CN103052721A - 分配斜槽 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转和枢转型分配斜槽（10），包括其内具有通道（22）的斜槽本体（12），所述通道具有用于接收散装材料流的入口（20）和用于排出散装材料的出口（24）。在操作中，所述通道将散装材料从入口传送到出口。所述通道具有弯曲部分（28），用于将材料流从入口内的第一流动方向转变为出口内的第二流动方向。斜槽本体至少由包括入口的上游部分（14）和包括出口且固定至上游部分的下游部分（16）组成。所述下游部分限定通道的笔直部分，而上游部分限定通道的入口和弯曲部分。相对于下游部分，上游部分具有厚壁。

Description

分配斜槽

技术领域

本发明通常涉及用在散装材料（bulk material，松散材料）分配装置中的分配斜槽，用于分配壳体（比如，冶金反应器，尤其是鼓风炉）内的散装材料。更具体而言，本发明涉及一种分配斜槽，其具有限定通道的斜槽本体，所述通道具有弯曲部分，所述弯曲部分将散装材料从第一流动方向转向至第二流动方向，所述散装材料在碰撞到斜槽上其入口部分中之后立即沿着所述第一流动方向流动，所述流动沿所述第二流动方向离开斜槽出口。

背景技术

在鼓风炉的具体示例中，已发现广泛使用所谓的“无料钟（bell-less）”型装料设备。这些装料设备设置在炉顶处，包括分配装置，并且具有作为关键元件的分配斜槽。分配装置通常构造成用于使斜槽围绕竖直炉轴线旋转，并且用于使斜槽围绕垂直的水平轴线枢转。在装料的过程中，散装装载料竖直地掉落在分配斜槽上，该斜槽根据其旋转和枢转位置，在圆周和径向方向上分配材料。因此，实际上，能够在装料表面上实现任何所需要的装载材料轮廓。

由于大量的散装材料在分配斜槽上滑动的摩擦作用，斜槽受到较大的磨损并且必须定期用新的或整修的斜槽替换。比如，从欧洲专利EP0640539中，了解到一种非常普遍的斜槽设计。该专利提出了纵向笔直且大致为槽型的斜槽本体，所述斜槽本体具有在斜槽上保留一层散装材料以使磨损最小化的专用保留腔室。

斜槽磨损更恶化的影响在于，当斜槽不在近似竖直（中心装料）位置时，材料以较大的角度冲击斜槽。换言之，通过典型的装料轮廓，斜槽的大部分枢转位置意味着相当大的冲击载荷，这就增加了滑动摩擦，这种摩擦为磨损的一个原因。实际上，对于EP0640539中所提出的典型直线式笔直的斜槽而言，材料冲击斜槽的角度与斜槽的倾斜角对应，对于径向上最外面的装料位置来说该角度可大大超过50°（相对于竖直）。

因此，为了减少最容易磨损部分（即，斜槽的冲击部分）的磨损，已经提出了提供这样一种斜槽本体，所述斜槽本体改变了典型的笔直形状。简单地说，在这种斜槽内，与出口部分相比，冲击部分与竖直降落方向形成更为锐角的角度，这就确定了径向流动偏移（装料半径）的角度。换言之，冲击后的流动方向通常比出口处的流动方向更陡峭。因此，这种斜槽实现大致相同的流动偏移，同时大幅减小冲击载荷。而且，当以更为锐角的角度冲击时，流动减速为更小的程度。因此，作为另一个优点，材料在出口处具有更高的排出速度，从而以更短的斜槽长度或以更小的斜槽倾斜角度，斜槽可实现相同的装料半径，后面的这一选择（更小的斜槽倾斜角度）进一步减少了磨损。

比如，从日本专利申请JP59-020412和JP59-031807中，了解到限定有具有弯曲部分的通道的分配斜槽本体，在撞到斜槽之后，该弯曲部分将流动从第一流动方向立即转变为所述流动在出口处不太陡峭的第二流动方向。

JP59-020412提出了大致槽形状的斜槽本体，其具有大致笔直的下游部分（图2：A-B）和弯曲成弧形的上游部分（图2：C-B），该上游部分具有曲率中心，其半径为斜槽长度的0.5-4.0倍，更优选地为0.5-3.0倍。因此，装料的流动沿着斜槽的弯曲形状逐渐改变其方向。然而，这种弯曲形状的制造不太经济，或者可能产生较弱的结构。JP59-031807提出了一种非常相似的设计。这种槽形状斜槽本体的不同之处仅仅在于，上游部分由一系列直线段形成，这些直线段与圆弧切线地接触，该圆弧的半径为斜槽长度的0.5-4.0倍。因此，JP59-031807中提出的线段接近上述JP59-020412的曲线形状，同时在制造方面可能更经济。

在WO2009/037508中提出了具有另一个斜槽本体，其下游部分不如其上游部分陡峭。后者斜槽具有大致截头锥结构，并且特别适合于所谓的万向支架型装料装置，其中，所述斜槽围绕两个垂直的水平轴线以万向的方式枢转。除了与旋转的和枢转的装料装置不兼容以外，这个斜槽还保持在冲击点上经历更快速的磨损。

尽管上述具有渐进的材料流动偏移的分配斜槽由于磨损减少以及斜槽长度可能更短而具有使用寿命增长的明显有利之处，但是至少在冶金反应器（metallurgical reactor，冶金反应堆）领域内还未得以广泛地采用。

理论上，缺乏这种认可，尤其是由于难以提供一种既经济又足够牢固以便可靠地承受斜槽上施加的大量负载的斜槽本体结构，所述负载包括装料重量以及旋转和枢转斜槽过程中施加的动态负载。

技术问题

因此，本发明的一个目标在于，提供一种类型的分配斜槽的牢固且经济的结构，所述分配斜槽具有限定了流动通道的斜槽本体，该流动通道具有弯曲的上游部分。

发明内容

本发明提出了一种旋转和枢转型的分配斜槽。这种斜槽可用在散装材料分配装置内，尤其用于冶金反应器（如，竖炉）的装料分配装置。该分配斜槽包括斜槽本体（即，分配斜槽的负载支撑结构），所述斜槽本体中具有通道，所述通道具有用于接收散装材料流的入口和用于排出散装材料的出口。在操作中，所述通道将散装材料从入口传送到出口。所述通道具有弯曲部分，用于将材料流从入口中的第一流动方向转变为出口内的第二流动方向。根据本发明，斜槽本体至少由包括所述入口的上游部分和包括所述出口且固定至所述上游部分的下游部分组成（即，上游部分和下游部分固定，以免相对位移）。所述下游部分限定通道的笔直部分，而上游部分限定通道的入口和弯曲部分。而且，相对于（具有更薄壁部的）下游部分，上游部分具有厚壁。

本领域技术人员会理解是，在这种分配斜槽内，斜槽本体的具有厚壁的上游部分承受了由冲击的散装材料施加在分配斜槽上的大部分负载。由于斜槽的上游部分也包括弯曲部分，所以在第一和第二流动方向之间的过渡处改变散装材料的轨迹所需要的大部分偏转力也由上游部分施加。在斜槽的下游部分内，该材料遵循大致直线式的轨迹（在斜槽的参考系统内）。因此，已将下游部分的壁强度选择得小于上游部分的壁强度。这就产生了这样的分配斜槽，所述分配斜槽显示了较高的机械刚度，由于径向朝外的下游部分的结构，在斜槽轴承上施加更小的力矩，并且可经济地制造。

当在本文中使用时，第一流动方向与入口底部的整个切线方向（在分配斜槽的垂直中心平面内）对应，其中，散装材料流撞击分配斜槽，至少用于较高的排出角度，即，大于约45°，而第二流动方向与出口底部的整个切线方向（在分配斜槽的竖直中心平面内）对应。当在本文中使用时，术语“排出角度”是指分配斜槽出口与竖直方向之间的角度。

根据本发明的一个优选实施例，所述上游部分由铸造金属（比如，铸铁或铸钢）制成。本领域技术人员会理解的是，由于使用铸造技术，所以就获得上游部分的形状的通用性。换言之，与现有技术相比，斜槽的设计具有更少的限制，根据应用、可用空间以及其他操作参数，就更容易制造斜槽本体。最优选地，下游部分包括一个或多个焊接的弯曲钢板。

分配斜槽的通道的入口优选地位于上游部分上，作为环形轴环。因此，该入口形成为管状部分（其周向地围绕入口的轴线）。该环形轴环加固上游部分，允许其承受更高的力矩，而不明显变形。

根据分配斜槽的一个优选实施例，下游部分包括提供所述出口的管状部分。本领域技术人员会理解的是，这减少（或消除）了散装材料的横向溢流，从而最终实现斜槽之下的装料分配的改进控制。最优选地，下游部分从与所述上游部分的耦接处朝着所述出口渐缩。

优选地，所述通道具有所述入口中的第一通道轴线（与所述第一流动方向对应）和所述出口中的第二通道轴线（与所述第二流动方向对应），所述上游部分内的所述弯曲部分在所述第一和第二通道轴线之间限定一个角度。这个角度优选地在15°-45°的范围内，更优选地在20°-40°的范围内。

上游部分内的所述弯曲部分可较为锋锐（陡峭）。可替换地，所述弯曲部分可在入口和出口内的通道底部之间限定弯曲的过渡。要理解的是，使用铸造技术来制造上游部分可容易地实现三维弯曲表面。

为了将上游部分与下游部分组装在一起，上游部分包括与所述入口相对的耦接端（相对于所述弯曲部分）。所述下游部分优选地插入到所述耦接端内，比如，一直插到所述弯曲部分内，并且使用螺钉、螺栓、铆钉、焊接或任何其他合适的固定方式固定在那个位置中。为了实现较高的稳定性，所述耦接端与所述下游部分的重叠长度优选地相当于所述下游部分总长度的至少20%，比如，在20%到40%之间。

根据本发明的一个优选实施例，所述分配斜槽在所述上游部分中和/或在所述下游部分中包括插入件，所述插入件包括保留腔室（石制盒），其朝向所述通道敞开以便能够装满散装材料，用于保护分配斜槽不受到磨损。优选地，以如下方式设置插入件，即，使得散装材料的进入流以至少大约30°的角度可撞击在其上的任何表面都通过石制盒得到保护。这样，能够确保适当地保护最容易受到冲击材料流的侵蚀的通道表面上的区域。要理解的是，当插入件磨损后，可独立于斜槽本体更换插入件。这有助于保持较低的维修成本。应注意的是，取代保留腔室形式的插入件，也能够提供铸件或陶瓷耐磨板形式的插入件。

优选地，所述分配斜槽的出口由所述下游部分内的耐磨滑动插入件构成。与装有保留腔室的区域相反，滑动插入件在出口内具有大致平滑的表面，以便尽可能排出集中且均匀的散装材料流。

所述斜槽本体在所述弯曲部分的内侧上具有开口。所述开口的优点比如在于，减轻了斜槽的重量，而不损害耐磨性，并且当斜槽处于用于中心装料的大致竖直方向（即，当排出角小于大约15°）时，消除了对散装材料的进入流的“阻碍”。

所述分配斜槽在所述上游部分上可包括操作耳轴，在操作耳轴上，分配斜槽可由倾斜机构支撑。所述操作耳轴优选地与所述上游部分整体地形成。

本发明的一个优选方面涉及冶金反应器（比如，竖炉），包括具有装料分配装置的装料设备，所述装料分配装置装有上述分配斜槽。

附图说明

参看附图，通过对一个优选实施例进行以下非限制性的详细描述，本发明进一步的细节和优点将变得显而易见，其中：

图1为示出了根据本发明的一个优选实施例的分配斜槽的立体图；

图2为装有根据图1的分配斜槽的装料装置的竖直截面图；

图3为图1的分配斜槽的俯视图。

在这些图中，相同的数字用于表示相同或功能上相似的部件或元件。

具体实施方式

在图1中大致示出了根据本发明的一个优选实施例的分配斜槽10。分配斜槽10包括斜槽本体12，所述斜槽本体大致由两个结构部分构成：铸钢上游部分14和由弯曲的钢板制成的下游部分16。

分配斜槽10可通过耳轴18悬挂至装料装置，所述耳轴与上游部分14整体形成，形成在其入口20外侧上。入口20被构造成（周向密封的）管状通道部分。与上游部分14的入口相对的端部被构造成耦接部分，下游部分固定至该耦接部分。上游部分14和下游部分16在其内部限定有通道22，该通道将通过入口20进入分配斜槽10的散装材料运送到出口24，然后材料从该出口排出，比如，排入到竖炉的装料区域内。

图2示出了装有图1分配斜槽的竖炉装料装置。分配斜槽10通过其耳轴18枢转地悬挂至可旋转结构25。可旋转结构25通过直径较大的滚柱轴承32被可旋转地支撑在固定式外壳30内。滚柱轴承32的内环固定至可旋转结构25的顶端凸缘34，而滚柱轴承32的外环固定至固定式外壳30的顶板36。滚柱轴承32被构造成使得可旋转结构25以及因此使得分配斜槽10可围绕大致竖直轴线38旋转，该竖直轴线通常与熔炉的中心轴线重合。中心送料器喷嘴26的中心位于轴线38上，并且该喷嘴穿过顶板36限定有用于散装材料的通路。通过使得分配斜槽10围绕轴线38旋转并且通过改变分配斜槽10围绕枢轴线39的枢转角度，图2的装料装置实现了装料在竖炉的装料区域内的分配。枢轴线39与轴线38大致垂直。图中未示出且在本文中也未进一步详细描述适合于使分配斜槽10旋转和枢转的机构的细节。如果对这种机构感兴趣的话，那么可参阅比如US3,880,302。

当通过送料器喷嘴26将散装材料（比如，焦炭、矿石、球粒等等）供入到分配斜槽10上时，该散装材料撞击到通道22的底部。撞击位置取决于分配斜槽10的倾斜角。对于较高的排出角（在本文中是指分配斜槽10的出口24处的散装材料的速度矢量与竖直轴线38之间的角度β）而言，散装材料撞击在靠近入口20的通道底部上。随着排出角的减小，撞击位置移动远离入口20并移向斜槽10的出口24。通道22在上游部分14中具有弯曲部分28，以便将撞击入口20内的通道底部的材料从竖直方向渐进地转变为排出方向。撞击入口20内的通道底部的材料首先转变为与入口的底部大致平行的第一流动方向。然后，在弯曲部分28处，将材料转变为与出口24的底部平行的第二流动方向。弯曲部分28在入口的通道底部和出口的通道底部之间限定了角度α，其范围在20°-40°。

下游部分16和上游部分14彼此固定在上游部分14的耦接部分40处。耦接部分40位于相对于弯曲部分28与入口20相对的位置处。下游部分16的上端插入耦接部分40内，一直插到弯曲部分28，并且固定在这个位置中。在所显示的实例中，耦接部分40和下游部分16的重叠长度相当于下游部分16总长度的大约三分之一。

如图2和3中最佳所示，分配斜槽10包括第一插入件42和第二插入件44，所述第一插入件限定上游部分14中的保留腔室，所述第二插入件限定下游部分16内的保留腔室。保留腔室对着通道敞开，从而能够装满散装材料，并且因此保护分配斜槽不受到磨损。插入件设置在最容易受到撞击的散装材料造成的侵蚀的区域内。每个插入件42、44均包括多个横向板46，所述横向板在与散装材料的流动大致相反的方向倾斜。一个或多个纵向板48沿所述通道的横向方向细分所述保留腔室，从而确保所述保留腔室在斜槽10的横向区域内的更均匀的填装。比如，在EP0640539内可找出有关保留腔室的可能构造的其他细节。

分配斜槽10的出口24由设置在下游部分16内的耐磨滑动插入件50构成。与装有保留腔室的区域相反，滑动插入件50在出口内形成大致平滑且略微成锥形的通道部分，以便尽可能排出集中且均匀的散装材料。滑动插入件所形成的表面与弯曲部分28下游的横向板46和纵向板的顶部边缘大致对准。出口的斜度确定排出角β，通过使斜槽围绕枢轴线39枢转，该排出角可在大约10°（中心装料位置）与大约50°之间变化。

斜槽本体12在弯曲部分28的内侧上具有开口52。在图2的竖直截面图内，可见开口52设置成限定凹槽，该凹槽允许增大斜槽10的倾斜角，而不触碰所述可旋转结构25的底端凸缘的径向内边缘54。开口52的另一个优点在于，在“中心装料”位置中，散装材料可笔直穿过斜槽10下落，不会由于通道22的顶部而在弯曲部分28处大幅偏离。而且，在某些情况下，开口甚至可用作溢流口。

在所示出的分配斜槽内，上游部分内的弯曲部分对应于大致笔直的通道部分之间的尖锐过渡。本领域技术人员会理解的是，弯曲部分也可用作入口和出口中的通道底部之间的平滑弯曲的过渡。

虽然已经详细描述了一个具体的实施例，但本领域的技术人员应理解的是，根据本公开的整体教导内容，可对其细节进行各种修改和替换。因此，所公开的特定布置对于本发明的范围仅仅具有说明性而非限制性，本发明的范围由所附权利要求书及其任何和所有等同物的整个范围给出。

附图标记：

10分配斜槽

12斜槽本体

14上游部分

16下游部分

18操作耳轴

20入口

22通道

24出口

25可旋转结构

26送料器喷嘴

28弯曲部分

30固定式外壳

32滚柱轴承

34顶端凸缘

36顶板

38竖直轴线

39枢轴线

40耦接部分

42具有保留腔室的第一插入件

44具有保留腔室的第二插入件

46横向板

48纵向板

50滑动插入件

52开口

54底端凸缘的边缘

Claims (15)

1.一种分配斜槽（10），所述分配斜槽用于散装材料分配装置，尤其用于诸如竖炉的冶金反应器的装料分配装置，所述分配斜槽包括：

具有通道（22）的斜槽本体（12），所述通道具有用于接收散装材料流的入口（20）和用于排出所述散装材料的出口（24），所述通道（22）用于将所述散装材料从所述入口（20）运送到所述出口（24），所述通道（22）具有弯曲部分（28），用于将所述散装材料流从所述入口（20）中的第一流动方向转变为所述出口（24）中的第二流动方向，

其特征在于

所述斜槽本体（12）至少由包括所述入口（20）的上游部分（14）和包括所述出口（24）固定至所述上游部分（14）的下游部分（16）组成，所述下游部分（16）限定所述通道（22）的笔直部分，所述上游部分（14）限定所述通道（22）的所述入口（20）和所述弯曲部分（28），并且其中，相对于所述下游部分（16），所述上游部分（14）具有厚壁。

2.根据权利要求1所述的分配斜槽（10），其中，所述上游部分（14）由铸造金属制成，优选地由铸铁或铸钢制成。

3.根据权利要求2所述的分配斜槽（10），其中，所述下游部分（16）包括一个或多个焊接的弯曲钢板。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述入口（20）作为环形轴环设置于所述上游部分（14）上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述下游部分（16）包括提供所述出口（24）的管状部分。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述下游部分（16）从与所述上游部分（14）的耦接处朝着所述出口（24）渐缩。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述通道（22）具有所述入口（20）中的第一通道轴线和所述出口（24）内的第二通道轴线，并且其中，所述上游部分中的所述弯曲部分（28）在所述第一通道轴线和所述第二通道轴线之间限定一角度，所述角度优选地在15-45°的范围内，更优选地在20-40°的范围内。

8.根据权利要求7所述的分配斜槽（10），其中，所述上游部分（14）中的所述弯曲部分（28）在所述第一通道轴线和所述第二通道轴线之间限定弯曲过渡。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的分配斜槽，其中，所述上游部分（14）包括相对于所述弯曲部分（28）与所述入口（20）相对的耦接端（40），其中，所述下游部分（16）被插入所述耦接端（40）内，优选地直达所述弯曲部分（28）。

10.根据权利要求9所述的分配斜槽（10），其中，所述耦接端（40）与所述下游部分（16）的重叠长度相当于所述下游部分（16）的总长度的20至40%。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的分配斜槽（10），在所述上游部分（14）和/或所述下游部分（16）中包括插入件（42、44），所述插入件（42、44）包括保留腔室，所述保留腔室对着所述通道（22）敞开以便能够装满散装材料，用于保护所述分配斜槽（10）不受到磨损。

12.根据权利要求1至12中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述斜槽本体（12）在所述下游部分（16）内包括耐磨滑动插入件（50），所述耐磨滑动插入件形成所述出口（24）。

13.根据权利要求1至13中任一项所述的分配斜槽（10），其中，所述斜槽本体（12）在所述弯曲部分（28）的内侧上具有开口（52）。

14.根据权利要求1至14中任一项所述的分配斜槽（10），包括位于所述上游部分（14）上的操作耳轴（18），所述操作耳轴（18）优选地与所述上游部分（14）整体地形成。

15.冶金反应器，比如，竖炉，包括具有装料分配装置的装料设备，所述装料分配装置装有根据权利要求1至14中任一项所述的分配斜槽（10）。

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