用於高爐爐頂布料器的密封結構及高爐爐頂布料器的製作方法

2023-11-01 10:49:07 3

專利名稱：用於高爐爐頂布料器的密封結構及高爐爐頂布料器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種密封結構，尤其涉及一種用於高爐爐頂布料器的密封結構及高爐爐頂布料器，屬於密封領域。
背景技術：
高爐爐頂裝料設備是高爐煉鐵的關鍵設備，該設備能否滿足工藝要求直接制約著高爐的產量。近二十年高爐爐頂裝料設備逐步用無料鍾爐頂替代鍾式爐頂，改變了原來布料形式單一、工藝性能及操作控制性能差、維護檢修困難的狀況，實現了精確布料，提高了高爐冶煉技術水平和效率。布料器是高爐煉鐵無料鍾爐頂設備中實現料流控制的關鍵設備。為了防止高爐內高溫且帶有大量粉塵的荒煤氣進入到布料器的內腔，影響布料器的正常運行，因此需要採用密封結構進行密封。目前國內外的布料器採用水冷氮封的方式密封，但是由於高爐煉鐵狀況複雜，控制合理的氮氣密封間隙非常困難。目前具體的密封結構主要為圖1中所採用的大環縫間隙結構A和圖2中所採用的迷宮密封結構B兩種。該兩種結構中喉管101與旋轉套筒102之間，以及旋轉套筒102與水冷底盤103之間密封后的間隙過大(3 5mm)。 間隙過大，充入布料器內腔的氮氣無法與高爐內部形成壓力差，無法實現真正的氮氣密封， 布料器內腔往往積灰嚴重，十分影響布料器使用壽命，不但氮氣消耗量異常巨大，而且會影響後續煤氣質量。但是如果間隙過小，爐頂溫度一旦升高，將會導致布料器卡死不能正常工作，嚴重影響高爐生產。

實用新型內容鑑於現有技術中存在的上述問題，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種對高溫適應性好、密封效果高、能實現真正的氮氣密封的用於高爐爐頂布料器的密封結構。為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下技術方案一種用於高爐爐頂布料器的密封結構，包括擱置於所述高爐爐頂布料器的旋轉套筒的上端面上並套設在所述高爐爐頂布料器的喉管的下部的密封環以及擱置於所述高爐爐頂布料器的水冷底盤的上端面上並套設在所述旋轉套筒的下端的滑環。作為優選，所述密封環為圓環狀，且採用不鏽鋼材料製成。作為優選，所述滑環由至少三瓣滑片段通過彈簧首尾相接構成。作為優選，所述滑環由六瓣滑片段通過彈簧首尾相接構成。作為優選，所述滑環的外圓周上開設有環形凹槽，每瓣所述滑片段的兩端的環形凹槽內分別設置固定塊，所述彈簧的兩端分別連接在相鄰兩瓣所述滑片段相對端的固定塊上。作為優選，還包括活結螺栓，所述固定塊上開設固定孔，所述活結螺栓穿設在所述固定孔內，所述活結螺栓的螺杆端設置有螺母，相鄰兩瓣所述滑片段相對端的固定塊的固定孔內的所述活結螺栓的栓頭分別與所述彈簧的兩端連接。[0011]作為優選，所述滑環的內圓面靠近水冷底盤的一側的內徑大於遠離水冷底盤的一側的內徑。作為優選，在所述水冷底盤上設置多個沿所述滑環的外圓周均布用於限制所述滑環向上浮動的範圍的壓板。作為優選，所述密封環與所述喉管之間的間隙小於1. Omm ；所述滑環與所述旋轉套筒之間的間隙小於0. 05mm。本實用新型同時公開了高爐爐頂布料器，包括旋轉套筒、用於驅動所述旋轉套筒旋轉的驅動裝置、位於旋轉套筒外側的布料器內腔、溜槽、喉管和水冷底盤，所述喉管位於所述旋轉套筒的上方，所述溜槽位於所述喉管下方並與所述旋轉套筒連接；所述水冷底盤設置於所述旋轉套筒的下方，其中所述旋轉套筒的上端面上擱置上面所述的密封環，所述密封環套設在所述喉管的下部，所述水冷底盤的上端面上擱置上面所述的滑環，所述滑環套設在所述旋轉套筒的下端。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於本實用新型的用於高爐爐頂布料器的密封結構高溫適應性好，能使布料器內腔與高爐內部形成壓差，有效阻止高爐荒煤氣及爐塵進入布料器內部，實現真正的氮氣密封，從而延長布料器的使用壽命，同時減少了氮氣的消耗量，節約了能源。

圖1為現有技術中高爐爐頂布料器的大環縫間隙密封結構剖視圖。圖2為現有技術中高爐爐頂布料器的迷宮密封結構剖視圖。圖3為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構的剖視圖。圖4為圖3中C部分的放大圖。圖5為圖4中D部分的放大圖。圖6為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑環的立體結構示意圖。圖7為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑環的主視圖。圖8為圖7中的滑環的俯視圖。圖9為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑片段的立體結構示意圖。圖10為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑片段的另一方向的立體結構示意圖。圖11為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的活結螺栓的立體結構示意圖。圖12為本實用新型的高爐爐頂布料器的局部結構剖視圖。附圖標記說明1-旋轉套筒2-密封環3-喉管4-滑環5-水冷底盤6-滑片段7-彈簧8-環形凹槽[0033]9-固定塊11-活結螺栓
10-固定孔 12-螺母 14-螺杆 16-螺栓13-栓頭孔15-壓板17-驅動裝置19-溜槽
18-布料器內腔 20-高爐內部腔室
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。圖3為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構的剖視圖。圖4為圖3中 A部分的放大圖。圖5為圖4中B部分的放大圖。如圖3至5所示，本實用新型實施例公開的用於高爐爐頂布料器的密封結構，包括密封環2和滑環4。如圖4所示，密封環2靠重力擱置於所述高爐爐頂布料器的旋轉套筒1的上端面， 在旋轉套筒1旋轉時，密封環2與旋轉套筒1間可以發生相對滑動。密封環2同時套設在喉管3的下部，如圖4所示，密封環2與喉管3之間存在一定的間隙L，在本實施例中該間隙 L小於1. 0mm。在正常情況下，密封環2不發生移動或運動，並與不旋轉的喉管3之間保持相對靜止狀態，當溫度異常(高於300°C)時，密封環2與喉管3之間由於熱膨脹卡死，即密封環2緊箍在喉管3上，但不會影響旋轉套筒1的旋轉。因此在任何情況下都能起到很好的密封效果。本實施例中，密封環2為圓環狀，並採用耐磨、防鏽蝕材料製成，如不鏽鋼或其他耐磨防鏽蝕材料。如圖5所示，滑環4擱置於所述高爐爐頂布料器的水冷底盤5的上端面上，並且套設在旋轉套筒1的下端，滑環4與旋轉套筒1之間存在一定的間隙，在本實施例中該間隙為小於0. 05mm。滑環4在旋轉套筒1的帶動下能在水冷底盤5上滑動。圖6為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑環的立體結構示意圖。圖7為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑環的主視圖。圖8為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑環的俯視圖。圖9為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑片段的立體結構示意圖。圖10為本實用新型的用於高爐爐頂布料器上的密封結構中的滑片段的另一方向的立體結構示意圖。本實施例的滑環4由圖9和圖10示出的至少三瓣滑片段6通過彈簧7首尾相接構成。如圖6和圖7 所示，滑環4優選由六瓣滑片段6通過彈簧7首尾相接構成。滑片段6之間可以相互滑動但又能保證滑環4形狀的完整性，能適應異常爐況時由於溫升引起的喉管3的熱膨脹，確保此時的密封結構仍然有效。結合圖6至圖10，滑環4的外圓周上開設有環形凹槽8，每瓣滑片段6的環形凹槽 8的兩端的內部分別設置固定塊9，彈簧7的兩端分別連接在相鄰兩瓣滑片段6相對端的固定塊9上，以便通過彈簧7使相鄰兩瓣滑片段6的首尾相接。為了能夠方便的調節彈簧7的狀態(自然狀態或張緊狀態)，固定塊9上設有軸線沿環形凹槽8的固定孔10，每個固定孔 10內均穿設一如圖11所示的活結螺栓11，活結螺栓11的螺杆14上設置有螺母12，相鄰兩瓣滑片段6相對端的固定塊9的固定孔10內的活結螺栓11的栓頭分別與彈簧7的兩端連接，如圖6所示，彈簧7的端頭分別鉤在活結螺栓11的栓頭孔13內。通過調節螺母12，便能調節活結螺栓11的螺杆14伸出固定孔10的長度，使得彈簧7處於所需要的自然狀態或者略有張緊的狀態。六瓣滑片段6依靠彈簧7拉靠在一起，正常情況下，滑環4的內徑與套接處旋轉套筒1的外徑相適應，間隙小於0. 05mm,當爐頂溫度升高時，滑環4隨著旋轉套筒1的膨脹一起向外擴張並在固定的水冷底盤5上滑動，此時由於彈簧的拉緊力，使得滑環4與旋轉套筒之間仍然能保持極小的間隙，從而實現對環境的適應，並能起到很好的密封效果。如圖3和圖5所示，作為本實施例的一種優選方案，滑環4的內圓面靠近水冷底盤 5 一側的內徑大於遠離水冷底盤5 —側的內徑，這樣能有效減少熱膨脹時滑環4與旋轉套筒 1之間的接觸面積，保證滑環4不會抱死在旋轉套筒1上。再次結合圖3和圖5，作為本實施例的再一種優選方案，為了進一步限定滑環4，在水冷底盤5設置多瓣繞滑環4的外圓周均布的用於限制滑環4向上浮動的範圍的壓板15， 壓板15通過螺栓16與水冷底盤5連接。如圖12所示，本實用新型公開的高爐爐頂布料器，包括旋轉套筒1、用於驅動旋轉套筒1旋轉的驅動裝置17、位於旋轉套筒1外側的布料器內腔18、溜槽19、喉管3和水冷底盤5，喉管3位於旋轉套筒1的上方，溜槽19位於喉管3下方並與旋轉套筒1連接；水冷底盤5設置於旋轉套筒1的下方。為了防止高爐內部腔室20內部的高溫煤氣進入布料器內腔18而影響布料器的性能，在旋轉套筒1的上端面上擱置密封環2，並且密封環2套設在喉管3的下部，水冷底盤5的上端面上擱置滑環4，並且滑環4套設在旋轉套筒1的下端。當布料器內腔18中充入氮氣時，由於密封環2和滑環4的設置使布料器內腔18與高爐內部形成壓差，從而實現真正的氮氣密封。在高爐爐頂布料器上設置密封結構時，首先根據布料器的喉管3的外徑，按照預留Imm餘量的原則確定密封環2的尺寸，然後按照下部水冷底盤5上部的外徑尺寸以及旋轉套筒1下部的迴轉直徑尺寸確定滑環4的尺寸。安裝時，將密封環2套在喉管3上並使其靠重力擱置於旋轉套筒1的上端即可。將多瓣滑片段6先按照旋轉套筒1的迴轉直徑首尾相接圍成一個圓形，在再相鄰兩瓣滑片段6之間通過活結螺栓11安裝彈簧7，通過調解螺母12和活結螺栓11的長度，使得彈簧7處於自然狀態或者略有張緊狀態，最後在水冷底盤 5上沿滑環4的外圓周通過螺栓16安裝多個壓板15。以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用於限制本實用新型，本實用新型的保護範圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護範圍內，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，包括擱置於所述高爐爐頂布料器的旋轉套筒的上端面上並套設在所述高爐爐頂布料器的喉管的下部的密封環以及擱置於所述高爐爐頂布料器的水冷底盤的上端面上並套設在所述旋轉套筒的下端的滑環。
2.根據權利要求1所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，所述密封環為圓環狀，且採用不鏽鋼材料製成。
3.根據權利要求1所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，所述滑環由滑片段通過彈簧首尾相接構成。
4.根據權利要求3所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，所述滑環由六瓣滑片段通過彈簧首尾相接構成。
5.根據權利要求3或4所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，所述滑環的外圓周上開設有環形凹槽，每瓣所述滑片段的兩端的環形凹槽內分別設置固定塊，所述彈簧的兩端分別連接在相鄰兩瓣所述滑片段相對端的固定塊上。
6.根據權利要求5所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，還包括活結螺栓，所述固定塊上開設固定孔，所述活結螺栓穿設在所述固定孔內，所述活結螺栓的螺杆端設置有螺母，相鄰兩瓣所述滑片段相對端的固定塊的固定孔內的所述活結螺栓的栓頭分別與所述彈簧的兩端連接。
7.根據權利要求1所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於，所述滑環的內圓面靠近水冷底盤的一側的內徑大於遠離水冷底盤的一側的內徑。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於， 在所述水冷底盤上設置多個沿所述滑環的外圓周均布的用於限制所述滑環向上浮動的範圍的壓板。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構，其特徵在於， 所述密封環與所述喉管之間的間隙小於1. Omm ；所述滑環與所述旋轉套筒之間的間隙小於 0. 05mmo
10.高爐爐頂布料器，包括旋轉套筒、用於驅動所述旋轉套筒旋轉的驅動裝置、位於旋轉套筒外側的布料器內腔、溜槽、喉管和水冷底盤，所述喉管位於所述旋轉套筒的上方，所述溜槽位於所述喉管下方並與所述旋轉套筒連接；所述水冷底盤設置於所述旋轉套筒的下方，其特徵在於，還包括如權利要求1至9中任一項所述的用於高爐爐頂布料器的密封結構。
專利摘要本實用新型公開了一種用於高爐爐頂布料器的密封結構及高爐爐頂布料器，所述密封結構包括擱置於所述高爐爐頂布料器的旋轉套筒的上端面上並套設在所述高爐爐頂布料器的喉管的下部的密封環以及擱置於所述高爐爐頂布料器的水冷底盤的上端面上並套設在所述旋轉套筒的下端的滑環。本實用新型的用於高爐爐頂布料器的密封結構高溫適應性好，能使布料器內腔與高爐內部形成壓力差，有效阻止高爐荒煤氣及爐塵進入布料器內部，實現真正的氮氣密封，從而延長布料器的使用壽命，同時減少了氮氣的消耗量，節約了能源。
文檔編號C21B7/20GK202116573SQ20112016141
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者倪建通, 馮文強, 劉同春, 華成, 周永利, 宋訓雷, 李鳳茹, 王曉麗, 袁志勇, 許振東, 陳曉光 申請人:秦皇島秦冶重工有限公司