )通過螺栓緊密連接。
4.根據權利要求3所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，上壓蓋(71)與閥杆(3)之間設置有內部能充氣的囊式密封圈(73)，囊式密封圈(73)的內部設有可移動的內芯(731)，上壓蓋(71)上形成有充氣口(711)，囊式密封圈(73)的內部充氣後內芯(731)向外側方向壓緊，囊式密封圈(73)向內側膨出，與閥杆(3)緊密接觸；下壓蓋(72)與閥杆(3)之間設置有至少一個耐高壓耐高溫密封環(74)，耐高壓耐高溫密封環(74)能承受O. 4-0. 6MPa的壓力和閥體內部1150_1250°C的溫度。
5.根據權利要求4所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，囊式密封圈(73)與耐高壓耐高溫密封環(74)之間設置有內套(75);下壓蓋(72)與上閥體(41)頂部的孔槽底部之間設置有耐熱密封圈(77)。
6.根據權利要求5所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，上閥體(41)頂部的孔槽側壁上形成有進水口(411)，進水口(411)與下壓蓋(72)之間設置有水冷壁(78);下壓蓋(72)上形成有注油口(721)，在對應注油口(721)的位置處，下壓蓋(72)與閥杆(3)之間設置有油環(76)。
7.根據權利要求1或2所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，閥板(5)的楔形形狀為下降楔形，即閥板(5)的上部厚度大於閥板(5)的下部厚度。
8.根據權利要求7所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，閥板(5)為雙面楔形，閥板(5)的直徑範圍為500-3000mm。
9.根據權利要求8所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，閥板(5 )與閥座(6 )的圓環接觸面上設置有耐熱耐磨密封體(61)。
10.根據權利要求1或2所述的用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，其特徵在於，閥杆(3)為兩根，左右對稱設置，兩根閥杆(3)通過橫梁(2)連接在一起，橫梁(2)的上方設置有吊環(I )，用於驅動熱風閥的電動或液壓傳動機構與吊環(I)通過鉸鏈連接，閥杆(3)的直徑範圍為50-200mm。
專利摘要本實用新型公開了一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥，該熱風閥包括閥杆(3)、閥體(4)、閥板(5)和閥座(6)，閥杆(3)與閥板(5)固接，閥板(5)位於閥體(4)與閥座(6)的內部型腔中，其中，閥板(5)為楔形閥板，與閥板(5)固接的閥杆(3)從閥體(4)的頂端伸出，閥杆(3)與閥體(4)的銜接處設置有耐高壓密封裝置(7)。本實用新型的一種用於直接還原鐵豎爐的熱風爐系統中的熱風閥具有很好的密封和安全效果，減少了休風時間，提高了工作效率，節約了生產成本，提高了經濟效益。
文檔編號C21B13/02GK202865252SQ20122056206
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者楊成厚, 劉志宏 申請人:中冶東方工程技術有限公司