CN112609033B - 一种用于高炉的水冷式布料器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于高炉的水冷式布料器，包括箱体、以及设置在箱体内的旋转圆筒、上部水冷机构和下部水冷机构；上部水冷机构包括冷却水管、固定在箱体内部顶壁的固定分离器、以及设置在旋转圆筒上端外侧的旋转分离器，旋转分离器与旋转圆筒的上端形成环状槽体；第一输水通道和第二输水通道均设置在旋转分离器上，箱体顶部和固定分离器的一侧设有进水通道，另一侧设有出水通道；进水通道、环状槽体的下部、第一输水通道、冷却水管、第二输水通道、出水通道形成冷却水通道；箱体顶部和固定分离器上设有两个上进气通道，两个上进气通道和环状槽体的上部形成气体通道。本申请解决了现有技术中布料器密封性差和降温效果差的问题，保证了冶炼效果。

Description

一种用于高炉的水冷式布料器

技术领域

本申请属于布料器技术领域，具体涉及一种用于高炉的水冷式布料器。

背景技术

如1图所示，布料器安装在高炉炉顶钢圈上部，是高炉炉顶的核心部件。布料器包括箱体101、以及设置在箱体101内的旋转圆筒102、上水槽103和下水槽104。箱体101与下水槽104连接为一体，形成固定体，固定体下端安装在炉顶钢圈上。旋转圆筒102与上水槽103连接为一体，形成旋转体。旋转体通过齿轮系与布料溜槽连接，齿轮系带动布料溜槽旋转，进而对高炉进行布料。旋转圆筒102与箱体101之间采用迷宫密封结构，从而形成相对运动，迷宫密封结构用于防止布料器进灰。

为保障齿轮系的稳定运行，需要对其进行冷却，使布料器的温度保持在55℃以内。冷却水由安装于箱体101上端的水管流入上水槽103，经过附着于旋转圆筒102直段水管和下平面的水管流入下水槽104，然后由下水槽104流出箱体101，从而对布料器内部进行降温，保证布料器内部齿轮系的正常运转。

高炉有一定压力，通过对箱体101持续注入氮气吹扫迷宫密封结构的环缝，并使布料器内氮气压力略大于高炉煤气压力，进而可避免高炉煤气携带灰尘从旋转体与固定体之间设置的迷宫密封结构进入箱体1内部。但是现有的布料器在运行时存在以下问题：

1.对冷却水压力和吹扫氮气压力的稳定性和配比度要求很高，布料器箱体内结构复杂，且高炉炉顶压力有时会波动，使得布料器在输入氮气时会吹扫到上水槽和下水槽的水面，进而使上水槽和下水槽的水面出现翻水的情况，翻出的水会进入高炉，从而影响冶炼效果。

2.布料器对高炉炉顶压力波动的适应性较差，因此氮气压力难以与炉顶压力实时匹配，进而导致布料器进灰，从而影响冶炼效果。

3. 布料器对高炉炉顶温度要求高，冷却水量不易匹配，从而出现不能对布料器内部及时降温的问题，进而影响了布料器内部齿轮系的正常运转。

发明内容

本申请实施例通过提供一种用于高炉的水冷式布料器，解决了现有技术中布料器密封性差、以及降温效果差的问题，进而保证了冶炼效果。

本发明实施例提供了一种用于高炉的水冷式布料器，包括箱体、以及设置在所述箱体内的旋转圆筒、上部水冷机构和下部水冷机构；

所述上部水冷机构包括冷却水管、固定在箱体内部顶壁的固定分离器、以及设置在所述旋转圆筒上端外侧的旋转分离器，所述旋转分离器与旋转圆筒的上端形成环状槽体；

所述旋转分离器内设有环形凸台，所述环形凸台位于所述环状槽体内的下部，所述环形凸台的上端设有V型环槽；

所述固定分离器为环形结构，固定分离器位于所述环状槽体内，所述固定分离器的下端与所述V型环槽结构适配，且所述固定分离器的下端与所述V型环槽保持间隔；所述环形凸台和所述固定分离器的侧壁均与所述环状槽体的侧壁保持间隔；

所述冷却水管附着于所述旋转圆筒的外壁，所述冷却水管的进水口与第一输水通道连通；所述冷却水管的出水口与第二输水通道连通；

所述第一输水通道和第二输水通道均设置在所述旋转分离器上，第一输水通道的进水口位于所述V型环槽的底部，第一输水通道的出水口设置在所述旋转分离器的底部；所述第二输水通道为倒L型结构，所述第二输水通道的进水口设置在所述旋转分离器的底部，所述第二输水通道的出水口设置在所述环形凸台的侧壁；

所述箱体顶部和所述固定分离器的一侧设有进水通道，另一侧设有出水通道；所述进水通道的出水口位于固定分离器的最下端；所述出水通道为倒T型结构，所述出水通道的两个进水口分别设置在所述固定分离器的内侧壁和外侧壁；所述进水通道的进水口和所述出水通道的出水口均位于所述箱体上表面；

所述进水通道、环状槽体的下部、第一输水通道、冷却水管、第二输水通道、出水通道形成冷却水通道；

所述箱体顶部和所述固定分离器上还设有两个上进气通道，每个所述上进气通道均设有两个出气口，两个所述出气口分别位于所述固定分离器的内侧壁和外侧壁；所述上进气通道的两个出气口在竖直方向上均高于出水通道的两个进水口；

两个所述上进气通道和所述环状槽体的上部形成气体通道。

进一步地，所述下部水冷机构包括设置在所述箱体内下端的环形水箱，所述环形水箱的两侧分别设有进水口和出水口；所述旋转圆筒的下部与所述环形水箱之间设有迷宫密封结构；

所述箱体两侧的侧壁均设有下进气通道。

进一步地，第二输水通道的出水口在竖直方向上低于所述V型环槽的底部。

进一步地，所述进水通道的进水口和所述出水通道的出水口对称设置在所述箱体的两侧；

两个所述上进气通道的进气口对称设置在所述箱体的两侧；所述上进气通道的两个进气口的连线与所述进水通道的进水口和出水通道的出水口的连线呈设定的夹角。

进一步地，所述夹角为90度。

进一步地，所述上进气通道为倒T型结构，所述上进气通道的两个出气口位于同一高度。

进一步地，所述旋转圆筒和所述旋转分离器的上端均安装有用于与所述箱体内部的顶壁密封连接的旋转密封圈。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种用于高炉的水冷式布料器，该装置在使用时，上部水冷机构的固定分离器两侧氮气的气压和冷却水的水压为平衡状态，使固定分离器两侧的冷却水能够形成相对稳定的液面，氮气与冷却水接触的液面面积较小，通入较少氮气量就能够与冷却水保持动态平衡状态，上部水冷机构和下部水冷机构能够在同等氮气量的条件下提供较大流量的冷却水量，从而提升了冷却效果。本发明采用独立的上部水冷机构和下部水冷机构，所需的氮气量相对较少，易于与高炉煤气形成动态平衡的状态，进而能够保证密封性，避免了现有技术中上水槽和下水槽的水面翻水而导致水进入高炉的问题，同时还可避免布料器进灰，因此保证了冶炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的水冷式布料器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的水冷式布料器的结构示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为图3的C处放大图；

图5为图3的D处放大图；

图6为图2的B-B视图；

图7为图6的E处放大图。

附图标记：101-箱体；102-旋转圆筒；103-上水槽；104-下水槽；

1-箱体；2-旋转圆筒；3-上部水冷机构；31-冷却水管；32-固定分离器；33-旋转分离器；331-环形凸台；332-V型环槽；34-环状槽体；35-第一输水通道；36-第二输水通道；37-进水通道；38-出水通道；39-上进气通道；4-下部水冷机构；41-环形水箱；42-迷宫密封结构；5-下进气通道；6-旋转密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2至图7所示，本发明实施例提供的用于高炉的水冷式布料器，包括箱体1、以及设置在箱体1内的旋转圆筒2、上部水冷机构3和下部水冷机构4；

上部水冷机构3和下部水冷机构4采用独立水冷结构。上部水冷机构3通过冷却水带走高炉炉顶高温传递给旋转圆筒2直段和下平面的热量。下部水冷机构4通过冷却水带走高炉炉顶高温传递给箱体1底板的热量。

如图3至图5所示，上部水冷机构3包括冷却水管31、固定在箱体1内部顶壁的固定分离器32、以及设置在旋转圆筒2上端外侧的旋转分离器33，旋转分离器33与旋转圆筒2的上端形成环状槽体34；旋转分离器33为截面L型的环体，旋转分离器33的上端和旋转圆筒2的上端均与箱体1内部顶壁为密封连接。

旋转分离器33内设有环形凸台331，环形凸台331位于所述环状槽体34内的下部，所述环形凸台331的上端设有V型环槽332。

固定分离器32为环形结构，固定分离器32位于所述环状槽体34内，所述固定分离器32的下端与所述V型环槽332结构适配，且所述固定分离器32的下端与所述V型环槽332保持间隔；环形凸台331和固定分离器32的侧壁均与所述环状槽体34的侧壁保持间隔；环形凸台331和固定分离器32相对的端面形成V型通道。

固定分离器32和旋转分离器33组合形成水气分离器，水气分离器实现冷却水和氮气的平衡，氮气辅助冷却水带走箱体1内的高温，氮气能够与高炉煤气平衡从而实现密封的功能。

箱体1、固定分离器32、以及下部水冷机构4的环形水箱41形成固定体；旋转分离器33和旋转圆筒2形成旋转体，旋转体与布料溜槽连接；旋转体相对固定体旋转。

冷却水管31附着于旋转圆筒2的外壁，即冷却水管31附着于旋转圆筒2的直段和下平面，冷却水管31的进水口与第一输水通道35连通；冷却水管31的出水口与第二输水通道36连通；

第一输水通道35和第二输水通道36均设置在旋转分离器33上，第一输水通道35的进水口位于所述V型环槽332的底部，第一输水通道35的出水口设置在旋转分离器33的底部；第二输水通道36为倒L型结构，第二输水通道36的进水口设置在旋转分离器33的底部，第二输水通道36的出水口设置在环形凸台331的侧壁。

箱体1顶部和固定分离器32的一侧设有进水通道37，另一侧设有出水通道38；所述进水通道37的出水口位于固定分离器32的最下端；所述出水通道38为倒T型结构，所述出水通道38的两个进水口分别设置在固定分离器32的内侧壁和外侧壁；所述进水通道37的进水口和出水通道38的出水口均位于箱体1上表面；

所述进水通道37、环状槽体34的下部、第一输水通道35、冷却水管31、第二输水通道36、出水通道38形成冷却水通道。

箱体1顶部和固定分离器32上还设有两个上进气通道39，每个所述上进气通道39均设有两个出气口，两个出气口分别位于固定分离器32的内侧壁和外侧壁，所述上进气通道39的两个出气口在竖直方向上均高于出水通道38的两个进水口；两个所述上进气通道39和环状槽体34的上部形成气体通道。

本发明的水冷式布料器使用时，首先同时将氮气和冷却水从箱体1顶部通入环状槽体34内；

氮气从箱体1顶部通入，然后穿过上进气通道39后，氮气分别从固定分离器32的内侧壁和外侧壁的两个出气口通入环状槽体34内。环状槽体34内部的上端被固定分离器32分成两个空间，因此在固定分离器32的内侧壁和外侧壁分别设置两个出气口，能够保证环状槽体34两侧的冷却水液面均与氮气保持平衡状态。

如图4和图5所示，冷却水从进水通道37的进水口通入，冷却水依次经第一输水通道35、冷却水管31、以及第二输水通道36后，从环形凸台331侧壁的第二输水通道36的出水口排入环状槽体34的下部。V型通道和环形凸台331侧壁的第二输水通道36的出水口结构的设置，能够保证冷却水能够在冷却水管31内为流动状态，避免了冷却水管31内的冷却水不流动而导致热传导效率降低的问题，进而提升了冷却效果。

如图4所示，环状槽体34内的冷却水的液面逐渐升高，液面高于固定分离器32下端的出水口后，然后冷却水分三路流动。一路冷却水依次经第一输水通道35、冷却水管31、以及第二输水通道36排入环状槽体34的下部；另外两路冷却水分别从V型通道的两侧流入环状槽体34内。

如图5和图7所示，环状槽体34内的冷却水的液面继续升高，冷却水的液面高于出水通道38的两个进水口时，调整通入氮气的压力和通入冷却水的压力，使固定分离器32两侧的冷却水的液面高度保持在设定范围内，固定分离器32两侧的冷却水和位于冷却水上方的氮气形成动态平衡的状态，进而冷却水在氮气的压力下从出水通道38的出水口进入，并经出水通道38从箱体1顶部排出。其中，固定分离器32两侧的冷却水的液面上表面积优选相等，进而通入氮气的压力能够易于与固定分离器32两侧的冷却水保持平衡的状态。

然后持续将氮气和冷却水按照设定的压力通入环状槽体34内。

如图4、图5和图7所示，水冷式布料器正常工作状态时，冷却水从进水通道37流入所述V型通道内，冷却水分三路流动，一路冷却水经第一输水通道35、冷却水管31、以及第二输水通道36后流入环状槽体34内；另外两路冷却水分别从V型通道的两侧流入环状槽体34内；然后环状槽体34内的冷却水从出水通道38排至箱体1外。

固定分离器32两侧氮气的气压和冷却水的水压为平衡状态，使固定分离器32两侧的冷却水能够形成较为稳定的液面。氮气与冷却水接触的液面面积较小，因此通入较少氮气量就能够与冷却水保持动态平衡状态，进而本发明的结构能够在同等氮气流量的条件下提供较大流量的冷却水，从而提升了冷却效果。

冷却液在环状槽体34和冷却水管31内流通时与旋转圆筒2发生热交换，从而对旋转圆筒2直段和下平面的进行降温。

本实施例中，所述下部水冷机构4包括设置在箱体1内下端的环形水箱41，环形水箱41的两侧分别设有进水口和出水口；所述旋转圆筒2的下部与环形水箱41之间设有迷宫密封结构42；

所述箱体1两侧的侧壁均设有下进气通道5。

持续从环形水箱41一侧的进水口通入冷却水，冷却水带走箱体1底板的热量后从环形水箱41另一侧的出水口排出。

将氮气从箱体1的侧壁通入箱体1内，调整氮气的压力，使得高炉煤气和氮气在迷宫密封结构42处形成压力平衡的状态，保证迷宫密封结构42处的密封性。

本发明采用独立的上部水冷机构3和下部水冷机构4，所需的氮气量相对较少，易于与高炉煤气形成动态平衡的状态，进而能够保证密封性，避免了现有技术中上水槽和下水槽的水面出现翻水的情况，同时还可避免布料器进灰或者水进入高炉的问题，因此保证了冶炼效果。

本实施例中，第二输水通道36的出水口在竖直方向上低于所述V型环槽332的底部。因此冷却水能够更加顺畅地从V型通道内分三路进行流动，保证冷却水在冷却水管31为流动状态，进而提高了热交换效率。

本实施例中，所述进水通道37的进水口和出水通道38的出水口对称设置在箱体1的两侧；

两个所述上进气通道39的进气口对称设置在箱体1的两侧；所述上进气通道39的两个进气口的连线与所述进水通道37的进水口和出水通道38的出水口的连线呈设定的夹角，所述夹角为90度。

进水通道37和进气通道39的布置，能够避免冷却水和氮气通入时出现冲突，进而保证上部水冷机构3能够稳定运行。

本实施例中，所述上进气通道39为倒T型结构，所述上进气通道39的两个出气口位于同一高度。

上进气通道39的两个出气口位于同一高度，能够使固定分离器32两侧冷却水的液面更加稳定，从而提高了上部水冷机构3的可靠性。

本实施例中，所述旋转圆筒2和旋转分离器33的上端均安装有用于与箱体1内部的顶壁密封连接的旋转密封圈6，旋转密封圈6密封效果好，氮气输入的压力大于与旋转圆筒2内的高炉煤气的压力，进而进一步保证了该处的密封性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于高炉的水冷式布料器，其特征在于：包括箱体（1）、以及设置在所述箱体（1）内的旋转圆筒（2）、上部水冷机构（3）和下部水冷机构（4）；

所述上部水冷机构（3）包括冷却水管（31）、固定在所述箱体（1）内部顶壁的固定分离器（32）、以及设置在所述旋转圆筒（2）上端外侧的旋转分离器（33），所述旋转分离器（33）与所述旋转圆筒（2）的上端形成环状槽体（34）；

所述旋转分离器（33）内设有环形凸台（331），所述环形凸台（331）位于所述环状槽体（34）内的下部，所述环形凸台（331）的上端设有V型环槽（332）；

所述固定分离器（32）为环形结构，所述固定分离器（32）位于所述环状槽体（34）内，所述固定分离器（32）的下端与所述V型环槽（332）结构适配，且所述固定分离器（32）的下端与所述V型环槽（332）保持间隔；所述环形凸台（331）和所述固定分离器（32）的侧壁均与所述环状槽体（34）的侧壁保持间隔；

所述冷却水管（31）附着于所述旋转圆筒（2）的外壁，所述冷却水管（31）的进水口与第一输水通道（35）连通；所述冷却水管（31）的出水口与第二输水通道（36）连通；

所述第一输水通道（35）和第二输水通道（36）均设置在所述旋转分离器（33）上，第一输水通道（35）的进水口位于所述V型环槽（332）的底部，第一输水通道（35）的出水口设置在所述旋转分离器（33）的底部；所述第二输水通道（36）为倒L型结构，所述第二输水通道（36）的进水口设置在所述旋转分离器（33）的底部，所述第二输水通道（36）的出水口设置在所述环形凸台（331）的侧壁；第二输水通道（36）的出水口在竖直方向上低于所述V型环槽（332）的底部；

所述箱体（1）顶部和所述固定分离器（32）的一侧设有进水通道（37），另一侧设有出水通道（38）；所述进水通道（37）的出水口位于固定分离器（32）的最下端；所述出水通道（38）为倒T型结构，所述出水通道（38）的两个进水口分别设置在所述固定分离器（32）的内侧壁和外侧壁；所述进水通道（37）的进水口和所述出水通道（38）的出水口均位于所述箱体（1）上表面；

所述进水通道（37）、环状槽体（34）的下部、第一输水通道（35）、冷却水管（31）、第二输水通道（36）、出水通道（38）形成冷却水通道；

所述箱体（1）顶部和所述固定分离器（32）上还设有两个上进气通道（39），每个所述上进气通道（39）均设有两个出气口，两个所述出气口分别位于所述固定分离器（32）的内侧壁和外侧壁；所述上进气通道（39）的两个出气口在竖直方向上均高于出水通道（38）的两个进水口；

两个所述上进气通道（39）和所述环状槽体（34）的上部形成气体通道；

所述下部水冷机构（4）包括设置在所述箱体（1）内下端的环形水箱（41），所述环形水箱（41）的两侧分别设有进水口和出水口；所述旋转圆筒（2）的下部与所述环形水箱（41）之间设有迷宫密封结构（42）；

所述箱体（1）两侧的侧壁均设有下进气通道（5）；

所述进水通道（37）的进水口和所述出水通道（38）的出水口对称设置在所述箱体（1）的两侧；

两个所述上进气通道（39）的进气口对称设置在所述箱体（1）的两侧；所述上进气通道（39）的两个进气口的连线与所述进水通道（37）的进水口和出水通道（38）的出水口的连线呈设定的夹角。

2.根据权利要求1所述的用于高炉的水冷式布料器，其特征在于：所述夹角为90度。

3.根据权利要求1所述的用于高炉的水冷式布料器，其特征在于：所述上进气通道（39）为倒T型结构，所述上进气通道（39）的两个出气口位于同一高度。

4.根据权利要求1所述的用于高炉的水冷式布料器，其特征在于：所述旋转圆筒（2）和所述旋转分离器（33）的上端均安装有用于与所述箱体（1）内部的顶壁密封连接的旋转密封圈（6）。

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