CN102498361A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于密封电极通孔的密封装置(1)，其对杆电极结构产生机械密封压力的加压介质是惰性气体，例如氮气。将产生的密封环(6)压在杆电极结构(4)上的加压机构包括包围密封环(6)的气体分布腔(8)；第一通道(9)，为软管(14)和气体分布腔(8)之间的惰性气体提供流动通道；设置于密封环(6)的密封面(7)的环形槽(10)；以及第二通道(11)，设于密封环(6)中，并且为从气体分布腔到槽(10)的气体提供流动通道，以便排出密封面(7)和杆电极结构(4)之间的气体。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及一种冶金中使用的电弧炉中的电极密封。本发明涉及如权利要求1前序部分所限定的密封装置。
背景技术
电弧炉是一种被用来熔化金属和/或清除熔渣的电操作炉。炉的操作基于电弧，电弧在分离的电极之间燃烧，或在电极与被熔原料之间燃烧。炉通过交流或直流电工作。当电弧在原料与电极之间燃烧时，热量在电弧中产生，并且也在要被熔化的原料中产生。能量被传导进入竖直电极，竖直电极相对炉的中点对称地设置在三角形中。当电极的端部磨损时，经常调整电极在炉中的组装深度。
电极通过位于炉顶壁的通孔延伸到炉中。通孔的直径比电极的直径大，以便确保所述电极自由运动，并且为了避免电极与顶壁之间的接触。电极与顶壁孔径之间留有的缝隙必须通过密封装置密封，以免气体从炉内通过该孔进入到大气，并且另一方面以免空气从大气中进入炉。
现有技术中已知的用于密封电极和顶壁孔之间留下的缝隙的密封装置是通过机械密封，例如通过石墨环、石墨绳密封件等等，其被液压压在电极上。例如在公开文献FI 81197、FI 64458、DE 1540876和SE 445744中已知各种机械密封装置。在石墨环和绳密封件之间用来产生液压压力的液压介质是水。
已知的密封装置的缺点是利用水作为与密封相关的加压介质，因为在故障情况下，水可能意外地进入炉。当水被引入高温的炉气氛时，可能发生危险的水煤气爆炸。
发明内容
本发明的目的在于消除上述的缺点。
本发明另一个目的在于介绍一种避免使用水的密封装置。
根据本发明的一种密封装置，其特征在权利要求1中进行阐述。
根据本发明所述的一种密封装置包括可以附接于盖的环形框架；由石墨元件形成的密封环，包括密封面并且可以支撑在框架上，以便运动，使得密封面可以压在杆电极结构上；将密封环压在杆电极结构上的机构；石墨绳密封件，其设置在密封环上方并且支撑在框架上，以被压在杆电极结构上；环绕石墨绳密封件设置的软管，在框架和石墨绳密封件之间，并且能够通过加压介质加压使软管膨胀，用于将石墨绳密封件压在杆电极结构上以产生在密封中所需的压力。
根据本发明，加压介质是惰性气体，例如氮气。将密封环压在杆电极结构上的机构包括包围密封环的环形气体分布腔；第一通道，用于在软管和气体分布腔之间为惰性气体提供流动通道；环形槽，设于密封环的密封面中；以及第二通道，设于密封环中，并且为从气体分布腔到槽的气体提供流动通道，以便挤出密封面和杆电极结构之间的气体。
本发明的一个优点是所使用的加压介质不是水而是惰性气体，消除了由可能的泄漏导致的水煤气爆炸的风险。
在密封装置的一个实施例中，将密封环压在杆电极结构上的机构包括多个设置用于在框架和密封环之间起作用的压缩弹簧。
在密封装置的一个实施例中，框架包括金属的双层壳构造，双层壳结构包括内壳和外壳，内壳和外壳间隔开，从而在内壳和外壳之间形成用于冷却剂的环形空间。使用的冷却剂是空气。因为水不用作框架内的冷却剂，因此即使冷却剂漏入炉也不会发生水煤气爆炸。
在密封装置的一个实施例中，密封装置设置有耐火衬，其设置在框架和电极结构之间。在耐火衬和电极结构之间，设置空隙，该空隙为气体进入炉提供流动通道。
在密封装置的一个实施例中，电极结构包括电极(例如索德伯格电极或石墨电极)，以及包围电极的保护罩。
附图说明
本发明通过以下举例说明的实施例并且参考附图进行更详细的描述，附图是示出了根据本发明的密封装置的一个实施例的横截面的示意图，密封装置围绕电极结构安装。
具体实施方式
附图以横截面图示出了密封装置1，密封装置1经由延伸穿过电弧炉的盖2的孔3安装在杆电极结构4周围，目的在于防止气体从炉内经由该孔进入到大气，另一方面防止空气从大气中进入炉，杆电极结构4竖直地延伸到炉的内部，并且可在其中竖直地移动。电极结构4包括电极20(例如索德伯格电极或石墨电极)，和包围电极的保护罩21。
密封装置1具有环形框架5，其附接于盖2。框架5包括金属的双层壳构造，双层壳构造包括内壳15和外壳16，内壳和外壳间隔开，从而在内壳和外壳之间形成用于循环空气的环形空间17，循环空气用作冷却剂。
由石墨元件制成的密封环6支撑在框架5上。在密封环6内周上设置有密封面7，密封面7可以压在杆电极结构4上。
在密封环6之上设置石墨绳密封件13，其支撑在框架上以便压在杆电极结构4上。软管14在框架5和石墨绳密封件13之间围绕石墨绳密封件13设置。软管14可以通过作为加压介质的惰性气体(例如氮气)加压，使软管膨胀，因此石墨绳密封件13压在杆电极结构4上。调整惰性气体的压力从而获得密封作业需要的适当压力。
为了将密封环6压在杆电极结构4上，设置包围密封环6的环形气体分布腔8。第一通道9为从软管14到气体分布腔8的惰性气体形成流动通道，从而被用来按压石墨绳密封件13的相同惰性气体还可以用于将密封环6压在杆电极结构4上。密封环6的密封面7具有环形槽10。第二通道11设于密封环6中，并且形成从气体分布腔8进一步到槽10的气体的流动通道，从而在密封面7和杆电极结构4之间排出气体。密封装置具有耐火衬18，其设置在框架5和电极结构4之间。在耐火衬18和电极结构4之间，设置空隙19。惰性气体在密封面7和杆电极结构4之间流动，经由空隙19提供的流动通道进一步向下到炉内部。因此惰性气体不会进入电弧炉周围的大气。
为了将密封环6压在杆电极结构4上，除了通过所述惰性气体按压之外，可以设置多个压缩弹簧12作用在框架5和密封环6之间。
本发明不局限于仅在以上描述的实施例，在所附的权利要求所限定的本发明的思想的范围内还可能有许多变型。

Claims (5)

1.一种密封装置(1)，其经由延伸穿过电弧炉的盖(2)的孔(3)安装在杆电极结构(4)周围，目的在于防止气体从炉内经由所述孔进入到大气，另一方面防止空气从大气中进入炉，杆电极结构竖直地延伸到炉的内部，并且在其中竖直地可动，所述密封装置(1)包括：
-环形的框架(5)，其能附接到盖上(2)；
-由石墨元件制成的密封环(6)，密封环设置有密封面(7)，所述密封环(6)支撑在框架上以便能运动，使得密封面可以压在杆电极结构上；
-将密封环(6)压在杆电极结构上的机构(8-12)；
-石墨绳密封件(13)，其设置在密封环上方，并且支撑在框架上，以被压在杆电极结构上；
-环绕石墨绳密封件(13)设置的软管(14)，位于框架(5)和石墨绳密封件(13)之间，并且可以通过加压介质被加压使软管膨胀，用于将石墨绳密封件压在杆电极结构上，并用于产生在密封中需要的压力，其特征在于：
加压介质是惰性气体，例如氮气；
以及将密封环(6)压在杆电极结构(4)上的机构(8-12)包括：
-包围密封环(6)的环形气体分布腔(8)；
-第一通道(9)，用于为软管(14)和气体分布腔(8)之间的惰性气体提供流动通道；
-环形的槽(10)，位于密封环(6)的密封面(7)中；以及
-第二通道(11)，设于密封环(6)中，用于为从气体分布腔到槽(10)的气体提供流动通道，以便挤出密封面(7)和杆电极结构(4)之间的气体。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于将密封环(6)压在杆电极结构(4)上的机构包括多个压缩弹簧(12)，所述弹簧用于在框架(5)和密封环(6)之间起作用。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于框架(5)包括金属的双层壳构造(15，16)，包括内壳(15)和外壳(16)，内壳和外壳间隔开，从而在内壳和外壳之间形成用于冷却剂的环形空间(17)，并且使用的冷却剂是空气。
4.根据权利要求1-3任一项所述的密封装置，其特征在于密封装置装备有耐火衬(18)，其设置在框架(5)和杆电极结构(4)之间，在耐火衬(18)和杆电极结构(4)之间留有空隙(19)，该空隙为气体进入炉内部提供流动通道。
5.根据权利要求1-4任一项所述的密封装置，其特征在于杆电极结构(4)包括电极(20)，以及包围电极的保护罩(21)，所述电极例如为索德伯格电极或石墨电极。
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