CN101762170B - 一种环冷机及其烟气罩液密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟气罩液密封装置，用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间，包括分别设置于台车内、外侧栏板上的内环形液槽和外环形液槽，其所述内环形液槽与所述台车的内侧栏板的栏板面之间的支撑板上以及所述外环形液槽与所述台车的外侧栏板的栏板面之间的支撑板上，分别开设有若干排尘孔；与每个排尘孔相对应地，所述支撑板的下表面上设置有可拆卸连接的法兰，以便于封堵排尘孔。在确保烟气罩与环冷机台车之间可靠密封的基础上，提高环冷机的运行稳定性。在此基础上，本发明还提供一种具有该烟气罩液密封装置的环冷机。

Description

一种环冷机及其烟气罩液密封装置

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种环冷机及其烟气罩液密封装置。

背景技术

在钢铁冶炼工艺过程中，环冷机设置于烧结工序和矿料入炉工序之间，用于冷却烧结的矿料。环冷机的整体呈圆环状，烧结完成后的矿料通过环冷机台车在环冷机中运行一周，进而完成矿料的冷却。

请参见图1和图2，其中，图1为环冷机的整体结构示意图，图2为环冷机的径向(指向环冷机中心)剖视图。

环冷机10大致分为高温区I区、中温区II区、低温区III区和非冷却区IV区。工作过程中，烧结机(图中未示出)烧结完成后的矿料被输送到环冷机台车11的篦板12上，环冷机台车11实时围绕环冷机10的中心匀速转动；与此同时，鼓风机经环形总风管13吹入的冷风从下向上穿过篦板12，从而强制穿过篦板12上的矿料层，与矿料进行充分热交换形成热烟气后排出。

进入高温区的矿料温度在750℃-850℃之间，常温的冷却风在该高温区与矿料充分热交换后，形成温度达350℃-400℃的高温烟气。环冷机台车11经高温区运行至中温区后，矿料的温度有所降低，这样，经中温区排出的烟气温度在200℃-350℃之间。经过中温区后，环冷机台车11运行至低温区，此时矿料温度进一步降低，低温区排放烟气的温度一般低于200℃。经低温区后，矿料温度降至150℃以下，在非冷却区被送入下一工序，完成矿料冷却。

众所周知，在矿料冷却过程中所排放的热烟气包含有大量的余热，约占总能耗热能的49％，回收和利用这些余热，显得极为重要；若热烟气直 接排放至大气中，不仅造成大气的污染，还大大浪费了能源。为此，部分钢铁企业回收高温区的热烟气，并利用高温烟气的热能进行发电、烧水。

现有技术中，烟气罩15设置在环冷机台车11之上，其内腔形成排烟道14以收集从环冷机台车11上排放的热烟气。如图3和图4所示，在环冷机台车的内侧栏板16的内侧和外侧栏板17的外侧分别设有一内环形液槽18和一外环形液槽19，环冷机台车运动时，内环形液槽18和外环形液槽19带动其内的液体相对于烟气罩15的内侧板151和外侧板152转动；由于液体的流动性和密封性，因而可以实现烟气罩15与环冷机台车11之间的密封。即能够防止排烟道内的热烟气因外漏而损失，又能够防止冷空气渗入而降低烟气温度，大大地提高了余热利用效率；同时，还可以防止排烟道内烟尘外泄造成环冷机周边的粉尘污染。

然而，受内、外侧栏板的上沿与内、外环形液槽的内侧板上沿及内、外密封盖板之间位置关系的限制，烟气罩内的粉尘及小颗粒极易进入内、外环形液槽中；这样，蓄积于内、外环形液槽中的粉尘及小颗粒达到一定高度后，使得内环形液槽和外环形液槽的转动阻力增大，甚至导致环冷机无法正常工作。此外，出现上述状况时只能停机进行清理维护作业，进而影响整个生产进程。

有鉴于此，亟待针对现有烟气密封罩环形液槽进行优化设计，以有效避免停机维护所存在的缺陷。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种烟气罩液密封装置，在确保烟气罩与环冷机台车之间可靠密封的基础上，提高环冷机的运行稳定性。在此基础上，本发明还提供一种具有该烟气罩液密封装置的环冷机。

本发明提供的烟气罩液密封装置，用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间，包括分别设置于台车内、外侧栏板上的内环形液槽和外环形液槽，还包括内插板和外插板；所述内插板与所述烟气罩的内侧板固定连接，其下 沿置于所述内环形液槽的液面以下且与所述内环形液槽的槽底之间具有间隙；所述外插板与所述烟气罩的外侧板固定连接，其下沿置于所述外环形液槽的液面以下且与所述外环形液槽的槽底之间具有间隙；且所述内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩侧的槽侧板上沿分别高于所述烟气罩的内、外侧板的下沿。

优选地，所述内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩侧的槽侧板上沿分别高于另一侧的槽侧板上沿。

优选地，所述内插板和外插板分别呈圆弧状，且与所述烟气罩的圆心角相等。

优选地，所述内插板和外插板分别与烟气回收区的烟气罩圆心角相等。

优选地，所述内环形液槽和外环形液槽的槽侧板上分别设置有环形加强筋；所述内插板和外插板上分别设置有圆弧状加强筋。

优选地，所述内环形液槽与所述台车的内侧栏板的栏板面之间的支撑板上以及所述外环形液槽与所述台车的外侧栏板的栏板面之间的支撑板上，分别开设有若干排尘孔；与每个排尘孔相对应地，所述支撑板的下表面上设置有可拆卸连接的法兰，以便于封堵排尘孔。

优选地，所述内插板依次通过第一、二内连接附座与所述烟气罩的内侧板固定连接；所述外插板依次通过第一、二外连接附座与所述烟气罩的外侧板固定连接。

优选地，所述内插板的上沿固设有水平连接板，且该水平连接板置于第一内连接附座的下方，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有径向设置的长形螺栓安装孔；所述外插板的上沿固设有水平连接板，且该水平连接板置于第一外连接附座的下方，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有径向设置的长形螺栓安装孔。

优选地，所述第一内连接附座置于第二内连接附座的内侧，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有竖向设置的长形螺栓安装孔；所述第一外连接附座置于第二外连接附座的外侧，两者之间采用螺纹紧固 件连接固定，且两者之一开有竖向设置的长形螺栓安装孔。

本发明提供的环冷机，包括用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间的如前所述的烟气罩液密封装置。

本发明结构设计合理、可靠，与现有技术相比具有以下有益的技术效果：

首先，本发明的内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩一侧的槽侧板上沿分别高于所述烟气罩的内、外侧板的下沿，可有效避免烟气罩内热烟气中夹杂的粉尘及小颗粒进入内环形液槽和外环形液槽中；避免了因积尘过多而影响内、外环形液槽相对于内、外插板的转动阻力，从而大大提高了环冷机的工作稳定性。同时，本发明通过分别与烟气罩连接的内插板和外插板实现可靠的液密封，具有较好的装配工艺性。

其次，在本发明优选方案中，内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩一侧的槽侧板上沿分别高于另一侧的槽侧板上沿；充液操作过程中，特别是充液操作监控不当时，过多的液体将经远离烟气罩一侧的槽侧板流出，可避免液体经近烟气罩一侧的槽侧板流入烟气罩下方的台车上，淋湿台车上的成品矿料，可进一步提高环冷机的工作稳定性。

再次，在本发明的另一优选方案中，内环形液槽和外环形液槽的槽侧板上分别设置有环形加强筋，且在内插板和外插板上亦分别设置有圆弧状加强筋，以提高相应部件的整体刚度并保证相应部件的圆度，从而可最大限度的减小槽侧板及内、外插板的厚度，降低制造成本。

第四，在本发明的又一优选方案中，内、外插板分别通过两个连接附座与烟气罩相连接，并且在两个连接关系中均有一个待连接的部件设置有可调节位置的长形孔，从而可以实现内、外插板分别相对于液槽的径向和竖向相对位置的调节，以提高其装配工艺性；同时，在确保装配精度的基础上，可以降低对于各零部件加工精度的要求，进一步降低本发明的制造成本。

附图说明

图1是现有环冷机的整体结构示意图；

图2是现有环冷机的径向剖视图；

图3是图2的A部放大图；

图4是图2的B部放大图；

图5是具体实施方式中所述环冷机的径向剖视图；

图6是图5的C部放大图；

图7是图5的D部放大图；

图8是图7的E向局部视图；

图9是图7的F向局部视图；

图10是图5的G-G剖面图；

图11是图10的H部放大图；

图12是图10的I部放大图。

图5-图12中：

环冷机50、烟气罩51、排烟道511、内侧板512、外侧板513、支架52、台车53、内侧栏板54、支撑板541、外侧栏板55、支撑板551、内环形液槽56、槽底561、槽侧板562、槽侧板563、环形加强筋564、环形加强筋565、外环形液槽57、槽底571、槽侧板572、槽侧板573、环形加强筋574、环形加强筋575、内插板58、水平连接板581、长形螺栓安装孔582、加强筋583、外插板59、水平连接板591、加强筋592、第一内连接附座61、长形螺栓安装孔611、第二内连接附座62、第一外连接附座71、第二外连接附座72、排尘孔811、排尘孔812、法兰821、法兰822。

具体实施方式

本发明的核心是针对烟气罩液密封的结构关系进行改进设计，从而在确保烟气罩与环冷机台车之间可靠密封的基础上，提高环冷机的运行稳定性。

不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

本文中所涉及的内、外等方位词是以环冷机中心作为基准定义的，应当理解，所述内、外等方位词的使用并不限定本申请请求保护的范围。

请参见图5，该图是本实施方式所述环冷机的径向剖视图。

烟气罩51吊装在环冷机50的支架52上，整体呈与环冷机50同心设置的圆环状。台车53围绕环冷机50的中心回转运动，台车53的内、外两边分别设置有内侧栏板54和外侧栏板55，内侧栏板54的液槽支撑板541上设置有内环形液槽56，外侧栏板55的液槽支撑板551上设置有外环形液槽57，内环形液槽56和外环形液槽57的整体呈与环冷机50同心设置的圆环状。

内环形液槽56和外环形液槽57用于注入一定高度的液体，以在烟气罩51与台车53之间形成液密封；从而在保证烟气罩51与台车53之间的相对运动的同时，还可以使烟气罩51与台车53之间实现密封，可有效防止排烟道511内的热烟气外漏及冷空气渗入，提高余热利用效率。

需要说明的是，该环冷机50的送风系统、支架52、台车53及烟气罩51等主要功能部件的结构及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。为详细阐述烟气罩液密封的具体结构及其连接关系，请一并参见图6和图7，其中，图6是图5的C部放大图，图7是图5的D部放大图。

如图7所示，内插板58与烟气罩51的内侧板512固定连接，其下沿置于内环形液槽56的液面以下；同时，内插板58的下沿与内环形液槽56的槽底561之间具有间隙，以便于内环形液槽56与内插板58之间相对运动的可靠性。

如图6所示，外插板59与烟气罩51的外侧板513固定连接，其下沿置于外环形液槽57的液面以下；同样，外插板59的下沿与外环形液槽57的槽底571之间具有间隙，以便于外环形液槽57与外插板59之间相对运动的可靠性。

内环形液槽56和外环形液槽57的近烟气罩51一侧的槽侧板上沿分别 高于烟气罩51的内侧板512和外侧板513的下沿；从而可有效避免烟气罩内热烟气中夹杂的粉尘及小颗粒进入内环形液槽56和外环形液槽57中。

当然，内插板58和外插板59可以直接与烟气罩51固定连接，也可以采用可拆卸连接方式。如图所示，内插板58依次通过第一内连接附座61和第二内连接附座62与烟气罩51的内侧板512相连接；外插板59依次通过第一外连接附座71和第二外连接附座72与烟气罩51的外侧板513相连接。

应当理解，在内、外液槽与内、外插板之间，其中任何一个部件的偏差过大均将影响两者的相对运动关系，因此，需要有效保证各部件的形位公差就可以满足使用需要。然而，由于环冷机外形尺寸较大，严格控制各部件的形位公差必然会大大提高环冷机的制造成本。为此，在本方案中，内插板58与内侧板512及外插板59与外侧板513之间相对位置关系是可以调整的，也就是说，两者之间的径向位置关系和竖向位置关系是可以调整的。

具体来看，内插板58的上沿固设有水平连接板581，且该水平连接板581置于第一内连接附座61的下方；两者之间采用螺纹紧固件连接固定；请一并参见图8，该图是图7的E向局部视图。图8中所示，水平连接板581上开设有径向设置的长形螺栓安装孔582，以根据实际需要调节内插板58相对于内环形液槽56的径向相对位置关系。实际上，该长形螺栓安装孔也可以设置在第一内连接附座61上(图中未示出)，只要满足调整的使用要求均在本申请请求保护的范围内。

第一内连接附座61置于第二内连接附座62的内侧，两者之间采用螺纹紧固件连接固定。结合图9所示，该图是图7的F向局部视图，第一内连接附座61上开有竖向设置的长形螺栓安装孔611，以根据实际需要调节内插板58相对于内环形液槽56的竖向相对位置关系。同样，该长形螺栓安装孔也可以设置在第二内连接附座62上(图中未示出)。

如图6所示，外插板59的上沿固设有水平连接板591，且该水平连接 板591置于第一外连接附座71的下方，两者之间采用螺纹紧固件连接固定；同理，第一外连接附座71或者水平连接板591上开有径向设置的长形螺栓安装孔(图未示，可参见图8)，以调节两者外插板59相对于外环形液槽57之间的径向相对位置关系。第一外连接附座71置于第二外连接附座72的外侧，两者之间采用螺纹紧固件连接固定；第一外连接附座71或者第二外连接附座72上开有竖向设置的长形螺栓安装孔(图中未示出，可参见图9)。因此，可以实现内、外插板分别相对于液槽的径向和竖向相对位置的调节，以提高其装配的工艺性；同时，在确保装配精度的基础上，可以降低对于各零部件加工精度的要求，进一步降低本发明的制造成本。

在环冷机运行之初或者运行一段时间后，均需要向内环形液槽56和外环形液槽57内注水至一定的高度，以满足液密封的要求；为避免监控不利导致槽内液体向烟气罩一侧溢出，而淋湿台车53上的矿料，本方案提出了以下设计：如图7所示，内环形液槽56的近烟气罩51一侧的槽侧板562上沿高于另一侧槽侧板563上沿；如图6所示，外环形液槽57的近烟气罩51一侧的槽侧板572上沿高于另一侧的槽侧板573上沿。这样，注水过程中出现溢水时，槽内的水将分别经槽侧板563和槽侧板573一侧溢出，可进一步提高环冷机的工作稳定性。

内插板58和外插板59分别呈圆弧状，且与烟气罩51的圆心角相等。具体请一并参见图10、图11和图12，其中，图10是图5的G-G剖面图；图11是图10的H部放大图；图12是图10的I部放大图。

图中所示，烟气罩51覆盖于环冷机的高温区、中温区和低温区的上方，也就是说，本实施方式所述环冷机将高温区、中温区和低温区排出的热烟气全部回收，进行余热采集。

特别说明的是，对于综合考虑制造成本和运行成本的环冷机来说，往往只收集高温区的热烟气，此时，前述烟气罩仅覆盖于高温区的环冷机上方，内插板58和外插板59亦仅分别设置于高温区的内环形液槽56和外环形液槽57中(图中示未出)。也就是说，内插板58和外插板59分别与烟 气回收区的烟气罩51的圆心角相等。

此外，对于板材构件来说，板材厚度的设置往往受到两个方面的约束，一方面材料过厚影响产品制造成本，另一方面材料过薄无法满足正常使用的刚性需求，为此，本方案在相关部件上设置有加强筋，以提高相应部件的整体刚度并保证相应部件的圆度。如图7所示，本方案的内环形液槽56的两个槽侧板562、563上分别设置有环形加强筋564、565，内插板58上设置有圆弧状加强筋583；如图6所示，本方案的外环形液槽57的两个槽侧板572、573上分别设置有环形加强筋574、575，外插板59上分别设置有圆弧状加强筋592。

图中所示，前述各加强筋均采用槽钢拼焊而成。当然，也可以采用其它截面形状的型材拼焊，只要满足最大限度的减小槽侧板及内、外插板的厚度需要均在本申请请求保护的范围内。

由于热烟气的过热，为避免热烟气与液槽内的水进行热交换影响，内环形液槽56与烟气罩51的内侧板512之间及外环形液槽57与烟气罩51的外侧板513之间均设置有一定的间隔；这样，依然会有烟尘或者小颗粒经烟气罩51的两侧板与两侧栏板之间的缝隙进入液槽与烟气罩之间的空间内。

针对这种现象，本方案的内环形液槽56与台车的内侧栏板54的栏板面之间的支撑板541上以及外环形液槽57与台车的外侧栏板55的栏板面之间的支撑板551上，分别开设有若干排尘孔811、812；与每个排尘孔相对应地，支撑板的下表面上设置有可拆卸连接的法兰821、822，以便于封堵排尘孔。如此设计，以便于及时将法兰拆卸下来，清理液槽与烟气罩之间的空间积存的粉尘颗粒。

本发明不仅可应用到钢铁冶炼领域的环冷机中，还可应用到其他领域的热能再利用系统中，例如，水泥生产，发电等领域。以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.烟气罩液密封装置，用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间，包括分别设置于台车内、外侧栏板上的内环形液槽和外环形液槽，其特征在于，还包括：

内插板，与所述烟气罩的内侧板固定连接，其下沿置于所述内环形液槽的液面以下且与所述内环形液槽的槽底之间具有间隙；和

外插板，与所述烟气罩的外侧板固定连接，其下沿置于所述外环形液槽的液面以下且与所述外环形液槽的槽底之间具有间隙；且

所述内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩一侧的槽侧板上沿分别高于所述烟气罩的内、外侧板的下沿；

所述内环形液槽与所述台车的内侧栏板的栏板面之间的支撑板上以及所述外环形液槽与所述台车的外侧栏板的栏板面之间的支撑板上，分别开设有若干排尘孔；与每个排尘孔相对应地，所述支撑板的下表面上设置有可拆卸连接的法兰，以便于封堵排尘孔。

2.根据权利要求1所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内环形液槽和外环形液槽的近烟气罩一侧的槽侧板上沿分别高于另一侧的槽侧板上沿。

3.根据权利要求1或2所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内插板和外插板分别呈圆弧状，且与所述烟气罩的圆心角相等。

4.根据权利要求3所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内插板和外插板分别与烟气回收区的烟气罩圆心角相等。

5.根据权利要求4所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内环形液槽和外环形液槽的槽侧板上分别设置有环形加强筋；所述内插板和外插板上分别设置有圆弧状加强筋。

6.根据权利要求1或2所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内插板依次通过第一、二内连接附座与所述烟气罩的内侧板固定连接；所述外插板依次通过第一、二外连接附座与所述烟气罩的外侧板固定连接。

7.根据权利要求6所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述内插板的上沿固设有水平连接板，且该水平连接板置于第一内连接附座的下方，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有径向设置的长形螺栓安装孔；所述外插板的上沿固设有水平连接板，且该水平连接板置于第一外连接附座的下方，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有径向设置的长形螺栓安装孔。

8.根据权利要求7所述的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述第一内连接附座置于第二内连接附座的内侧，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有竖向设置的长形螺栓安装孔；所述第一外连接附座置于第二外连接附座的外侧，两者之间采用螺纹紧固件连接固定，且两者之一开有竖向设置的长形螺栓安装孔。

9.环冷机，包括用于烟气罩与台车内、外侧栏板之间的烟气罩液密封装置，其特征在于，所述烟气罩液密封装置如权利要求1至8中任一项所述。

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