CN1041394A - 竖炉加料装置 - Google Patents

Abstract

该装置包括布料器溜槽(16)和悬挂及驱动该溜槽(16)的装置。它可使溜槽绕中心轴转动和相对该轴作枢轴转动。该驱动装置包括两个能相互转动的转动环(52、50)。溜槽(16)由两平行的水平横梁(54、56)以枢轴支撑在两梁之间，横梁位于溜槽(16)的两侧，处于一个转动环之内并直接固定在它上面。同时溜槽(16)通过绞链联接件与另一转动环(50)相联接。

Description

本发明涉及到一种竖炉的加料装置。包括一个悬挂于炉顶、可进行旋转和绕枢轴转动的布料器溜槽;驱动该溜槽的装置。其中包括第一和第二转动环。分别用于使溜槽围绕炉子的纵轴旋转和通过使溜槽绕其水平悬挂轴进行枢轴转动来改变其相对于纵轴的倾角;还包括驱动两转动环相互独立运动的装置;中心加料闭锁装置。其上带有上下密封绞链板和安装有计量和截止阀。用于调节自闭锁装置流向布料器溜槽的物料流量;以及给闭锁装置供料的装置。

文献DE-C2-2，324，970中介绍了一种与上述相类似的装置。根据该文献，其不同之处在于该装置有两个依次布置且交替操作的闭锁装置。这种广为人知的加料装置是由一个较大的框架支撑的。该框架本身则支撑在安装于炉子周围的一个方形塔台上。布料器溜槽悬挂在两个传动支架径向对置的轴上。在第一转动环的作用下围绕纵轴旋转。每个支架均通过数个小齿轮和齿轮与第二转动环相联接。目的是改变溜槽相对于炉子轴线的倾角。这种内衬必须经常更新的布料器溜槽可以用专利LU85.879中所述类型的装载装置代替。根据该专利，在炉墙上部圆锥形部分开有一孔。溜槽可从其中横向抽出。

由于最初设计的这种加料装置已装备在许多高炉上，所以现已证实，这种加料装置和溜槽传动机构用于新建或进行重大改造的高炉上特别有效和有利。

这种装置在大高炉上性能良好。但不幸的是迄今为止它不可能同样成功地为小高炉。尤其是那些没有方形塔台的高炉所采用。在这种类型的炉子上。加料装置和环绕炉子的工作平台是由炉壁直接支撑的。为了避免降低稳定性和强度的缘故，不能在炉壁和工作平台上开孔。所以除非预先实行投资巨大的重大改造进行加固。就不可能以上述文献所建议的方式拆卸布料器溜槽。

为了拆卸溜槽而又避免在炉壁上穿孔，卢森堡专利申请NO        87，291建议将溜槽向上穿过其传动机构箱进行拆卸。尽管这是一种解决办法，但仍然存在着装置由炉壁支撑的问题。实际上众所周知，炉壁存在热膨胀运动，从而影响到溜槽传动机构箱，使其面临变形的危险。由文献DE-C2-2，324，970可知，该传动机构是由齿轮和小齿轮组成的一个复杂系统。尤其是使溜槽绕枢轴转动的两个旋转支架区域，不能承受这种程度的变形。

再者，当用带有旋转布料器溜槽的现代加料装置代替现有炉子上的钟式加料装置时，可用空间问题十分突出。事实上，新装置只能布置在下钟的支撑环和提升炉料的装置（通常是料车运输机）之间。不幸的是，该可用空间经常十分有限。因此在其中安装上述类型的加料装置有困难。

本发明的目的是提供一种新的竖炉加料装置，它同样适用于中小型高炉，特别是用于取代传统的钟式加料装置。

为了实现这一目的，本发明推荐一种前面特性介绍中所述类型的装置，其基本特征是布料器溜槽通过枢轴由两根平行的水平横梁支撑在两梁之间。两根横梁位于溜槽的两侧，处于上述第一转动环之内并直接固定在该转动环上，而且溜槽通过绞链与上述第二转动环联接。

因为两个转动环是一个位于另一个之上地同心安装，溜槽悬挂在这两个环之间。所以传动机构的总高度实际上减少到这两个环厚度的总和。传动机构总高度的减小使加料装置的高度随之减小，而且使其易于布置在炉顶和炉料运输机之间的可用空间内。

再者，溜槽传动机构高度的减小使溜槽易于向上穿过阀罩拆卸。

布料器溜槽的角度调节通过联接机构，在两个转动环之间相对运动的作用下进行。这种联接机构经受传动机构箱变形的能力要强于众所周知的由齿轮和小齿轮组成的传动机构。

溜槽由两个侧凸缘支撑，可以拆卸，每个凸缘有一个支撑轴颈，分别对应装入上述各横梁的轴承内。

溜槽的悬挂和定位通过两对销钉来完成。销钉固定在溜槽的外壁上，而且滑动嵌入相应的、分别于各凸缘的内面上所提供的两个凹槽内，溜槽即以其自重保持在凹槽之中。

凹槽和销钉的外形制造可与闭锁装置结合进行，以防止溜槽发生意外的脱开事故。

联接溜槽与第二转动环的联接机构由与凸缘之一构成整体的第一臂，与第二转动环构成整体的第二臂和以绞链联接在上述各臂自由端的联杆组成。

这种溜槽的新型传动机构特别适用于对大部分易损件进行高效率的冷却。特别是该装置可配置一个固定在传动装置之下且与冷却液回路联通的环形防热罩，和固定在第一转动环之内的圆筒形防热块，其长度超过两转动环的高度，至少覆盖大部分圆周。

此外，各转动环能与一个同冷却液回路联通的圆筒状防热隔板联接在一起。

悬挂溜槽的两根横梁可同样进行冷却。出于这一目的，每根横梁均可设计成中空的，并与汽化冷却回路结合在一起，该回路由固定在第一转动环上并且受到冷却装置作用的两个环形导管扇形块组成。该冷却装置可由在上述导管上装有弃射状外叶片的环和安装转动环的箱体内壁上环绕上述第一环固定有放射状内叶片的第二环组成。

依照第一实施例，闭锁装置的下密封绞链板安装在阀罩内，形成一个带有闭锁装置和溜槽传动机构箱的单元。该单元由靠近炉子上部的环形支撑件支撑。

依照第二实施例，闭锁装置通过测力传感器和中间框架由炉顶支撑，同时它还通过膨胀圈同下面的与传动机构箱共同形成一个单元的阀罩相联接。

其它特点和特性将在下面以图示的方式给出的一些实施例中体现出来，参照附图如下：

图1是依照本发明的加料装置第一实施例的垂直截面示意图;

图2是与图1相类似的示意图，所以为依照本发明加料装置的第二实施例。

图2a是闭锁装置下密封绞链板截面图的放大图;

图3是溜槽传动机构细部结构的垂直截面图;

图4是与图3相类似的视图，所示为与图3相垂直截面的截面图;

图5是图4所示装置的平面图;

图6是图3的局部放大图，所示为溜槽悬挂和固定的细部结构;

图7是图4的局部放大图，所示为与图6相同的细部结构;

图8是表示转动环冷却细部结构的垂直截面图;

图9是图8中Ⅸ-Ⅸ截面的水平截面图;

图10和图11是分别沿图12中Ⅹ-Ⅹ和Ⅺ-Ⅺ截面的垂直截面图，示意性地表示溜槽悬挂横梁冷却系统的一个实施例;

图12是表示悬挂横梁冷却系统的水平截面示意图。

图1所示是高炉10的顶部，其中传统的钟式加料装置已为依照本发明加料装置的第一实施例所取代。图中标号12表示一种凹形碟状支撑环，它的作用是使该新装置和环形边缘相配合。以前，该环形边缘起支撑下钟的作用，而现在支撑整个加料装置。

该加料装置从下至上包括，固定在支撑环12凹入处之中的箱体14，其中装有旋转布料器溜槽的传动机构，该溜槽的角度可以调节;阀罩18，中心加料闭锁装置20和炉料提升装置（在此特例中是由两台料车运输机22和24组成的）。这两台料车运输机22和24是原加料装置的一部分，因此依照本发明的新加料装置必须设计得能布置在这两台料车运输机22、24和支撑环12之间。

交替地与大气和炉内互通的加料闭锁装置20安装有一个或如本实施例所示的两个密封绞链板26和28及一个位于阀罩18内的下密封绞链板30。来自加料闭锁装置20的炉料的流量由计量阀32进行调节，计量阀32关于纵轴0对称并且这属于已有技术。该计量阀32安装在加料闭锁装置20侧壁的下部。

依照本发明的这种加料装置的特征之一是其设计能使溜槽16从斜上方拆卸下来，这在图中是以点画线的溜槽表示的。出于这一目的溜槽的传动机构和阀罩18都必须设计成能允许溜槽16从中通过。为了实现这一点，传动机构箱14必须很低，而阀罩18必须相对较高。此外，阀罩18还具有一个可卸盖34，以便能抽出溜槽16和在适当的位置对溜槽传动机构进行检查。

图1所示实施例的特点是加料闭锁装置20、阀罩18和箱体14构成一个结构单元，并且完全由凹形蝶状支撑环12支撑。

图2所示实施例与图1所示实施例的不同点只是其悬挂方式。在图2所示的实施例中，加料闭锁装置20实际上是由环形或方形桁梁36支撑的，而桁梁本身是由几根架设在凹形碟状支撑环12外边缘的支柱38支撑的。加料闭锁装置20可以直接由桁梁36支撑，或者最好通过测力传感器42间接由桁梁36支撑，这样就有可能监控加料闭锁装置20内的物料量。为了能够称量加料闭锁装置20，它不受阀罩18的约束，而只与膨胀圈40联接，该膨胀圈用于保证加料闭锁装置能在垂直方向自由运动，同时相对外界进行密封。

相反，在图1中，阀罩18固定在箱体14上，并与其构成由支撑件12支撑的结构单元。

图2a表示了下密封绞链板30的支座的一个优选实施例。其目的是使其易于拆卸。以标号31表示的环形支座楔入阀罩18上壁一斜孔和带有上下O型垫圈的密封环33之间，支座31是中空的，以便于冷却液循环。标号35表示焊接有膨胀圈40的支架。支架35密封环33和支座31之间是用一组螺栓固定的，这些螺栓用标号337表示，为了能横向松开和拆卸密封环33和支座31，螺栓能充分拧松和拆卸。这样设计膨胀圈40是有利的，即当螺栓37拧紧时使其处于张紧状态。这样，拧松螺栓37就放松了膨胀圈40，膨胀圈40的松开使支架35上升，从而松开了密封环33和支座31。

由于在图1所示的实施例中不能称量加料闭锁装置20，所以应该注意到，可以应用其它装置，诸如料面探测仪、流量时间检测设备等，来测量加料闭锁装置20内的物料量。

下面参照图3至图5对溜槽16的传动机构作更详细的介绍。这种传动机构的主要特点是，特别适用于低结构，零部件冷却效率高，溜槽可容易地通过阀罩从上方拆卸和只采用几个小齿轮和齿轮，因此可以承受加料装置的支撑件和炉子运动所造成的小量变形。

该传动机构基本是由第一和第二转动组件组成，两转动组件分别包括两个固定在箱体14侧壁上的两个支承环46、48和两个带齿的转动环50、52，它们借助于众所周知的滚动装置，诸如滚珠或滚柱，绕环46和48转动。两个带齿的转动环50、52由小齿轮（未示出）独立驱动，小齿轮是构成传动系统的一部分，既可使两转动环50、52同步旋转又可使转动环50相对于转动环52减速或加速。例如，如文献DE-C2-2，324，970或DE-C2-2，929，204之一中所述，这种传动系统可由行星式齿轮系统组成。

如图3和图4所示，两个转动环50、52的横截面为U形，它们一个布置在另一个之上，相对于中间的水平平面对称。这两个转动环50、52通过其横截面的凹陷部分，分别悬挂在固定支撑环46、48上并且由其支撑，它们的横截面的内分支50a、52a形成同心的圆柱环，两环相互对准。

如图3和图4所示，两根平行的水平横梁54、56焊接在下转动环52之内，横梁距中心轴O保持足够的距离以便于悬挂溜槽16。该溜槽16借助于两个侧凸缘58、60进行悬挂，各凸缘均有一个外轴颈62、64，它们做为枢轴支撑在各横梁54、56提供的轴承内。因此，使轴颈62、64绕其支撑于横梁54、56的水平轴线作枢轴转动即可改变溜槽16相对于纵轴O（见图4）的倾角。溜槽16相对于纵轴O的倾角在转动环50的作用下进行调节。出于这一目的，溜槽的一个悬挂凸缘（在此特例中即凸缘60）向上延伸出一控制臂66。另一臂68与转动环50联成整体，这两臂66、68每臂的自由端由联杆70相互联接，联杆70的相反的两端与各臂66、68的端部以万向节（例如球窝接合）绞接在一起起。

当两转动环50、52以同样的角速度同步驱动时，布料器溜槽16以恒定的倾角绕轴线O旋转，以进行圆周式布料。相反，如果在行星传动机构的作用下，由于加速或反向旋转，使转动环50和转动环52产生相对运动，则它通过联杆70作用于控制臂66和溜槽16的悬挂凸缘60上，以改变溜槽16相对于纵轴O的倾角。图5示出了控制臂68的两个不同的相对位置，一个以实线表示，另一个则以点划线表示。从图中可见，转动环50相对于转动环52的相对运动（为了在其最大倾角和最小倾角间倾动溜槽16所必须的）量是非常小的。该相对运动大约与图5中所示的两个位置相对应，这就是说，转动环50相对于转动环52最大的角位移为30°左右。

由于结构简单，这种溜槽传动机构特别适合于大多数暴露零件和易损零件进行高效率的冷却。这样，借助环形罩76（见图8和图9），传动机构的大部分避免了来自炉子的热辐射，环形罩76的中心孔刚好大到能使溜槽16在其极限倾角内旋转。该防热罩76是固定的，所以可安装与冷却液（例如水）回路联接的内冷却蛇管。再者，在其下表面可以安装耐火材料衬77。

在图8和图9所示的实施例中，防热罩76中的孔腔分成数个，在此特例中是4个，每一个都一个冷却液的入口79和一个冷却液的出口81。防热罩的内孔腔有径向助片83和85，构成了冷却液的蜿蜒通道。

再者，一组圆筒状防热块78、80、82固定在转动环52的内侧，并且除防热块82外，所有防热块垂直方向的长度均超过两转动环50、52的总高度，为了使溜槽16进行枢轴转动，臂68要有相对角运动，所以防热块82必须较低。这些防热块（同转动环52和溜槽16一起绕轴线O旋转）保护了转动环不受来自炉内的热辐射。这种保护最好是通过对转动环进行冷却来加以完善。出于这一目的，在各支撑环46和48的内侧安装有环形冷却腔84、86（（见图4和图8），且穿入转动环50、52的中空断面。该腔84、86同样与冷却液（例如水）回路相联。该腔84、86最好以防热罩76的方式分成数个循环区，每个区均有一个冷却水的入口85和一个冷却水的出口87，而且装有内部偏置隔板构成冷却水的蜿蜒通道。

现在参照图4至图7来介绍将溜槽16紧固在两个凸缘58和60之间的系统。如图7的放大图所示，凸缘58、60的每一个均有一凹槽88，向上开口于溜槽的拆卸方向，并在该方向上稍稍渐宽以使溜槽的拆卸容易。溜槽16有两个侧销钉90，92，其设计及尺寸使其能滑入凸缘58和60每一个的凹槽88中并且保持在凹槽的底部。为了防止溜槽16作相对于凸缘58、60的枢轴转动，溜槽有两个辅助侧销钉94和95，它们比销钉90和92粗。销钉94和95在另一对销钉90、92位于凹槽底部时也同样嵌入凸缘58和60的凹槽88之中。

为了防止溜槽16相对于凸缘58、60产生横向窜动，一侧的销钉，最好是销钉92和94，和相应凸缘60的凹槽88的外形制成相互配合的形状。如图6所示。销钉92可以开一个截面为V形的环形槽96，同时凹槽88的边缘可加工一个相配合的环形凸边，嵌入销钉92的环形槽96。在开槽销钉92相反方向的销钉90必须是直的，以使由于热膨胀引起的相对运动能够进行。

因此，溜槽16可以依靠其自重保持在两个凸缘58和60的凹槽88内，并且在溜槽倾向其拆卸方向后，通过滑动可将溜槽从凹槽中拆卸下来。为了防止溜槽16的意外脱开（例如与炉内的炉料相接触），可以在此紧固系统内结合一个锁定装置。如图7所示，两个凸缘58、60可以设计成在其内嵌入一螺杆98，当下销钉90、92位于其凹槽的底部时，螺杆98可以封锁销钉90、92的通道因此，当要拆卸溜槽时，必须要预先除去锁定螺杆98。

图11至图12所示为一优选的冷却系系，用于冷却两根横梁54和56，特别是支承溜槽16的悬挂轴颈62和64的轴承。由于横梁54和56的冷却系统是相同的，所以只介绍横梁56的冷却系统。如图中所示，横梁56的下部设计成中空盒的形状，其中有冷却液。该中空盒通过两根导管100、102与腔室104联通，腔室104固定在转动环52上且其长度大约超过了横梁56的全长。横梁56的中空部分充入了部分冷却液。如水或更好的是例如钠溶液的冷却液。腔室104的外表面和箱体14侧壁的内表面上有相向对置的叶片106、108。

在热的作用下，横梁56内的液体产生汽化。该汽化温度必须低于使传动机构正常工作的极限温度，汽化温度可以由横梁56与腔室104构成的闭合回路中的压力来决定。汽化液体通过导管102进入腔室104。由于叶片106有很大的表面积和相对于叶片108的旋转，腔室104的温度低于液体的汽化温度，在腔室104内，蒸汽冷凝，并且通过导管100以液体形式再次返回横梁56之中。

这样就实现了设有外界介入的横梁54和56的自动冷却，横梁的多余热量由叶片106表面散射掉。

为了促进液体的循环，可以向转动环52周围的空间喷吹冷却惰性气体，借助逆流循环，该惰性气体同时还能起到密封作用。

Claims (14)

1、竖炉的加料装置，包括悬挂于炉顶(10)可进行旋转和绕枢轴转动的布料器溜槽(16)，驱动溜槽(16)的装置。其中包括第一和第二转动环(52、50)，分别用于使溜槽(16)绕炉子(10)的纵轴O旋转和使溜槽(16)绕其水平悬挂轴作枢轴转动从而改变它与纵轴O的倾角，还包括驱动两转动环(52、50)相互独立运动的装置。中心闭锁装置(20)，其上装有上、下密封绞链板(26、28、30)和计量及截止阀，用于调节自闭锁装置(20)流向布料器溜槽(16)的物料流量，和给闭锁装置供料的装置，其特征是溜槽(16)通过枢轴由两根平行的水平横梁(54、56)支撑在两梁之间，两根横梁位于溜槽(16)的两侧，处于上述第一转动环(52)之内并且直接固定在该转动环上，以及溜槽通过绞链与上述第二转动环(50)联接。

2、依照权利要求1所述的装置，其特征是上述溜槽（16）由两个侧凸缘（58、60）支撑，可以拆卸。每个凸缘均有一个支撑轴颈（62、64），分别对应装入上述各横梁（54、56）的轴承之中。

3、依照权利要求2所述的装置，其特征是溜槽（16）的悬挂和定位通过两对销钉（90、92）（94、95）来完成，销钉固定在溜槽（16）的外壁上，而且滑动嵌入分别于各凸缘（58、60）的内表面上所提供的相对应的两个凹槽（88）内，溜槽即靠其自重保持在凹槽内。

4、依照权利要求3所述的装置，其特征是两个销钉（92）、（94），和与其相对应的凹槽（88），两者的外形加工成相配合的形式。

5、依照权利要求3所述的装置，其特征是利用装置（98）将上述销钉锁在相应的凹槽（88）内。

6、依照权利要求2所述的装置，其特征是上述联接装置包括与凸缘之一（60）成整体的第一臂（66）、与第二转动环（50）成整体的第二臂（68）和与上述两臂（66、68）的自由端以绞链联接的联杆（70）。

7、依照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是在传动装置下面安装有环形防热罩（76），且防热罩（76）与冷却液回路相联。

8、依照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是在第一转动环（52）内装有圆筒状防热块（78、80、82），其长度超过两转动环（52、50）的高度，至少覆盖大部分圆周。

9、依照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特点是各转动环（52、50）带有一与冷却液回路相联的圆筒状防热隔板（84、86）。

10、依照权利要求7至9的装置，其特征是环形罩（76）和圆筒状隔板（84、86）均分成数个单独的循环区，各部分包括冷却液的一个入口和一个出口。内部有肋片（83、85）或隔板（89）构成蜿蜒的冷却液通道。

11、依照权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是各横梁（54、56）设计成中空盒的形式，与汽化冷凝冷却回路相连。该回路包括固定在第一转动环（52）上并受冷却装置作用的腔室（104）。

12、依照权利要求1所述的装置，其特征是上述冷却装置包括上述腔室（104）上的第一组放射状外叶片（106）和围绕第一组（104）固定在传动机构箱（14）上的第二组放射状内叶片（108）。

13、依照权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征是闭锁装置（20）的下密封绞链板（30）安装在阀罩（18）上。连同闭锁装置（20）和溜槽（16）的传动机构箱（14）一起构成一个单元。该单元由一环形支撑件（12）支撑，构成了炉子（10）的上部。

14、依照权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征是闭锁装置（20）通过测力传感器（42）和中间框架（36，38）支撑在炉顶上。以及该闭锁装置（20）通过膨胀圈（40）与下面的阀罩（18）相联，连同传动机构箱（14）共同构成一个单元。

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