CN111118244A - 一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置，属于低导热系数材料隔热和循环水冷却设备技术领域。包括中心喉管(1)、罩(5)、硅酸铝纤维毡一(6)、耳轴转套(7)、薄钢板(8)、硅酸铝纤维毡二(9)、水冷底盘(10)、箱体(11)；中心喉管(1)为固定组件，其几何回转中线也是布料器中心线，置于炉顶炉气区域中，中心喉管(1)由配水盘(2)、夹缝水套(3)、密封底板(4)组成；中心喉管(1)上部为配水盘(2)，中部为夹缝水套(3)，底部为水冷通道密封底板(4)。中心喉管夹缝冷却；耳轴转套中部隔热，水冷底盘下部隔热；水冷底盘平面盘旋冷却。优点在于，冷却效果良好，对布料器传动装置设计带来很大便利；该冷却装置维修、拆卸、增强冷却效果均良好，同时形成一种好的安装方法。
Description
技术领域
本发明属于低导热系数材料隔热和循环水冷却设备技术领域，特别涉及一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置，在高温高压含尘量较高的有毒高炉炼铁炉气环境中采用硅酸铝纤维毡隔热和采用高压循环水强制冷却设备组合形成一个温度适宜密闭空间来放置水冷气密箱传动装置使其正常运转的技术，同时形成了一种好的安装方法。
背景技术
在炼铁高炉的最上部是炉喉锥段，在炉喉锥段上焊接炉顶钢圈(也叫炉顶法兰)，布料器由水冷气密箱、α角传动组件、β角传动组件、布料溜槽组件四部分组成，水冷气密箱包括中心喉管、双层回转支承、传动装置、顶盖、耳轴转套、水冷底盘、箱体等，水冷气密箱就安装在炉顶钢圈上。两者之间用螺栓连接并加以金属密封垫密封。水冷气密箱位于高炉炉顶装料设备的最下部，直接受到炉喉高温料面、热煤气、粉尘的威胁，正常情况下炉顶温度约200～350℃，事故状态下达600℃甚至更高，高炉水冷气密箱作成密闭空间，带动全部暴露在高炉炉气环境中的溜槽组件运动的传动装置布置在其中，高压循环水冷却，氮气补充平衡密封，对工作条件要求比较严格。通常炉顶温度应控制在150～300℃，气密箱内正常温度应<70℃,上述环境条件为布料器的正常工作条件，炉顶温度过高且持续时间过长或者冷却效果不佳，则可能造成水冷气密箱内部温度升高，使其零部件出现卡死停转的现象，从而影响布料器的正常运转和使用寿命。气密箱内部温度适宜良好的密闭空间环境对传动装置的设计带来便利，减少氮气反向平衡密封和冷却水冷气密箱内部传动装置部件用气量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置，保障带动溜槽组件运动的传动装置所在密闭空间的正常温度<70℃，并且温差较小，将具有低导热系数的硅酸铝纤维毡对部件隔热和采用高压循环水强制冷却设备组合形成一个密闭空间来放置水冷气密箱传动装置使其正常运转。
本发明包括中心喉管1、罩5、硅酸铝纤维毡一6、耳轴转套7、薄钢板8、硅酸铝纤维毡二9、水冷底盘10和箱体11。中心喉管1为固定组件，其几何回转中线也是布料器中心线，置于炉顶炉气区域中，中心喉管1由配水盘2、夹缝水套3、密封底板4组成；中心喉管1上部为配水盘2，中部为夹缝水套3，底部为水冷通道密封底板4；配水盘2在中心喉管1的上部，冷却水通过其内部通道向夹缝水套3注水和回收水，并起到密封冷却水在夹缝水套3中上下改变方向的作用，同时密封冷却水不外溢；密封底板4在中心喉管1下部，起到冷却水在夹缝水套3中上下改变方向的作用，同时密封冷却水不外溢。夹缝水套3内侧置于炉顶炉气区域，直接与高温高压的炉气接触，向其外侧导热传热，通过膜层换热，使炉气密封区域内温度升高。耳轴转套7下部内部安装罩5，中间填充低导热系数材料硅酸铝纤维毡一6，将高温的炉顶炉气区域与炉气密封区域隔开，只有少量热量传到炉气密封区域。在水冷底盘10的下面塞进硅酸铝纤维毡二9，用薄钢板8焊接在水冷底盘10下面将其固定。水冷底盘10内部通水冷却，在此方向上有很少热量传导到炉气密封区域。
由中心喉管1、耳轴转套7、水冷底盘10和箱体11共同作用，获得一个正常温度<70℃的密闭空间，对传动装置的设计以及运行带来极大便利。
带动布料器执行机构溜槽组件布料运动的部件通常作成旋转圆筒的形式，称为耳轴转套7，实践表明耳轴转套7所在位置是气密箱内热量的主要来源，它直接与高炉煤气接触，因此将耳轴转套7按功能分三段组成，对其分别进行隔热和高压冷却水强制冷却。耳轴转套7作旋转运动，上部内部圆柱表面与固定部件中心喉管1外圆柱面大间隙配合，在此设置通水冷却；耳轴转套7中段通过低导热系数进行隔热；下段外圆柱面与水冷底盘10内圆柱面大间隙配合，在此设通水冷却和低导热系数进行隔热，这样由中心喉管1、耳轴转套7、水冷底盘10与箱体11组成一个密闭空间炉气密封区域来安装传动装置。
本发明中心喉管夹缝冷却；耳轴转套中部隔热，水冷底盘下部隔热；水冷底盘平面盘旋冷却。此组合冷却效果良好，对布料器传动装置设计带来很大便利。本组合冷却装置维修、拆卸、增强冷却效果均良好，同时形成一种好的安装方法。
附图说明
图1为高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置设计图。其中，中心喉管1、配水盘2、夹缝水套3、密封底板4、罩5、硅酸铝纤维毡一6、耳轴转套7、薄钢板8、硅酸铝纤维毡二9、水冷底盘10、箱体11。
图2为夹缝水套3展开(沿
计)图。
图3为水冷底盘10平面局部剖视图。
具体实施方式
本发明包括中心喉管1、罩5、硅酸铝纤维毡一6、耳轴转套7、薄钢板8、硅酸铝纤维毡二9、水冷底盘10和箱体11。
1.中心喉管夹缝冷却：中心喉管1由配水盘2、夹缝水套3、密封底板4组成；中心喉管1上部为配水盘2，中部为夹缝水套3，底部为水冷通道密封底板4，高压冷却水从配水盘进口流入，在夹缝水套中沿水套圆周夹缝向下、转向向上流动四次后从配水盘出口流出，将导热到中心喉管内壁的热量带走。见图2，为夹缝水套周向圆周展开图，反映了水冷通道结构和高压冷却水流动走向。
2.隔热：见图1，在耳轴转套7中段内部贴上硅酸铝纤维毡一6，用一个罩5将其固定，起到隔热和防止高炉煤气冲刷耳轴转套7的作用。在水冷底盘10下部作成几个小空间，塞入硅酸铝纤维毡二9，用薄钢板8将其固定，起到隔热和高炉煤气冲刷水冷底盘10下表面的作用。
3.水冷底盘平面盘旋冷却：见图3，两股高压循环冷却水在水冷底盘10内部盘旋流动，将导热到水冷底盘中的热量带走，本图反映了其水冷通道结构和高压冷却水流动走向。
高压循环的冷却水在密闭冷却通道内强制流动，采用封闭式冷却方式对布料器进行冷却，循环水不会受到污染。当温度检测元件检测到水冷气密箱温度高时，通过调节冷却水的出水压力来加大冷却强度，从而保证水冷气密箱内部炉气密封区域的温度在允许范围(70℃以下)。
Claims (3)
1.一种高炉炼铁布料器水冷气密箱组合冷却装置，其特征在于，包括中心喉管(1)、罩(5)、硅酸铝纤维毡一(6)、耳轴转套(7)、薄钢板(8)、硅酸铝纤维毡二(9)、水冷底盘(10)、箱体(11)；中心喉管(1)为固定组件，其几何回转中线也是布料器中心线，置于炉顶炉气区域中，中心喉管(1)由配水盘(2)、夹缝水套(3)、密封底板(4)组成；中心喉管(1)上部为配水盘(2)，中部为夹缝水套(3)，底部为水冷通道密封底板(4)；冷却水通过配水盘(2)内部通道向夹缝水套(3)注水和回收水，并起到密封冷却水在夹缝水套(3)中上下改变方向的作用，同时密封冷却水不外溢；密封底板(4)起到冷却水在夹缝水套(3)中上下改变方向的作用，同时密封冷却水不外溢；夹缝水套(3)内侧置于炉顶炉气区域，直接与高温高压的炉气接触，向其外侧导热传热，通过膜层换热，使炉气密封区域内温度升高；耳轴转套(7)下部内部安装罩(5)，中间填充低导热系数材料硅酸铝纤维毡一(6)，将高温的炉顶炉气区域与炉气密封区域隔开；在水冷底盘(10)的下面塞进硅酸铝纤维毡二(9)，用薄钢板(8)焊接在水冷底盘(10)下面将其固定；水冷底盘(10)内部通水冷却。
2.根据权利要求1所述的高炉炼铁布料器水冷气密箱冷却装置，其特征在于，耳轴转套(3)按功能分三段组成，对其分别进行隔热和高压冷却水强制冷却；耳轴转套(7)作旋转运动，上部内部圆柱表面与固定部件中心喉管(1)外圆柱面大间隙配合，在此设置通水冷却；耳轴转套(7)中段通过低导热系数进行隔热；下段外圆柱面与水冷底盘(10)内圆柱面大间隙配合，在此设通水冷却和低导热系数进行隔热。
3.根据权利要求1所述的高炉炼铁布料器水冷气密箱冷却装置，其特征在于，由中心喉管(1)、耳轴转套(7)、水冷底盘(10)与箱体(11)组成一个密闭空间炉气密封区域来安装传动装置。
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