CN102713482B - 用于冶金炉的泥炮 - Google Patents
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Abstract
用于冶金炉的泥炮（10），具有用于容纳堵塞物（13）的压力缸（11）和用于将堵塞物（13）从压力缸的压在炉子的出口上的压力缸炮嘴（19）压出来的堵塞活塞（14），其中，所述压力缸（11）具有缸套，所述缸套具有插入到缸套中的抗磨套筒装置（18），所述抗磨套筒装置（18）由至少一个由焊接的板段构成的嵌入式套筒形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冶金炉的泥炮，所述泥炮具有用于容纳堵塞物的压力缸和用于将堵塞物从压力缸的压在炉子出口上的压力缸炮嘴压出来的堵塞活塞。
背景技术
前序所述类型的泥炮用作关闭还原炉或熔炉，例如用于获得生铁的高炉和用于冶炼非铁金属、铁合金等的低身竖炉等的排出口。在堵塞过程中，堵塞炮借助回转装置大力挤压炉子前部，其中维持泥炮的挤压力，直到通过堵塞炮压入到炉子的排出口中的塑性堵塞物硬化。
伴随着炉子熔化功率的升高，随着时间的推移也提高对排出技术的要求，特别是关于快速和运行可靠地打开和关闭出口。在本文中，关于改善堵塞物做出尤其大的努力，目的是能够通过特别坚固的和耐抗的堵塞物来提高在出口中的堵塞物的寿命，并且能够基于堵塞物的改善的材料特性也使用堵塞物来修复出口通道。所述改进的结果是特别抗磨损的堵塞物，然而，所述堵塞物基于其抗磨性和抗磨强度而引起泥炮的与堵塞物接触的构件的，尤其是压力缸的相应的高磨损，在所述压力缸中达到200daN/cm2和更高的堵塞物压力。
因此，随着所述更抗磨的和由此对磨损更强化的堵塞物的改进，出现相应的改进，以便尤其改善压力缸的或者直接承受磨损应力的缸孔的抗磨性。
在压力缸的缸孔的抗磨性的期望的提升方面，通过下述方式在此期间实现特别令人满意的结果，压力缸的孔壁设有抗磨损层，尤其设有硬质铬层压力缸。然而与提高抗磨性的措施的质量无关，这在任何情况下仅能够导致压力缸寿命的延长，因此必须在达到寿命后对压力缸或缸孔的表面进行修复，以便能够保证泥炮的无问题地运行。
如实践所示，对压力缸的孔壁的表面覆层的修复或翻新需要相当多的工艺上的专门技术，因此，只能够由压力缸的制造者定期执行对压力缸的这种修复，使得由此对使用泥炮的冶金炉的使用者产生相应费用。
为可实现在压力缸的修复费用方面的改进，申请人很久以前已经开始进行压力缸配备有插入的硬化套筒的实验。然而，尤其由于制造相应套筒所必需的费用，相应的努力被证实为是不适合实践的。
发明内容
本发明基于下述目的，提出具有压力缸高抗磨性的泥炮，所述压力缸在便于修复的结构的情况下能够低成本制成。
为实现该目的，提出一种根据本发明的泥炮。
在根据本发明的泥炮中，压力缸具有缸套，所述缸套带有插入到缸套中的抗磨套筒装置，所述抗磨套筒装置由至少一个嵌入式套筒形成，所述嵌入式套筒由焊接为管的板段构成，并且通过压配合连接，所述抗磨套筒装置与所述缸套机械地结合。
这种根据本发明构成的抗磨套筒装置一方面由于嵌入式套筒由板段制成而能够低成本地制造。另一方面，嵌入式套筒形成与压力缸的缸套无关的构件，所述构件结合缸套构成压力缸，使得在嵌入式套筒可能出现的磨损后，能够通过简单地机械地松开缸套和嵌入式套筒之间的连接来移走或更换该构件。尤其在压力缸的缸套同样构成为焊接结构的情况下，在制造成本尽可能低的同时，得到在尽可能大的构件强度方面优化的结构。
与修复在压力缸的孔壁上设有抗磨覆层的压力缸不同，在修复根据本发明的设有抗磨套筒装置的压力缸时，仅须对抗磨套筒进行更换。对此，不同于在压力缸的孔壁上施加抗磨覆层的情况，不需要特别的工艺上的专门技术，所述专门技术尤其包括为实施所述专门技术而相应构成的装置。相反地，相对简单地构成的液压装置通常足够用于挤出和随后插入更换的嵌入式套筒，以便能够进行对压力缸的修理。因此，这即使在冶金炉运行时也能够现场进行，所述冶金炉常常仅具有在其可行性方面受限的设备技术。
如果根据嵌入式套筒的优选的实施方式，所述嵌入式套筒由借助纵向焊缝构成为管的板段形成，因此，嵌入式套筒能够插入到压力缸的缸套中，使得焊缝以径向限定的方式设置在压力缸的缸套中。这在下述范围中是重要的，通常在堵塞物插入时水平设置在排出槽上方的压力缸由于重力而在该压力缸的缸套的位于最深处的纵剖面中受到最大磨损。此外，能够由此目的明确地在压力缸的所述磨损强化的纵剖面之外设置可能促进磨损的焊缝区域。
如果板段由通过热处理硬化的低碳钢形成，那么在嵌入式套筒的抗磨实施方案方面被证实为尤其有利的，因为在这种情况下，在好的焊接特性的同时基于相对低的碳含量能够实现嵌入式套筒的足够的硬度，而对此不需要可能对焊接特性产生负面影响的合金组分。
在使用由钢制成的板段时，在能够在焊接过程中制造嵌入式套筒的方面已经获得非常好的结果，所述钢的碳含量低于0.5％的重量百分比并且铬含量低于1.5％的重量百分比。
对钢板的应用被证实为是尤其有利的，所述钢板的碳含量低于0.25％的重量百分比并且铬含量低于0.75％的重量百分比。
如果嵌入式套筒的壁厚为缸套的壁厚的至少10％，嵌入式套筒能够实现对压力缸的整体构件强度的重要贡献。在这种情况下，嵌入式套筒不仅有利地作为能够更换的抗磨部件，而且以与缸套的组合作用对压力缸的构件强度做出决定性的贡献。相应地，与压力缸相比，缸套的减小的壁厚是可能的，使得相应的材料节约和成本节约是可能的，其中，所述压力缸的缸套在其孔壁上设有覆层。
如果嵌入式套筒的壁厚为缸套的壁厚的20％和40％之间，上文中讨论的效果是尤其显著的。
在尤其优选的实施方式中，抗磨套筒装置由两个嵌入式套筒组成，使得例如在压力缸的面向压力缸炮嘴的受到尤其高的磨损的前面部分中，对抗磨套筒装置进行局部受限的或部分的更换是可能的。
如果嵌入式套筒插入到缸套中，使得所述嵌入式套筒和彼此对置的端面一起形成连接接合部，其中所述连接接合部具有由斜边在所述端面的内缘上形成的槽形横截面，那么尤其有利的是，构造由两个或更多的嵌入式套筒组成的抗磨套筒装置。因此，一方面阻止在嵌入式套筒之间的连接接合部的区域中出现从压力缸与活塞的接触面突然突出的棱。同时，由这样构成的槽形横截面形成径向环绕的填充空间或容纳空间，在所述填充空间或容纳空间中在泥炮运行时堵塞物或堵塞物颗粒能够积聚，以便使得如果活塞在轴向运动时扫过连接接合部，就填充所述填充空间，并且由此构成在嵌入式套筒之间连续的、尽可能低磨损的过渡。
如果嵌入式套筒在内径一致的情况下具有不同的外径，并且将嵌入式套筒插入到缸套的阶梯式的容纳孔中以构成连续轴向延伸的抗磨套筒装置，那么嵌入式套筒能够从同一侧插入到缸套的孔中，而不需要克服基于在嵌入式套筒和缸套的孔之间的机械的周向接触的在整个孔深上的相应的插入阻力。
尤其有利的是，在嵌入式套筒和缸套的容纳孔之间形成间隙配合，从而使得用相对小的力在缸套中插入或更换嵌入式套筒是可能的。由此同样使按需要仅改变嵌入式套筒在缸套的孔中径向的相对布置变得容易，以便例如将嵌入式套筒的由于重力而尤其抗磨的最低纵向部段设置在磨损区域之外，并且替代地，在所述磨损区域中设置嵌入式套筒的至今相对没有负载的纵向部段，并且因此总体上提高嵌入式套筒的寿命。
附图说明
以下根据参考附图详细阐述优选的实施方式。
图1示出带有压力缸的泥炮的示意图；
图2示出压力缸的纵向剖视图；
图3示出根据图2中割线Ⅲ-Ⅲ的压力缸的横向剖视图；
图4示出图2中用Ⅳ标记的连接接合部区域的放大的细节图。
具体实施方式
图1示出作为泥炮10的主要组件的压力缸11以及能在压力缸11中往复运动的堵塞活塞14，其中压力缸11带有用于堵塞物13的填充口12，所述堵塞活塞14压力缸带有液压驱动装置15。堵塞活塞14通过能够径向移动的活塞环16对压力缸11的内壳面17密封，所述内壳面17由插入到压力缸11中的抗磨套筒装置18形成。
在堵塞活塞14推进时，堵塞物13通过设置在压力缸11前面端部上的炮嘴19压到炉子的出口中。
图2以纵向剖视图示出压力缸11，所述压力缸11带有插入到压力缸11的容纳孔20中的抗磨套筒装置18。所述压力缸11在所述情况下构成为焊接结构，所述焊接结构具有缸套21和在缸套21的端侧的端部上通过焊接连接部22连接的凸缘环23、24，凸缘环23、24可实现压力缸11和泥炮10的邻近构件的连接。
在本实施例的情况下，抗磨套筒装置18由两个嵌入式套筒25和26组成，所述嵌入式套筒插入到构成为阶梯孔的容纳孔20中。在此，嵌入式套筒26位于与缸套21的止挡端部27相邻的直径为dB1的孔部28中，所述孔部28与邻近的、朝向引入端部29延伸的直径为dB2的孔部30相比，具有更小的直径。
尤其由图2和4的综示可知，嵌入式套筒25和26在内径dH相同的情况下具有不同的外径DH1和DH2。因此，嵌入式套筒26和25的不同的外径DH1和DH2与孔部28和30的孔径dB1和dB2相匹配，使得在嵌入式套筒26和孔部28之间以及在嵌入式套筒25和孔部30之间分别产生间隙配合。当嵌入式套筒25和26从缸套21的引入端部29起插入时，在相对于引入端部29在后面的孔部28的区域中才出现在嵌入式套筒26和容纳孔20之间的圆周面接触。
图3示出相对于引入端部29在前面的、容纳在缸套21的前面的孔部30中的嵌入式套筒25。从图3中可见，嵌入式套筒25，和另外也在图2中描述的嵌入式套筒26一样，由平地构成为半成品的板段31组成，板段在已知的成型技术中由平坦延伸成型成图3中所描述的管形。为构成图3中描述的嵌入式套筒25，由板段31的、成型过程产生的彼此反向的纵边缘32、33通过焊接连接部34彼此相连。
不同于图3中对缸套21的说明，缸套21也能够由在成型过程中借助后续焊接而制成的管形成。不同于优选地由通过热处理硬化的、低合金的板材而制成的嵌入式套筒25、26，缸套21能够由结构钢制造，所述结构钢的典型特征是好的可焊接性。
如图3中所描述，嵌入式套筒25的焊接连接部34的径向相对布置能够有利地选择成，焊接连接部位于磨损区域35之外，即在本情况下与磨损区域35在直径上对置，磨损区域35在缸套21径向最深处的圆周区域中构成。在磨损区域35的区域中堵塞物颗粒37由于重力而积聚，在堵塞活塞14的往复运动时，堵塞物颗粒37能够设置在活塞壳面36和壳面17或嵌入式套筒25、26之间(见图1)。
与提高磨损的效果不同，如图4中说明的，堵塞物颗粒37在连接接合部39的区域中构成的连接槽40的槽形横截面38中的积聚，确保构成在嵌入式套筒25和26之间的连续的进而无凸起的过渡，使得在连接接合部39的区域中，堵塞物颗粒37在这种有利的结构构型中甚至能够确保摩擦的减少，其中所述槽形横截面由构成在对置的端面41、42上的斜边43、44形成。
Claims (11)
1.用于冶金炉的泥炮，所述泥炮具有用于容纳堵塞物的压力缸和用于将堵塞物从所述压力缸的压在炉子的出口上的炮嘴压出来的堵塞活塞，
其特征在于，
所述压力缸(11)具有缸套(21)，所述缸套(21)具有插入到所述缸套(21)中的抗磨套筒装置(18)，所述抗磨套筒装置(18)由至少一个由焊接的板段(31)构成的嵌入式套筒(25、26)形成，并且通过压配合连接，所述抗磨套筒装置与所述缸套机械地结合。
2.根据权利要求1所述的泥炮，其特征在于，所述嵌入式套筒(25、26)由借助纵向焊缝构成为管的板段(31)形成。
3.根据权利要求1或2所述的泥炮，其特征在于，所述板段(31)由通过热处理硬化的低碳钢形成。
4.根据权利要求3所述的泥炮，其特征在于，在所述板段(31)的钢中，碳含量为低于0.5％的重量百分比，并且铬含量为低于1.5％的重量百分比。
5.根据权利要求4所述的泥炮，其特征在于，在所述板段(31)的钢中，碳含量为低于0.25％的重量百分比，并且铬含量为低于0.75％的重量百分比。
6.根据权利要求1或2所述的泥炮，其特征在于，所述嵌入式套筒(25、26)的壁厚为所述缸套(21)的壁厚的至少10％。
7.根据权利要求6所述的泥炮，其特征在于，所述嵌入式套筒(25、26)的壁厚为所述缸套(21)的壁厚的20％和40％之间。
8.根据权利要求1或2所述的泥炮，其特征在于，所述抗磨套筒装置(18)由两个嵌入式套筒(25、26)组成。
9.根据权利要求8所述的泥炮，其特征在于，用于构成所述抗磨套筒装置(18)的所述嵌入式套筒(25、26)插入到所述缸套(21)中，使得所述嵌入式套筒借助彼此相对的端面(41、42)构成连接接合部(39)，所述连接接合部具有通过在所述端面的内缘上的斜边(43、44)形成的槽形横截面(38)。
10.根据权利要求8所述的泥炮，其特征在于，所述嵌入式套筒(25、26)在内径(dH)一致的情况下具有不同的外径(DH1、DH2)，并且所述嵌入式套筒(25、26)被插入到所述缸套(21)的阶梯式的容纳孔(20)中，以构成连续轴向延伸的抗磨套筒装置(18)。
11.根据权利要求10所述的泥炮，其特征在于，在所述嵌入式套筒(25、26)和所述缸套(21)的所述容纳孔(20)之间形成间隙配合。
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