一種轉爐用多介質旋轉接頭的製作方法
2023-05-27 13:15:31 1
專利名稱：一種轉爐用多介質旋轉接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種轉爐旋轉接頭，特別涉及一種轉爐用多介質旋轉接頭。
背景技術：
隨著對產品質量和生產成本要求的不斷提高，轉爐生產工藝在不斷革新，設備的長壽化技術也在推陳出新。轉爐底部的復吹技術改進為了提高復吹爐齡，儘可能與轉爐爐齡同步，因為有效復吹可以使轉爐生產獲得良好的產品質量和降低冶煉成本。而同樣，為了提高轉爐爐襯的壽命，轉爐普遍採用了鎂碳磚，而鎂碳磚導熱性很好，使轉爐爐殼溫度大幅提高，超過了爐殼材料的蠕變溫度，導致轉爐爐殼的早期熱膨脹損壞。為了降低爐殼的溫度，有必要對爐殼採取各種冷卻手段。
目前冶金企業幾乎都在使用轉爐復吹，其目的在於增強爐內鋼水攪拌，使爐內化學反應充分，從而縮短冶煉時間，提高鋼水質量。目前的復吹技術，復吹壽命較短，一般只有2000爐上下，爐役後期基本無復吹。而煉鋼廠為了提高鋼種質量，對復吹效果要求很高，現實冶煉過程中經常發生風口堵塞影響復吹效果的情況。要防止風口堵塞，關鍵在於對爐底各風口的流量調節。過去轉爐復吹採用單路管路供氣，控制系統按復吹模式確定的供氣流量平均調節，分配到兩路管路，如果其中有一路發生異常，系統便不能自動調整流量分配，也不能對其中某一路進行自動控制，影響了復吹的效果。根據轉爐冶煉，復吹效果越好，轉爐生產越經濟，產品質量越高。
冶金企業也在普遍使用爐口水箱和爐帽的水冷，其目的在於防止爐殼的高溫變形，提高服役壽命。
在爐殼與託圈之間，由於熱量散發不出去，該部分爐殼變形最為嚴重，不採取任何冷卻措施，在幾年內就會使轉爐發生大量變形，嚴重者將使轉爐爐殼頂靠託圈，導致不可預見的應力水平，可能損壞爐殼與託圈的連接裝置，影響轉爐安全生產。目前部分企業採用風冷裝置冷卻該部分的爐殼，其目的在於降低爐殼的溫度，減少爐殼蠕變的發生，延長轉爐壽命。
由於轉爐在生產過程中是在不斷旋轉運動的，這就要求有一個匹配的旋轉接頭來適應轉爐上述三個方面的介質需要。其中為了實現復吹風口一對一控制的要求，旋轉接頭的復吹介質也必須要實現多通道，而且互相不能干擾。為了實現對轉爐爐口水箱和爐帽部分的水冷，必須在旋轉接頭設有進水和回水通道，有單獨的密封裝置，互相也不能干涉。為了實現對爐殼與託圈之間風冷的要求，必須在旋轉接頭上設置獨立的風冷通道。上述三個方面的通道互相獨立，不能相互幹涉。現在國內外除了在轉爐水冷方面使用較為普遍外，復吹風口「一對一」單獨控制及爐殼與託圈之間的風冷技術使用基本空白，還沒有有效的推廣。因此，國內的一些旋轉接頭相當簡單，只要設有單獨進水和回水通道就已滿足生產要求。有的廠家根本就不設置旋轉接頭裝置，用加長的金屬軟管來滿足轉爐旋轉的需要，但往往存在著軟管拉斷，漏水的故障發生率相對比較高，而轉爐的高溫生產是比較忌諱漏水現象的。最近也有廠家在多通道復吹上開始研究，取得了進展。該類型的旋轉接頭也有報導。但目前旋轉接頭均沒考慮爐殼與託圈之間的風冷的要求。從了解的國內外相關技術來看，現有的旋轉接頭一般只含有進水出水的通道，有復吹的冶金企業在上面設有復吹用氣的通道，但往往只有一路，然後到了轉爐爐底再分成若干分支分別對應爐底風口，實現向轉爐爐底供氣，但對每個風口的氣體壓力流量均無法實現調控的作用。而且現有的旋轉接頭基本上都沒有考慮風冷的通道。中國專利02286550.0介紹了一種「轉爐水汽旋轉接頭」，該旋轉接頭有進水回水通道，也有多個復吹用氣的通道，它的進水回水通道設在中間空腔內的管子上，無法保證足夠的進水和回水水量。它沒有考慮轉爐強制風冷的壓縮空氣通道，使其不能實現提高轉爐爐身壽命的要求。它將復吹用氣的環形氣道和密封槽均設置在定子上的內壁，由於工藝要求這些部件需要精加工，在孔內加工這些環節顯得相當困難。它在進水管與進氣管之間就設置一道簡單的密封，一旦該道密封失效，將導致嚴重的後果，可能會使水通過轉爐底部的復吹風口進入鋼水，可能引發爆炸等嚴重事故。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種轉爐用多介質旋轉接頭。需要解決的技術問題是提高旋轉接頭內冷卻水流量，降低爐殼和託圈的溫度，降低工件加工難度，提高密封效果。
本實用新型的技術方案為一種轉爐用多介質旋轉接頭，由固定件和旋轉件構成，固定件和旋轉件均為柱狀體，固定件用兩個或三個滾動軸承支撐在旋轉件上，固定件和旋轉件可相對轉動，固定件上開有多個進氣口，旋轉件上設有進水、回水槽，固定件端部設有總進水和回水管法蘭裝置，用以連接外部管道，固定件進、出水口位於管法蘭裝置上、下端。固定件進、出水口與固定件進氣口不在同一水平位置，且方向相互垂直，固定件進、出水口與固定件進氣口之間在不同水平各設置兩道密封圈。旋轉件進水槽和回水槽設置在旋轉件的兩層圓周內。旋轉件端部設有旋轉件通向轉爐的出水口和轉爐通向旋轉件的回水口，在旋轉件內部中間設有空腔，為風冷壓縮空氣通道。旋轉件上對應於固定件進氣口設有圓周槽，並設有內部氣體通道，內部氣體通道連通各個圓周槽。固定件對應的進氣口之間設置兩道密封圈，密封圈之間留有加油口。
本實用新型的有益效果是將進水回水通道設在轉子的兩層圓周內，其優點是保證了足夠的進水和回水水量，確保水路暢通。本實用新型在旋轉件內設置了壓縮空氣通道，對轉爐與託圈之間的轉爐外殼進行有效冷卻，提高了轉爐壽命。本實用新型將復吹用氣的內部氣體通道和圓周槽均設置在旋轉件上，解決了加工難題，使密封更加有效。由於多種介質通過同一個旋轉接頭裝置向轉爐供應，互相隔離不能干涉顯得十分重要。特別復吹用氣是通向熔融的鋼水，一旦水氣混入，有爆炸的危險。因此在本實用新型中特別在這兩種介質之間設置多道密封圈，以確保水不能進入復吹用氣通道。除此之外，還將水氣通道不布置在同一水平面，也是加強其安全性的措施之一。
圖1為本實用新型外部形狀結構示意圖圖2為本實用新型圖1A-A截面結構示意圖圖3為本實用新型在轉爐上工作位置示意圖圖中1-固定件進水口，2-固定件出水口，3-旋轉件，4-旋轉件出氣口，5-固定件，6-旋轉件介質出口，7-軸承端蓋，8-密封圈，9-固定件進氣口，10-圓周槽，11-旋轉件回水槽，12-旋轉件進水槽，13-旋轉件通向轉爐的出水口，14-連接法蘭，15-滾動軸承，16-旋轉件內部氣體通道，17-轉爐通向旋轉件的回水口，18-壓縮空氣通道，19-轉爐，20-託圈，21-風冷噴嘴。
具體實施方式
參照圖3，由固定件5和旋轉件3組成的旋轉接頭通過連接法蘭14與支撐轉爐的託圈20耳軸裝置連接在一起，託圈20通過驅動裝置可以自由360度旋轉，託圈20通過連接裝置帶動轉爐19一起旋轉工作。爐殼與託圈之間由於間隙較小，一般只有100多毫米，轉爐冶煉的高熱量很難從中散發出去，從而導致轉爐爐殼的膨脹變形，擠壓託圈，可能導致轉爐系統的早期失效損壞。現在爐殼與託圈之間的間隙設置風冷噴嘴21對爐殼進行空氣強制冷卻。從而提高爐殼和託圈的使用壽命。參照圖1、2，一種轉爐用多介質旋轉接頭，由固定件5和旋轉件3構成，固定件5和旋轉件3均為柱狀體，固定件5用兩個或三個滾動軸承15支撐在旋轉件3上，固定件5和旋轉件3可相對轉動，固定件上開有4-8個固定件進氣口9，間距為100-200mm，旋轉件3上設有旋轉件進水槽12、旋轉件回水槽11，固定件端部設有總進水和回水管法蘭裝置，用以連接外部管道，管法蘭裝置通過軸承端蓋7與固定件、旋轉件連接，軸承端蓋7與旋轉件之間設有兩道密封圈；固定件進、出水口1、2位於管法蘭裝置上、下端。固定件進、出水口1、2與固定件進氣口9不在同一水平位置，且方向相互垂直。旋轉件進水槽和回水槽12、11設置在旋轉件的兩層圓周內。旋轉件端部設有旋轉件通向轉爐的出水口13和轉爐通向旋轉件的回水口17，在旋轉件內部中間設有空腔，口徑在300-500mm，為風冷壓縮空氣通道18，壓縮空氣通過旋轉介質出口6進入託圈。旋轉件上對應於固定件進氣口設有圓周槽10，並設有旋轉件內部氣體通道16，內部氣體通道連通各個圓周槽10。固定件對應的進氣口之間設置兩道密封圈8，密封圈之間留有加油口。連接法蘭14與旋轉件焊接在一起，實現整個旋轉接頭與託圈的連接。冷卻水通過旋轉接頭固定件進水口1沿著旋轉接頭旋轉件進水槽12到達旋轉件通向轉爐的出水口13實現向轉爐爐帽和爐口水箱供水。轉爐冷卻後的回水通過轉爐通向旋轉件的回水口17沿著旋轉件回水槽11流向旋轉接頭的固定件出水口2，完成整個系統的冷卻水循環。而復吹用惰性氣體通過固定件進氣口9(可以根據工藝需要有四組或更多)，沿著旋轉件上的圓周槽10，通過旋轉件內部氣體通道16，流向通往轉爐的旋轉件出氣口4，實現向轉爐底部的供氣。
權利要求1.一種轉爐用多介質旋轉接頭，由固定件和旋轉件構成，固定件和旋轉件均為柱狀體，固定件用兩個或三個滾動軸承支撐在旋轉件上，固定件和旋轉件可相對轉動，固定件上開有多個進氣口，固定件端部設有總進水和回水管法蘭裝置，用以連接外部管道，其特徵是固定件進、出水口位於管法蘭裝置上、下端，固定件進、出水口與固定件進氣口不在同一水平位置，且方向相互垂直，不同水平各設置密封，旋轉件上設有進水、回水槽，旋轉件進水槽和回水槽設置在旋轉件的兩層圓周內，在旋轉件內部中間設有空腔，為風冷壓縮空氣通道，固定件對應的進氣口之間設置密封。
2.根據權利要求1所述的一種轉爐用多介質旋轉接頭，其特徵是，固定件進、出水口與固定件進氣口之間在不同水平各設置兩道密封圈。
3.根據權利要求1所述的一種轉爐用多介質旋轉接頭，其特徵是，旋轉件端部設有旋轉件通向轉爐的出水口和轉爐通向旋轉件的回水口。
4.根據權利要求1所述的一種轉爐用多介質旋轉接頭，其特徵是，旋轉件上對應於固定件進氣口設有圓周槽，並設有內部氣體通道，內部氣體通道連通各個圓周槽。
5.根據權利要求1所述的一種轉爐用多介質旋轉接頭，其特徵是，固定件對應的進氣口之間設置兩道密封圈，密封圈之間留有加油口。
專利摘要本實用新型涉及一種轉爐旋轉接頭，特別涉及一種轉爐用多介質旋轉接頭。解決現有旋轉接頭冷卻水流量低、無法對爐殼冷卻、工件加工難度大等技術問題。一種轉爐用多介質旋轉接頭，由固定件和旋轉件構成，固定件和旋轉件均為柱狀體，固定件用兩個或三個滾動軸承支撐在旋轉件上，固定件和旋轉件可相對轉動，固定件上開有多個進氣口，固定件端部設有總進水和回水管法蘭裝置，用以連接外部管道，其特徵是固定件進、出水口位於管法蘭裝置上、下端，固定件進、出水口與固定件進氣口不在同一水平位置，且方向相互垂直，不同水平各設置密封，旋轉件上設有進水、回水槽，旋轉件進水槽和回水槽設置在旋轉件的兩層圓周內，在旋轉件內部中間設有空腔，為風冷壓縮空氣通道，固定件對應的進氣口之間設置密封。本實用新型主要用於轉爐煉鋼生產。
文檔編號C21C5/46GK2786135SQ200520041139
公開日2006年6月7日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者黃建東 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司