CN109609723B - 活动烟罩的密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活动烟罩的密封结构，其特征在于：在活动烟罩上部设置有由机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构，在双重密封结构上设置有将双重密封结构外围包裹的保温结构。该活动烟罩的密封结构密封性能好，成本低，适用性广，既能适用于小型转炉余热锅炉，又能适用于大型转炉余热锅炉；且既解决了小型转炉余热锅炉中的活动烟罩水封结构庞大复杂、运行时积灰严重的问题，又解决了大型转炉余热锅炉的活动烟罩氮气密封的昂贵氮气成本。
Description
技术领域
本发明涉及转炉余热锅炉上的活动烟罩结构，尤其涉及一种活动烟罩的密封结构。
背景技术
转炉余热锅炉主要用于钢铁企业转炉吹氧炼钢时煤气、高温烟气和烟尘的回收。转炉余热锅炉通常采用汽化冷却烟道结构，它主要由固定烟罩和活动烟罩构成，活动烟罩主要用于配合固定烟罩更好的收集、疏导转炉冶炼过程中产生的高温烟气，同时防止外部空气侵入转炉余热锅炉中、影响煤气回收质量，以及防止烟气外逸、恶化车间环境。活动烟罩要求可以做升降运动，在冶炼过程中，需要添加废钢、兑铁水、取样；冶炼结束后，需要倒渣、出钢；在上述两种情况下活动烟罩都需要自由上升，以保证转炉可以倾动自如；而当冶炼时，活动烟罩又可以自由下降阻止外部环境中的空气进入活动烟罩中、影响煤气回收质量。
转炉余热锅炉与转炉的生产过程直接连锁，作为转炉炼钢工艺的一部分直接参与炼钢生产，它可以在转炉冶炼钢铁的过程中收集高温烟气，并将其冷却下来，满足炼钢后期除尘及煤气回收的要求，同时还可以产生大量的蒸汽，供生产及生活的需要，可大大降低生产及生活的成本，在炼钢厂占有十分重要的地位。
但在运行过程中转炉余热锅炉的工况随转炉的冶炼工艺而周期性、急剧地变化。当转炉吹炼时，大量的高温烟气流过转炉余热锅炉，转炉余热锅炉的热负荷急剧增加；当吹炼停止时，转炉余热锅炉的热负荷急剧减小。这种恶劣的运行条件必然对转炉余热锅炉的使用寿命产生影响。目前，转炉余热锅炉的使用寿命很短，尤其是处于转炉入口处的第一部件——活动烟罩，运行条件极为恶劣，寿命一般只有1年左右。在转炉余热锅炉的运行过程中，活动烟罩的密封结构至关重要，好的密封结构能有效阻隔转炉炼钢产生的高温烟气，防止其从活动烟罩与固定烟罩之间的间隙中溢出；使生产能更稳定、安全的运行。因此，活动烟罩的密封结构至关重要，它直接影响转炉的安全生产，必须引起重视。
目前对于采用自然循环的中小型转炉余热锅炉，活动烟罩的密封结构通常采用水密封结构，但是水密封结构体积庞大，且使用过程中容易积灰，积灰与水长期混合后会形成类似混凝土物质，清理十分困难。对于采用低压强制循环的中大型转炉余热锅炉，活动烟罩的密封结构通常采用氮气密封结构，由于活动烟罩需要做升降运动，因而活动烟罩与固定烟罩之间预留的间隙较大，这会导致活动烟罩与固定烟罩之间密封所需覆盖的氮气量大，大大增加了运行成本。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种密封性能好、成本低的活动烟罩的密封结构。该活动烟罩的密封结构适用性广，既能适用于小型转炉余热锅炉，又能适用于大型转炉余热锅炉；且既解决了小型转炉余热锅炉中的活动烟罩水封结构庞大复杂、运行时积灰严重的问题，又解决了大型转炉余热锅炉的活动烟罩氮气密封的昂贵氮气成本。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的活动烟罩的密封结构，在活动烟罩上部设置有由机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构；所述的机械密封挡板结构由二组环状调节紫铜弧板组构成，每组环状调节紫铜弧板组的结构为：由至少二个环状紫铜弧板由下至上依次叠加构成，且每个环状紫铜弧板的轴心线均与活动烟罩的轴心线重合，每个环状紫铜弧板均为由若干扇形弧板拼接构成的环状结构，各环状紫铜弧板的环状内圆孔径各不相同且均小于活动烟罩上部内圆孔径，在活动烟罩上还设置有能调节二组环状调节紫铜弧板组中各扇形弧板位置、从而改变活动烟罩与固定烟罩之间间隙的调节结构；所述的氮气密封结构包括：筒体状内隔板、筒体状外隔板、上封板和下封板，筒体状内隔板、筒体状外隔板、上封板和下封板合围构成环状空腔，环状空腔固定设置于二组环状调节紫铜弧板组之间；在活动烟罩上部设置有至少一根氮气进气管，各氮气进气管的出气口分别与环状空腔相连通，在筒体状内隔板上开设有若干小孔，各小孔的出气口均朝向活动烟罩的轴心线；在双重密封结构上设置有将双重密封结构外围包裹的保温结构。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，所述的调节结构为：每组环状调节紫铜弧板组中的各环状紫铜弧板均由相同数量的扇形弧板构成，且各环状紫铜弧板81中的各扇形弧板均上下一一对应叠加；在各扇形弧板上均设置有至少一个长圆形调节孔，每个长圆形调节孔的长度均大于螺栓的直径，各螺栓依次穿过由下至上叠加的各扇形弧板上的对应长圆形调节孔后将二组环状调节紫铜弧板组中的各扇形弧板固定于活动烟罩上部。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，上封板和下封板的一侧均向外延伸，各螺栓穿过由下至上叠加的各扇形弧板上的对应长圆形调节孔以及向外延伸的上、下封板上的对应通孔后将二组环状调节紫铜弧板组中的各扇形弧板固定于活动烟罩上部，以及将环状空腔固定于二组环状调节紫铜弧板组之间。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，在每个环状紫铜弧板的各扇形弧板上均设置有二个长圆形调节孔。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，所述的保温结构为：在双重密封结构外围设置有将双重密封结构外围包裹的外围围板，在外围围板与双重密封结构之间的间隙中填充设置有耐1300℃高温的矿物棉。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，在外围围板上还包裹设置有耐材涂层。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，耐材涂层通过Y型钩钉固定包裹设置于外围围板上。
进一步地，前述的活动烟罩的密封结构，其中，在活动烟罩上部设置有二根氮气进气管。
本发明的有益效果是：①该活动烟罩的密封结构密封性能好、成本低、适用性广，既能适用于小型转炉余热锅炉，又能适用于大型转炉余热锅炉；②机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构的结构设置，不仅密封性能好，而且在保证活动烟罩相对固定烟罩运动顺畅的情况下进一步缩小了活动烟罩与固定烟罩之间的间隙，从而进一步降低氮气密封所需的氮气量，既解决了小型转炉余热锅炉中的活动烟罩水封结构庞大复杂、运行时积灰严重的问题，又解决了大型转炉余热锅炉的活动烟罩氮气密封的昂贵氮气成本。
附图说明
图1是本发明所述的活动烟罩的密封结构用于小型转炉余热锅炉的应用结构示意图。
图2是图1中活动烟罩的密封结构的示意图。
图3是本发明所述的活动烟罩的密封结构用于大型转炉余热锅炉的应用结构示意图。
图4是图3中活动烟罩的密封结构的示意图。
图5是图4俯视方向任环状紫铜弧板的结构示意图。
图6是图5中任一扇形弧板的结构示意图。
图7是图4俯视方向筒体状内隔板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例以用于采用自然循环的中小型转炉余热锅炉上的活动烟罩的密封结构为例进行说明。固定烟罩2从活动烟罩1上部插入活动烟罩1上段，由于活动烟罩1需要相对固定烟罩2上下运动，因而活动烟罩1与固定烟罩2之间不可避免会存在间隙。
如图1和图2所示，本实施例所述的活动烟罩的密封结构3为由机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构。其中所述的机械密封挡板结构由二组环状调节紫铜弧板组8构成，每组环状调节紫铜弧板组8的结构为：由至少二个环状紫铜弧板81由下至上依次叠加构成，且每个环状紫铜弧板81的轴心线均与活动烟罩1的轴心线重合。如图5和图6所示，每个环状紫铜弧板81均为由若干扇形弧板82拼接构成的环状结构，各环状紫铜弧板81的环状内圆孔径φ各不相同，且环状紫铜弧板81的环状内圆孔径φ均小于活动烟罩上部内圆孔径。在活动烟罩1上还设置有能调节二组环状调节紫铜弧板组8中各扇形弧板82位置、从而改变活动烟罩1与固定烟罩2之间间隙的调节结构。
如图2所示，所述的调节结构为：每组环状调节紫铜弧板组8中的各环状紫铜弧板81均由相同数量的扇形弧板82构成，且各环状紫铜弧板81中的各扇形弧板82均上下一一对应。在各扇形弧板82上均设置有至少一个长圆形调节孔83，每个长圆形调节孔83的长度均大于螺栓9的直径，各螺栓9依次穿过由下至上叠加的对应扇形弧板82上的对应长圆形调节孔83后将二组环状调节紫铜弧板组8中的各扇形弧板82固定于活动烟罩1上部。松开螺栓9后，就能推拉各扇形弧板82通过长圆形调节孔83相对螺栓运动。为使各扇形弧板82更稳定地相对对应的螺栓9运动，防止各扇形弧板82相对对应的螺栓9晃动，通常在每个环状紫铜弧板81的各扇形弧板82上均设置有二个长圆形调节孔83。
如图2和图7所示，所述的氮气密封结构包括：筒体状内隔板71、筒体状外隔板72、上封板73和下封板74，筒体状内隔板71、筒体状外隔板72、上封板73和下封板74合围构成环状空腔7，环状空腔7固定设置于二组环状调节紫铜弧板组8之间。在活动烟罩1上部设置有至少一根氮气进气管4，本实施例以在活动烟罩1上部设置有二根氮气进气管4为例进行说明，各氮气进气管4的出气口分别与环状空腔7相连通，在筒体状内隔板71上开设有若干小孔70，各小孔70的出气口均朝向活动烟罩1的轴心线。
为使环状空腔7稳固设置于二组环状调节紫铜弧板组8之间、以及连接结构更加简单化，环状空腔7的上封板73和下封板74一侧均向外延伸，可以使各螺栓9穿过由下至上叠加的各扇形弧板82上的对应长圆形调节孔83以及向外延伸的上封板73上的对应通孔、向外延伸的下封板74上的对应通孔后将二组环状调节紫铜弧板组8中的各扇形弧板81固定于活动烟罩1上部，以及将环状空腔7固定于二组环状调节紫铜弧板组8之间。
机械密封挡板结构在未调节时，每组环状调节紫铜弧板组8中的各环状紫铜弧板81处于分散形式，即构成任一环状紫铜弧板81的若干扇形弧板均向外分散开。调节时，根据活动烟罩1和固定烟罩2之间的间隙选择每组环状调节紫铜弧板组8中对应的环状紫铜弧板81，然后松开螺栓9，使二个对应环状紫铜弧板81中的各扇形弧板82相对活动烟罩1的轴心线向活动烟罩1的轴心线方向逐渐靠拢，此时，二个对应环状紫铜弧板81的内圆孔径φ由处于分散状态的最大直径数值逐渐减小，从而实现缩小活动烟罩1和固定烟罩2之间的间隙的目的。二组环状调节紫铜弧板组8、伸出环状空腔7外的上封板73边缘、下封板74边缘、筒体状内隔板71和固定烟罩2外轮廓之间形成需要氮封的环状氮封空腔75，环状氮封空腔75与固定烟罩2之间的间隙非常小，因而环状空腔7中只需通入少量氮气、然后由筒体状内隔板71上的各小孔70吹出形成填充于环状氮封空腔75中的氮封层就能满足氮封要求。
如图2所示，本实施例在双重密封结构3上设置有将双重密封结构3外围包裹的保温结构，所述的保温结构为：在双重密封结构3外围设置有将双重密封结构外围包裹的外围围板5，在外围围板5与双重密封结构3之间的间隙中填充设置有耐1300℃高温的矿物棉6。
实施例二
本实施例以用于采用压强制循环的中大型转炉余热锅炉上的活动烟罩的密封结构为例进行说明。固定烟罩2从活动烟罩1上部插入活动烟罩1上段，由于活动烟罩1需要相对固定烟罩2上下运动，因而活动烟罩1与固定烟罩2之间不可避免会存在间隙。
如图3和图4所示，本实施例所述的活动烟罩的密封结构3为由机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构。机械密封挡板结构和氮气密封结构与实施例一中的机械密封挡板结构和氮气密封结构完全一致，在此不再赘述。本实施例与实施例一的不同之处在于：如图4所示，本实施例在实施例一的基础上，在外围围板5上还包裹设置有耐材涂层10，为更牢靠固定耐材涂层10，可作如下设置：使耐材涂层10通过Y型钩钉11固定包裹设置于外围围板5外围。
其余结构和使用方式与实施例一相同，不再赘述。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：①该活动烟罩1的密封结构密封性能好、成本低、适用性广，既能适用于小型转炉余热锅炉，又能适用于大型转炉余热锅炉；②机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构的结构设置，不仅密封性能好，而且在保证活动烟罩1相对固定烟罩2运动顺畅的情况下进一步缩小了活动烟罩1与固定烟罩2之间的间隙，从而进一步降低氮气密封所需的氮气量，既解决了小型转炉余热锅炉中的活动烟罩水封结构庞大复杂、运行时积灰严重的问题，又解决了大型转炉余热锅炉的活动烟罩氮气密封的昂贵氮气成本。
Claims (6)
1.活动烟罩的密封结构，其特征在于：在活动烟罩上部设置有由机械密封挡板结构和氮气密封结构构成的双重密封结构；所述的机械密封挡板结构由二组环状调节紫铜弧板组构成，每组环状调节紫铜弧板组的结构为：由至少二个环状紫铜弧板由下至上依次叠加构成，且每个环状紫铜弧板的轴心线均与活动烟罩的轴心线重合，每个环状紫铜弧板均为由若干扇形弧板拼接构成的环状结构，各环状紫铜弧板的环状内圆孔径各不相同且均小于活动烟罩上部内圆孔径，在活动烟罩上还设置有能调节二组环状调节紫铜弧板组中各扇形弧板位置、从而改变活动烟罩与固定烟罩之间间隙的调节结构；所述的氮气密封结构包括：筒体状内隔板、筒体状外隔板、上封板和下封板，筒体状内隔板、筒体状外隔板、上封板和下封板合围构成环状空腔，环状空腔固定设置于二组环状调节紫铜弧板组之间；在活动烟罩上部设置有至少一根氮气进气管，各氮气进气管的出气口分别与环状空腔相连通，在筒体状内隔板上开设有若干小孔，各小孔的出气口均朝向活动烟罩的轴心线；在双重密封结构上设置有将双重密封结构外围包裹的保温结构；
所述的调节结构为：每组环状调节紫铜弧板组中的各环状紫铜弧板均由相同数量的扇形弧板构成，且各环状紫铜弧板中的各扇形弧板均上下一一对应叠加；在各扇形弧板上均设置有至少一个长圆形调节孔，每个长圆形调节孔的长度均大于螺栓的直径；上封板和下封板的一侧均向外延伸，各螺栓穿过由下至上叠加的各扇形弧板上的对应长圆形调节孔以及向外延伸的上、下封板上的对应通孔后将二组环状调节紫铜弧板组中的各扇形弧板固定于活动烟罩上部，以及将环状空腔固定于二组环状调节紫铜弧板组之间。
2.根据权利要求1所述的活动烟罩的密封结构，其特征在于：在每个环状紫铜弧板的各扇形弧板上均设置有二个长圆形调节孔。
3.根据权利要求1所述的活动烟罩的密封结构，其特征在于：所述的保温结构为：在双重密封结构外围设置有将双重密封结构外围包裹的外围围板，在外围围板与双重密封结构之间的间隙中填充设置有耐1300℃高温的矿物棉。
4.根据权利要求3所述的活动烟罩的密封结构，其特征在于：在外围围板上还包裹设置有耐材涂层。
5.根据权利要求3所述的活动烟罩的密封结构，其特征在于：耐材涂层通过Y型钩钉固定包裹设置于外围围板上。
6.根据权利要求1或3所述的活动烟罩的密封结构，其特征在于：在活动烟罩上部设置有二根氮气进气管。
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