CN1067683A - 竖炉加料设备布料斜槽的冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种竖炉加料设备布料斜槽的冷却装置，所述加 料设备包括：加料通道(46)；转动套环(48)和转动隔 圈(36)；固定外罩(42)；可转动地安装在转动隔圈 (36)上的布料斜槽(30)；传动装置；以及两个使斜槽 悬挂轴(32，34)绕水平轴线转动的传动箱体(38， 40)。套环(48)的上部固定着供应冷却流体的环形 槽(50)。布料斜槽包括一个槽体下表面冷却回路，该 回路经过轴向穿透悬挂轴(32，34)的通道及转动接 头与环形槽(50)相连。

Description

本发明涉及用于竖炉加料设备布料斜槽的冷却装置，所述竖炉加料设备包括：一个在竖炉顶部中心垂直安置的固定加料通道;一个同轴安装在所述加料通道周围的转动套环;一个同轴安装在所述套环外部的固定外罩，所述外罩与套环在横向确定一个基本呈环形的空腔，该空腔借助于一个牢固地连结在转动套环上的隔圈与竖炉内部隔开;一个以可转动方式安装在转动隔圈中的布料斜槽;一个使套环和隔圈围绕竖炉和加料通道的垂直轴线转动的传动装置;两个在所述空腔中沿直径相对布置的传动箱体，所述传动箱体与转动隔圈一起围绕所述垂直轴线转动，并对斜槽悬挂轴起作用使后者绕一根水平轴线转动;一个固定在转动套环上端的环形供应槽，它的同心内外壁在一个固定顶板中滑动，至少一根管子穿过所述固定顶板使得供应给环形槽的冷却流体能够进入。

专利US-A-3，880，302介绍过一种同类型的加料设备，在这种情况下所担心的是，加料设备没有当前世界上最广泛使用的料钟，也就是说，这种设备必须要在非常困难的条件，尤其要在因高温和气体中充满腐蚀性和磨蚀性粉尘的条件下来尽好的完成操作。

为了减轻最严重的受损部件，这尖加料设备最初提供了不可控制的惰性气体环流，所用的惰性气体具有压力，并在环形空腔中实使冷却。这种环流具有双重作用，即冷却受惰性气体围住的部件，并防止磨蚀性粉尘进入环形空腔，它是以惰性气体朝着竖炉内部的相反方向流过将固定构件和转动构件分开的迷宫来达到。

最近有人推荐（见文件EP-B1-0，116，142）用水冷系统代替以不可控制的惰性气体接触冷却的冷却系统，所述水冷系统借助冷却蛇形管来冷却转动隔圈。因此，这种冷却直接保护转动隔圈的壁，从而减少了对于其它零件（例如轴承、齿轮等等）的热传递（传导或者辐射）。

迄今为止，还没有过冷却布料斜槽的打算。原因之一是：至今对于具有竖炉上部工作温度的斜槽的冷却还没有紧迫的需求，上述传动装置冷却系统已能使斜槽满意地工作，因此，没有必要直接冷却斜槽。然而，由于现用采用动力推动的煤喷射工艺替代传统的石油衍生燃料，情况已发生变化。使用这种固体燃料导致竖炉中心区域温度升高，在加料平面上方的峰值可能超过1000℃，这样的高温会使保护斜槽的抗磨板书强度降低，从而导致维修和更换频繁，以及斜槽机械强度下降。

确实，专利GB-1，487，527推荐了一种布料斜槽，斜槽上具有供冷却系统使用的双层壁，所推荐的冷却系统使用与气体直接接触的方法进行冷却，它把穿过斜槽悬挂轴的斜槽冷却回路与一个环形空腔相连，并在环形空腔中注入惰性气体，以便惰性气体能在斜槽内部传送得尽量远些。但是，这一推荐不能为斜槽提供有效的冷却，因为在冷却系统通道出现阻力的条件下，惰性气体只能以无规则的形式流入斜槽冷却回路。为了冷却有效，就应提高箱体内部惰性气体的压力，但这会导致气体通过保持气体用的迷宫处大量漏出，因而导致气体过度损耗。

本发明的目的是：为本文开端处介绍的加料设备中的布料斜槽提供一种可控制的槽形冷却装置。

为了达到这一目的，本发明装置的基本特征为，布料斜槽包括一个用来冷却斜槽体下表面的回路，它通过管道与环形槽直接相连，所述管道沿轴向穿过斜槽悬挂轴和转动接头。

根据一个本发明第一实施例，冷却流体是一种惰性气体，其中可能加有少量水或水蒸汽以便增加其热容量。

该斜槽冷却系统可由包围着槽体下表面的双层壁构成，并由纵向隔板分成多个独立的隔间，所述隔间在朝向竖炉内侧面的斜槽端部是敞开的。

所述环形槽最好与一个环形密封圈配合，所述密封圈固定在顶板上并且伸入环形槽内部，并且具有与环形槽内壁构成多重迷宫环的内外凸肋。

因此，本发明能提供一种便于引导的冷却，只要朝需要冷却的地方输送惰性气体即可。

穿过斜槽悬挂轴的通道可以由一根可靠地依附在悬挂轴上的同轴导管构成，所述导管穿过悬挂轴，并且通过一个补偿器和一个前沿密封与斜槽的一侧相连。这种结构可用来提供料槽及其悬挂轴之间膨胀所需的一定程度的自由度。也可用一根能少量变形的薄管来代替补偿器。

此外还可使用水作为冷却流体，冷却水可通过一根悬挂轴进入斜槽冷却回路，然后通过另一根相对的悬挂轴排出。

用水冷的斜槽冷却回路可包括一根“U”形的、沿纵向埋藏在一个耐火材料层中的蛇形管，所述耐火材料层围绕着粪槽体下表面，并处于一个金属外套的内部。这样的蛇形管还可进一步包括多个用于热交换的散热片，所述散热片在耐火材料层本体中的全部蛇形管的任何一个侧壁上横向伸出。在厚度方向，这些散热片既可做在蛇形管和槽体之间，也可做在蛇形管和外套之间，还可做在蛇形管和耐火材料层的中间。

根据另一个本发明实施例，斜槽冷却回路包括两根分开的“U”形蛇形管，它们在斜槽槽体下方纵向延伸，并且分别与两个穿过每根悬挂轴的同轴的入口和出口通道相连。

根据一个优先的本发明实施例，两根“U”形的蛇形管相对于槽体的纵向中轴线同轴地排列，而且冷却水以相反的方向从它们内部流过。在使用惰性气体冷却的情况下，穿过悬挂轴的通道可由多根具有可变形管壁的导管构成，也可由波纹管类型的补偿器构成，以便在斜槽及其悬挂由之间保持一定的运动自由度。

下面结合附图详细介绍几个实施例，使本发明的其它细节和特征更加明显，其中：

图1简略地画出采用气体的斜槽冷却装置的第一实施例;

图2简略地画出通过环形供应槽的一个垂直横截面;

图3简略地画出通过该斜槽悬挂轴的一个垂直横截面;

图4和图5画出斜槽冷却回路的细部;

图6画出穿过斜槽悬挂轴的一个通道的第一实施例;

图7画出穿过斜槽悬挂轴的一个通道的第二实施例;

图8简略地画出一个用水冷却斜槽的系统;

图9简略地画出通过斜槽悬挂轴的一个垂直横截面，所述斜槽装备着斜槽冷却回路第一实施例;

图10和11简略地画出该斜槽冷却回路第一实施例的细部;

图12、13和14表示出与冷却蛇形管相连的散热片的三种不同布置形式;

图15简略地画出通过斜槽悬挂轴的一个垂直横截面，所述斜槽装备着水冷却回路第二实施例;

图16和17简略地画出图15所示的斜槽冷却回路的细部;

图18和20简略地画出穿过斜槽悬挂轴的冷却水通道的两个实施例;

图19和21表示穿过斜槽悬挂轴的同轴双冷却水通道的两个实施例。

首先，图1画出一个布料斜槽30的上部，该斜槽的传动和悬挂机构具有上述专利US-A-3，880，302中所介绍的类型，因而只作简单描述，读者可参阅该项专利以便得知详情。

斜槽30由两根悬挂轴32、34悬挂，以便能环绕后者的水平轴线转动，这两根轴被安置在一个转动隔圈36中，能在传动装置作用下围绕垂直轴线0转动，所述传动装置没有画出，在上述专利中对它有较详细的介绍。

斜槽30围绕其悬挂轴水平轴线的转动是借助于两个箱体38、40产生的，所述箱体38、40跟隔圈36、斜槽30一起围绕垂直轴线0运动。所述传动、悬挂机构被容纳在一个密封罩42中，密封罩的顶板44包括一个带有通道46的孔，所述通道46允许正在加入的炉料流过，进入一个同轴的、成为隔圈36的一部分的转动套环48。

套环48的上部周围做出一个环形槽50，其内壁（由套环48构成）和外壁在固定顶板44的相应沟槽中滑动。根据文件EP-B1-0，116，142，环形槽50（细部如图2所示）是一个为蛇形管（未画出）供应流体的沟槽，它还为套环48和转动隔圈36周围提供冷却水，所述冷却水的参考标号为52，它装在环形槽50底部的一个隔仓中。

根据本发明，环形槽50还作为冷却用惰性气体的入口，所述惰性气体经管道54、56（见图1）送往斜槽30的悬挂轴32、34上安装的转动接头58、60。

惰性冷却气体能通过顶板44的通道62进入环形槽50。为了使惰性气体在一定压力下注入环形槽50，而不致造成大量漏入密封罩42内部这一危险，环形槽50的内部包括一个内外表面均有多个凸肋66与环形密封圈64，此处所述的凸肋66与环形槽50的内外表面相吻合，因而形成一个能造成明显压降的多重迷宫，使得装在环形槽50中的惰性气体不会从密封圈边缘大量漏出。

为了提高惰性气体的热容量和增加其冷却能力，可在环形槽50高度处往惰性气体注入少量水或水蒸汽。

图3画出斜槽30的悬挂轴以及气体冷却回路实施例的一些细部，所述斜槽可以具有如同专利GB-1，487，527中所介绍的类型，也就是说，可包括一个内部具有耐磨板衬里（未画出）的半圆筒形槽体68，槽体68具有两个鸭嘴形横向挂钩70、72，因而能可拆装地挂地悬挂轴32和34上，并借助于后者围绕着水平轴线作倾斜。

槽体68的下部衬有一个外套74，从而构成一个冷却该槽体用的空腔，外套74最好用隔板76沿纵向分成多个单独的隔间74a、74b、74c和74d，在朝向炉子内侧面的斜槽30端部这些隔间是敞开的。每个隔间都由管子78、80供气，所述管子位于斜槽30的上部区域的槽体68内部，每根管子都包括在槽体68内侧的一个弧形部分和贴近挂钩70、72的纵向部分，所述纵向部分再与轴向穿过轴32、34并与转动接头58、60相接的通道连结。

在简图3至5中用箭头指明气体的流动方向，从而将使用惰性气体的冷却系统清楚地表达出来。这一系统不仅为斜槽的槽体68提供了有效的冷却，还冷却了斜槽悬挂轴。从下端离开斜槽30的气体在炉内与炉子上部的气体混合在一起。

图6简略地画出一个穿过悬挂轴32的气体通道第一实施例，根据这个实施例，将一根导管82同轴地安装在轴32内部，导管82可靠地依附在轴32上，但能朝此图的左方轴向脱开后者。导管82的内侧具有一具波纹管补偿器84，它借助于一个环状物85弹性地顶在一个孔的外部边缘上，以便与斜槽的挂钩70接通。补偿器84允许斜槽和它的悬挂轴32之间有一些运动自由度，以便抵消热变形以及制造误差。而且，考虑到惰性气体压力不是很高这一事实，补偿器84的弹性能在挂钩70和导管82之间提供足够的密封。

图7画出一个穿过悬挂轴的通道的另一个实施例。在图7实施例中，由图6补偿器84提供的机动性改由一根具有可少量变形薄壁的导管86提供。该导管86同轴地穿过轴32，并插进挂钩70的一个相应孔洞中，形成程度足够的密封。

图8画出斜槽30的一个水冷却系统的实施例，所述冷却水流过将环形槽50与一根或两根斜槽悬挂轴相连的管道，并通过斜槽内部的蛇部管。如图8所示，悬挂轴32借助于一根管道88并通过一个转动接头90与环形槽50相连。管道88最好包括一个旋塞92，以便发现漏水时关闭这个冷却系统。旋塞92可以是一个带有转动手柄的旋塞，借助于一根插入密封罩42的孔洞94的杆就可开启，而关闭旋塞是自动进行的，其方法是：在隔圈围绕炉子垂直轴线0转动期间借助于通过孔洞94插入的杆使手柄朝板倒方向转动。这种安排使旋塞可在保持密封罩内外部密封性的状态下操作。

在图9所示的实施例中，冷却水通过一个转动接头96进入回路，并且在流经斜槽冷却回路之后从另一个接头90排出。从转动接头90排出的冷却水回落到一个收集器中，该收集器与文件EP-B1-0，116，142介绍的装置一致。

图10和11画出一个用于图8系统的斜槽冷却回路的第一实施例。该冷却回路基本上包括一根“U”形蛇形管100，它的两根支管沿着槽体68的外侧在中轴线的两边纵向延伸，这根蛇形管100由两根管子连接到斜槽悬挂轴32、34的轴线上，冷却水按图9、11中箭头所示方向流动。

为了改善热交换，在蛇形管100全长的任何一个侧面上做出导热良好材料（例如铜）制造的散热片102。图12至14画出这些散热片的不同形状和布置。这几张图中的每一张都以横截面形式画出穿过耐火材料层104的冷却蛇形管100，所述耐火材料层104位于一个金属外套106内部的槽体68外表面周围。在图12所示的实施例中，冷却散热片102a布置在槽体68和蛇形管100之间，并与所述槽体和蛇形管直接接触。

在图13所示的实施例中，散热片102b在耐火材料层104的主体中延伸，大约在后者厚度的中心，并且用铜焊焊在蛇形管100的两侧。

而在14所示的实施例中，蛇形管100在槽体68和散热片102c之间延伸，因此安排在外套106侧的散热片和槽体68之间形成一个热桥。

十分明显，在图11所示的实施例中，由于采用沿着一个方向的单根蛇形管，靠近回路进口的斜槽侧边比起冷却水离开斜槽的相对侧来，得到较好的冷却。15至17画出一个具有双冷却回路的第二实施例，它能使斜槽30的冷却比较均匀。

在图17中比较详细地表示出，这种冷却回路包括两根蛇形管108和110，它们都沿着槽体外表面纵向伸展并且呈“U”形，而且蛇形管110布置在蛇形管108两个支管的内侧。通过蛇形管108和110的环形方向用箭头表示，便每个冷却水流入支管位于一根冷却水离开支管的旁边，反过来也一样，从而保证斜槽冷却较为均匀。而且，装备两根用于冷却的蛇形管也增加了冷却密度，因此，在这一实施例中，即便可能，也不需要在蛇形管上安装冷却用散热片以及把它们埋藏在耐火材料层中。然而，双冷却回路需要装备通过悬挂轴32、34的双通道。

现在参照附图，详细介绍图9实施例和图15实施例中穿过悬挂轴的通道。图18画出这种通道的第一实施例，它适用于图9所示的单回路，这种回路由导管112构成，所述导管穿过悬挂轴34的一个通道同轴延伸并具有可少许变形的薄壁，而穿过轴32的相对导管的形状是相同的。导管112的外端与转动接头96直接相连，内端与斜槽挂钩72伸出的蛇形管100的一个孔洞同轴接合，并在其间放置一个辅助密封圈114。导管112的厚度以及在导管112和蛇形管100入口之间滑动的接头的厚度不大，允许一定程度的变形，所述变形可以是沿着轴线方向，也可以是沿着垂直于后者的方向。显而易见，导管112必须能方便地向外脱开，以便卸下斜槽。

图19是图18装置的原理应用于图15所示的双蛇形管实施例的情况。根据这个实施例，具有能胜任变形的薄壁的两根导管116和118同轴布置在穿过悬挂轴34的通道中，而且一根导管在另一根的内部，两根导管的外端与一个转动双接头（未画出）相连，而内侧与两根蛇形管108、110的孔洞同轴接合，并在其间放置辅助环形密封圈。

图20画出穿过轴34的通道的第二实施例，它适用于图9所示的单冷却回路。根据这一实施例，一根刚性导管120同轴地穿过一个贯穿轴34的通道，并且其外端与转动接头96相连。导管120的内端经过一个波纹管补偿器122与环形密封124相连，所述环形密封124位于斜槽挂钩72高度处，并安放在蛇形管100的一个相应孔洞中。因此补偿器122能在导管120和斜槽之间提供相对运动的自由度。这个实施例的特征是：导管120上做出多个长孔126，在图18、19实施例中，由于导管112、116周围具有间隙，热交换不太有效，而所述长孔126使冷却水能围绕导管120环流，因而与图18、19实施例相比较，它和轴34的热接触较好。当然，在图20所示的实施例中，必须采取措施以保证炉子侧的密封性，为此可在导管120的凸缘周围安装一个O形密封圈128。

图21是图20装置的原理应用于图15所示的双蛇形管冷却回路的情况。与图20中的导管120正好对应的导管130同轴地穿过轴34，并与蛇形管108以密封的方式连结，这根导管允许冷却水流与轴34接触，以便有助于后者的较好冷却。然而，这根导管130还具有一根导管132，所述导管132同轴地穿过导管130，允许冷却水从蛇形管110流入其中，而且导管132也是通过一个辅助密封的媒介物进行连接的。

Claims (19)

1、一种竖炉加料设备布料斜槽的冷却装置，所述加料设备包括：一个在竖炉子顶部中心垂直安装的固定通道(46)，它用来引导炉料；一个同轴安装在所述加料通道(46)周围的转动套环(48)；一个同轴安装在所述套环(48)外部的固定外罩(42)，所述外罩(42)与套环(48)在横向确定一个基本呈环形的空腔，该空腔借助于一个牢固地连结在转动套环(48)上的隔圈(36)与竖炉内部隔开；一个以可转动方式安装在转动隔圈(36)中的布料斜槽(30)；一个使套环(48)和隔圈(36)围绕竖炉和通道(46)的垂直轴线转动的传动装置；两个在所述空腔中沿直径相对布置的传动箱体(38，40)，所述传动箱体(38，40)与转动隔圈(36)一起围绕所述垂直轴线转动，并对斜槽(30)的悬挂轴(32，34)起作用使斜槽绕一根水平轴线转动；一个固定在转动套环(48)上端的环形供应槽(50)，它的同心内外壁在一个固定顶板(44)中滑动，至少一根管子使得供应给环形槽(50)的冷却流体能够进入；其特征为，所述布料斜槽(30)包括一个用来冷却斜槽槽体下表面的回路，它通过管道与环形槽(50)直接相连，所述管道沿轴向穿过斜槽(30)的悬挂轴(32，34)和转动接头。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述冷却流体是一种惰性气体。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述斜槽（30）的冷却回路由包围着槽体（68）下表面的双层壁构成，并由纵向隔板（76）分成多个独立的隔间（74a，74b，74c，74d），这些隔间在朝向竖炉内侧面的斜槽（30）端部是敞开的。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征为，使用一个固定在所述顶板（44）上并且伸入所述环形槽（50）内部的环形密封圈（64），该密封圈具有与槽（50）的内壁构成多重迷宫的内外凸肋（66）。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽（30）的悬挂轴（32，34）的通道由一根可靠地依附在悬挂轴上的同轴导管（82）构成，所述导管（82）穿过所述悬挂轴但可从后者拆下，并且通过一个补偿器（84）和一个前沿密封媒介物与斜槽（30）的一个侧面（70）相连。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽（30）的悬挂轴（32，34）的通道由一根可靠地依附在悬挂轴上的能少量变形的薄壁导管（86）构成，所述导管（86）穿过所述悬挂轴，可从后者拆下，并且与斜槽（30）侧面（70）的一个相应孔接合。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征为，所述冷却流体是水。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征为，所述冷却水通过所述斜槽（30）的一根悬挂轴（32，34）进入斜槽（30）的冷却回路，然后通过另一根相对的悬挂轴（34，32）排出。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征为，所述冷却回路包括一根“U”形的沿纵向埋藏在一个耐火材料层（104）中的蛇形管（100），所述耐火材料层（104）围绕着槽体（68）的下表面，并处于一个金属外套（106）的内部。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征为，所述蛇形管（100）包括多个用于热交换的散热片（102），所述散热片（102）在耐火材料层（104）本体中的全部蛇形管（100）的任何一个侧壁上横向伸出。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征为，所述散热片（102a）在厚度方向做在所述斜槽的蛇形管（100）和槽体（68）之间，从而使散热片（102a）与蛇形管（100）和槽体（68）保持热接触。

12、根据权利要求10所述的装置，其特征为，所述散热片（102b）在厚度方向做在蛇形管（100）和耐火材料层（104）的中间。

13、根据权利要求10所述的装置，其特征为，所述散热片（102c）在厚度方向做在蛇形管（100）和外套（106）之间，从而使蛇形管（100）与槽体（68）和散热片（102c）保持热接触。

14、根据权利要求7所述的装置，其特征为，所述斜槽冷却回路包括两根分开的“U”形蛇形管（108，110），它们在斜槽（30）的槽体（68）下方纵向延伸，并且分别与两个穿过每根悬挂轴（32，34）的同轴的入口和出口通道相连。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征为，两根“U”形的蛇形管（108，110）相对于槽体（68）的纵向中轴线同地排列，而且冷却水以相反的方向从所述的两根蛇形管（108，110）流过。

16、根据权利要求9所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽悬挂轴（32，34）的通道由一根具有可少量变形薄壁的导管（112）构成，所述导管（112）可向外侧拆出，并通过一个环形密封圈（114）媒介物与蛇形管（100）相连。

17、根据权利要求14所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽悬挂轴（32，34）的通道由两根具有可少量变形薄壁的同轴导管（116，118）构成，所述导管（116，118）通过环形密封圈媒介物与两根蛇形管（108，110）相连。

18、根据权利要求9所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽悬挂轴（32，34）的通道由一根导管构成，这根导管通过一个补偿器（122）和一个密封（124）作为媒介物与所述斜槽的蛇形管（100）相连，并做出多个纵向长孔（126），所述长孔允许冷却水流出，进入一个围绕导管（120），并由一个0形密封圈（128）进行密封的空腔。

19、根据权利要求14所述的装置，其特征为，每根穿过所述斜槽悬挂轴（32，34）的通道由一根中心导管（132）构成，这根导管（132）与一根蛇形管（110）相连，并同轴地穿过一根第二导管（130），所述第二导管（130）通过一个补偿器和一个密封作为媒介物与另一根蛇形管（108）相连，在第二导管（130）上还做出多个纵向长孔，所述长孔允许冷却水流出，进入一个围绕这根导管并由一个O形密封圈进行密封的空腔。

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