CN113814387B - 用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法，所述罐盖包括轮毂（1）、上层限位架（2）、下层限位架（3）和耐火隔热层（4）；若干上层限位架和若干下层限位架均以轮毂为轴心围合成圆盘形框架，所述耐火隔热层设置在框架内；所述轮毂包括上圆盘（11）、轴部（12）和下圆盘（13）；所述上层限位架为扇形台状，包括圆弧部（21）、轴向直边部（22）和径向直边部（23），下层限位架的形状和结构与上层限位架的形状和结构相同；所述若干上层限位架和下层限位架沿周向均匀分布，且上层限位架的圆弧部和下层限位架的圆弧部相对设置并在径向上错开，上层限位架的圆弧部的一端和相邻下层限位架的圆弧部的一端通过连接件（5）固定。

Description

用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法

技术领域

本发明涉及铁水运输和储存设备的罐口装置，特别涉及一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法。

背景技术

鱼雷型混铁车，简称混铁车，是一种大型铁水运输设备，可替代炼钢的混铁炉和普通的铁水罐车，也可在铁水运输过程中完成脱硫、脱磷等操作工序。混铁车在运输铁水的过程中，一般要经过受铁、铁水预处理、扒渣、等待、倒铁和空罐回运等阶段，铁水运输、等待时间历时较长，加之铁水温度较高，铁水热量以热传导、热辐射和热对流三种方式损失。相关研究表明，混铁车罐衬蓄热损失、罐壁散热、和铁水表面辐射热损失分别占热量总损失的45%~50%、20%和20%~30%，其中铁水表面辐射热损失以罐口热损失为主。运输、等待时间越长，铁水温降越大，铁水温降过大会导致混铁车罐底出现结底、结壳甚至是整罐冻死的状况，且温降过大会造成炼钢过程能耗的大幅上升。

铁水保温，特别是减少混铁车罐衬蓄热损失尤为重要。在鱼雷型混铁车结构已固定的前提下，减少罐衬蓄热损失的重点之一是减少混铁车空罐运行时的温降，可通过减少空罐运行时间、空罐保温实现。一般来说，混铁车的一个运行周期约8小时，其中空罐时间约5小时，空罐时间越长、罐衬温降越大，则罐衬蓄热损失越大。减少空罐运行时间可通过调度优化实现，但在输送线路固定、设备设施固定的条件下，可优化空间较小、难度较大；空罐保温可通过烘烤或加装罐盖实现，但烘烤代价高且操作不便。由此，混铁车空罐运行时加装罐盖是最为简单、有效的保温方法。此外，目前国内使用的混铁车，一般未安装罐盖，罐体内产生大量粉尘和烟雾直接排入大气中，造成周围环境污染。因此，罐车加盖保温减少铁水热损失并防止烟尘直接排入大气是未来铁水运输和储存设备的发展方向，传统的无盖铁水罐车将不再满足用户需求。

中国专利CN 103949630B公开了一种用于混铁车罐口封闭的保温盖，该保温盖将内外层耐火材料通过铆接件连接铺设在带有圆形凹槽的钢板内形成罐盖主体，钢板设有阶梯孔，阶梯孔上方布置有蜂窝状耐热体和挡雨器。该保温盖能有效降低铁水通过罐口的辐射散热，通过阶梯孔设置可以稳定罐内气压降低对保温盖的热冲击，但保温盖主体由钢板和内外层耐火材料浇筑而成，重量大，需要安装专门的起吊装置进行保温盖的开启和关闭，存在投资成本高、现场空间不足等问题，且在设备故障条件下难以人工启闭，易造成铁水事故。中国专利CN 105272301B公开了一种鱼雷罐罐盖内衬及其制备方法，该内衬由涂层和浇注料本体组成，涂层由钾长石、锂辉石、硅微粉与水等混合球磨制成，浇注料本体由矾土均化料颗粒、焦宝石颗粒等构成，浇注料浇筑到罐盖钢结构中，在表面涂装涂层后干燥、500~900℃烘烤即制成罐盖内衬。该内衬保温性能好、强度高、抗侵蚀性能优良和使用寿命长的特点，但其制备工艺较为复杂，尤其需要进行高温烘炉，程序较为繁琐且代价较高，此外，采用该内衬的鱼雷罐盖重量大，需安装专门起吊设置进行罐盖启闭，存在投资成本高、现场空间不足、应对故障难度大等问题。

另外，中国专利CN 103302278 B公开了一种鱼雷罐车自动加取盖装置，该装置包括钢结构框架，悬臂通过销轴与钢结构框架呈上下可转动式连接，悬臂与推动悬臂上下运动的提升液压缸连接，悬臂前端部与鱼雷罐盖的摆臂以回转支承为旋转支点相连接，摆动液压缸的一端固定在悬臂上，摆动液压缸的伸缩杆前端与鱼雷罐盖的连接臂连接；盖体上固装有摆臂。该装置通过提升液压缸实现罐盖的提升与下降，通过摆动液压缸实现罐盖的前后移动，从而实现罐盖的加取。该装置结构合理，操作简单，可有效实现鱼雷罐盖的加取动作，但该装置的电气系统安装在运输车上，存在现有运输车安装空间不足、高温下液压油及缸体密封材料易老化等问题，导致设备性能下降、故障率高、使用寿命短、维修困难。

由此可见，现有的混铁车罐盖主要针对混铁车的全运输流程，大多结构复杂、加工工艺繁琐，存在重量大、操作不便、需配套专门设备等问题，而且在突发故障时应变能力不足，主要表现为当设备出现故障时启闭困难、铁水装入倒出故障。因此，亟需开发一种结构简单、安装方便、投资成本低、故障率低的新型鱼雷型混铁车罐盖，以满足混铁车减少热损失、降低扬尘的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法，该罐盖通过轮毂、上层限位架和下层限位架组成框架结构，并在框架结构内填充耐火隔热材料，加装在空罐运行的混铁车罐口上，能满足空罐保温和罐衬蓄热的要求，且制作方法简便、易于实现。

本发明是这样实现的：

一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，包括轮毂、上层限位架、下层限位架和耐火隔热层；所述若干上层限位架和若干下层限位架均以轮毂为轴心围合成圆盘形框架，所述耐火隔热层设置在框架内；

所述轮毂包括上圆盘、轴部和下圆盘，所述轴部的两端分别固接在上圆盘和下圆盘的轴心处；

所述上层限位架为扇形台状，包括圆弧部、轴向直边部和径向直边部，圆弧部以轮毂为轴心且其两端分别与轴向直边部的一端固接，轴向直边部的另一端与径向直边部的外端固接，径向直边部的内端固接在上圆盘；所述下层限位架的形状和结构与上层限位架的形状和结构相同，下层限位架的径向直边部的内端固接在下圆盘；

所述若干上层限位架和下层限位架沿周向均匀分布，且上层限位架的圆弧部和下层限位架的圆弧部相对设置并在径向上错开，上层限位架的圆弧部的一端和相邻下层限位架的圆弧部的一端通过连接件固定。

所述上圆盘边沿周向均匀设置若干带螺纹的第一连接孔，下圆盘边沿周向均匀设置若干带螺纹的第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔的轴向均与轴部相同；所述上层限位架的径向直边部的内端向下弯折出螺纹端与第一连接孔螺纹连接并通过螺帽固定；所述下层限位架的径向直边部的内端向上弯折出螺纹端与第二连接孔螺纹连接并通过螺帽固定。

所述轮毂、上层限位架和下层限位架为金属材质。

所述连接件为金属丝。

所述轮毂的上圆盘和下圆盘的厚度为3~20mm、半径为100~200mm，轴部的直径为5~30mm、长度为50~200mm。

所述径向直边部均为杆状且长度为600~800mm、直径为3~8mm，轴向直边部为罐盖整体高度的0至1/2。

所述轴向直边部为罐盖整体高度的1/3至1/2。

一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的制作方法，其步骤包括：

步骤一，准备部件，包括轮毂、若干上层限位架、若干下层限位架、耐火隔热材料和连接件，轮毂包括拆开的上圆盘、轴部和下圆盘；

步骤二，先将若干上层限位架与上圆盘连接固定、将若干下层限位架与下圆盘连接固定，再将轴部与下圆盘连接固定；

步骤三，在下圆盘和若干下层限位架组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层；

步骤四，将上圆盘和上层限位架组成的框架扣合在下圆盘和下层限位架组成的框架上，上层限位架的圆弧部的一端与相邻的下层限位架的圆弧部的一端通过连接件固定后，将轴部与上圆盘连接固定。

一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的制作方法，其步骤包括：

步骤一，准备部件，包括轮毂、若干上层限位架、若干下层限位架、耐火隔热材料和连接件，轮毂包括拆开的上圆盘、轴部和下圆盘；

步骤二，先将轴部和上圆盘、下圆盘连接固定完成轮毂的装配，再将若干下层限位架和下圆盘连接固定；

步骤三，在下圆盘和若干下层限位架组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层；

步骤四，将上圆盘和若干上层限位架连接固定后，上层限位架的圆弧部的一端与相邻的下层限位架的圆弧部的一端通过连接件固定。

本发明用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，是由轮毂、上层限位架和下层限位架构成框架结构，并在框架结构内填充耐火隔热材料，不仅整体结构简洁、重量轻便、易于制作、成本低廉，而且能实现显著的隔热保温效果。当混铁车运行到高炉出铁口时，铁水倾泻同时融化罐盖中心的轮毂，随即罐盖边缘内陷被带入罐内，无需配备专门的电气装置用于加取罐盖，也不会发生故障时应变困难的问题。本发明用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的制作方法，不需要很复杂的工艺即可实现罐盖的制作，大大降低了制作和使用成本，提高了生产效率。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：能保证混铁车空罐运行时的隔热保温效果，结构简洁、重量较轻，易于制作和使用，且成本低廉，适用于一次性使用。

附图说明

图1为本发明用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的侧视结构示意图；

图2为本发明的罐盖的俯视结构示意图；

图3为本发明的罐盖的轴截面示意图；

图4为本发明的实施例一的轮毂的立体结构示意图；

图5为本发明的实施例一的上层限位架的立体结构示意图；

图6为本发明的实施例一的圆盘形框架的侧视结构示意图；

图7为本发明的实施例二的轮毂的立体结构示意图；

图8为本发明的实施例二的上层限位架的立体结构示意图；

图9为本发明的实施例二的圆盘形框架的侧视结构示意图。

图中，1轮毂，11上圆盘，12轴部，13下圆盘，14第一连接孔，15第二连接孔，2上层限位架，21圆弧部，22轴向直边部，23径向直边部，24螺纹端，3下层限位架， 4耐火隔热层，5连接件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

参见图1~图6，一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，包括轮毂1、上层限位架2、下层限位架3和耐火隔热层4，若干上层限位架2和若干下层限位架3均以轮毂1为轴心围合成圆盘形框架，耐火隔热层4设置在框架内。

参见图4，轮毂1包括上圆盘11、轴部12和下圆盘13，轴部12的两端分别固接在上圆盘11和下圆盘13的轴心处。上圆盘11和下圆盘13的厚度为10mm、半径为150mm，轴部12的直径为20mm、长度为100mm。轮毂1的材质为金属材质，可选用Q235普通碳素结构钢、310S不锈钢或309S不锈钢等。

参见图5和图6，上层限位架2为扇形台状，包括圆弧部21、轴向直边部22和径向直边部23，圆弧部21以轮毂1为轴心且其两端分别与轴向直边部22的一端固接，轴向直边部22的另一端与径向直边部23的外端固接，径向直边部23的内端固接在上圆盘11上面。下层限位架3的形状和结构与上层限位架2的形状和结构相同，下层限位架3的径向直边部的内端固接在下圆盘13下面。上层限位架2和下层限位架3的径向直边部均为杆状且长度为650mm、直径为5mm，上层限位架2和下层限位架3的轴向直边部为罐盖整体高度的1/3。上层限位架2和下层限位架3的材质为金属材质，可选用Q235普通碳素结构钢、310S不锈钢或309S不锈钢等。

参见图2和图6，若干上层限位架2和下层限位架3沿周向均匀分布，且上层限位架2的圆弧部21和下层限位架3的圆弧部相对设置并在径向上错开，上层限位架2的圆弧部21的一端和相邻下层限位架3的圆弧部的一端通过连接件5固定。连接件5为金属丝，可选用Q235普通碳素结构钢，直径为2~4mm，并缠绕在圆弧部的端部。上层限位架2和下层限位架3的数量均为8个。

耐火隔热层4由耐火棉构成，耐火棉为硅酸铝、岩棉、莫来石纤维毡等耐高温材料。

根据上述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其制作方法包括如下步骤：

步骤一，准备部件，包括轮毂1、若干上层限位架2、若干下层限位架3、耐火隔热材料和连接件5，轮毂1包括拆开的上圆盘11、轴部12和下圆盘13。

步骤二，先将轴部12和上圆盘11、下圆盘13连接固定完成轮毂1的装配，再将若干下层限位架3和下圆盘13依次连接固定。

步骤三，在下圆盘13和若干下层限位架3组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层4。

步骤四，将上圆盘11和若干上层限位架2依次连接固定后，上层限位架2的圆弧部21的一端与相邻的下层限位架3的圆弧部的一端通过连接件5固定，组成圆盘形罐盖。

实施例二

参见图1~图3和图7~图9，一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，包括轮毂1、上层限位架2、下层限位架3和耐火隔热层4，若干上层限位架2和若干下层限位架3均以轮毂1为轴心围合成圆盘形框架，耐火隔热层4设置在框架内。

参见图7，轮毂1包括上圆盘11、轴部12和下圆盘13，轴部12的两端分别固接在上圆盘11和下圆盘13的轴心处。上圆盘11边沿周向均匀设置若干带螺纹的第一连接孔14，下圆盘13边沿周向均匀设置若干带螺纹的第二连接孔15，第一连接孔14和第二连接孔15的轴向均与轴部12相同。上圆盘11和下圆盘13的厚度为12mm、半径为160mm，轴部12的直径为25mm、长度为120mm。轮毂1的材质为金属材质，可选用Q235普通碳素结构钢、310S不锈钢或309S不锈钢等。

参见图8和图9，上层限位架2为扇形台状，包括圆弧部21、轴向直边部22和径向直边部23，圆弧部21以轮毂1为轴心且其两端分别与轴向直边部22的一端固接，轴向直边部22的另一端与径向直边部23的外端固接，径向直边部23的内端向下弯折出螺纹端24与第一连接孔14螺纹连接并通过螺帽固定。下层限位架3的形状和结构与上层限位架2的形状和结构相同，下层限位架3的径向直边部的内端向上弯折出螺纹端与第二连接孔15螺纹连接并通过螺帽固定。上层限位架2和下层限位架3的径向直边部均为杆状且长度为680mm、直径为5mm，上层限位架2和下层限位架3的轴向直边部为罐盖整体高度的1/3。上层限位架2和下层限位架3的材质为金属材质，可选用Q235普通碳素结构钢、310S不锈钢或309S不锈钢等。

参见图2和图6，若干上层限位架2和下层限位架3沿周向均匀分布，且上层限位架2的圆弧部21和下层限位架3的圆弧部相对设置并沿轴向错开，上层限位架2的圆弧部21的一端和相邻下层限位架3的圆弧部的一端通过连接件5固定。连接件5为金属丝，可选用Q235普通碳素结构钢，直径为2~4mm，并缠绕在圆弧部的端部。上层限位架2和下层限位架3的数量均为8个。

耐火隔热层4由耐火棉构成，耐火棉为硅酸铝、岩棉、莫来石纤维毡等耐高温材料。

根据上述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其制作方法包括如下步骤：

步骤一，准备部件，包括轮毂1、若干上层限位架2、若干下层限位架3、耐火隔热材料和连接件5，轮毂1包括拆开的上圆盘11、轴部12和下圆盘13。

步骤二，先将若干上层限位架2与上圆盘11依次连接固定、将若干下层限位架3与下圆盘13依次连接固定，再将轴部12与下圆盘13连接固定。

步骤三，在下圆盘13和若干下层限位架3组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层4。

步骤四，将上圆盘11和上层限位架2组成的框架扣合在下圆盘13和下层限位架3组成的框架上，上层限位架2的圆弧部21的一端与相邻的下层限位架3的圆弧部的一端通过连接件5固定后，将轴部12与上圆盘11连接固定。

本发明用于混铁车空罐保温的一次性罐盖及其制作方法，罐盖结构简洁、质量轻便、易于使用，且成本低廉，尤其适合作为混铁车空罐运行时的一次性使用装置，而且罐盖的制作方法也简单实用，能有效地提高工作效率，节省成本。另外，在混铁车空罐受铁时，一般高炉出来的铁水不会直接冲击罐盖轴心，会先将轴心旁边的部分（包括耐火隔热材料和较细杆径的限位架）融化，随后罐盖的其他部分落入罐内，而且本发明的罐盖直径一般在1500~2000mm，在运行过程中由于自重和高温烘烤，罐盖中心会略向下凹陷，这样也可避免受铁时铁水大范围溅出。本发明相较于传统的长寿盖能避免偶发性故障，轻便简单的结构设计和方便操作的制作方法能满足罐盖一次性使用的要求，并兼顾稳定性、结构刚性和保温性能，与传统罐盖的笨重结构形成鲜明对比。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：包括轮毂（1）、上层限位架（2）、下层限位架（3）和耐火隔热层（4）；所述若干上层限位架（2）和若干下层限位架（3）均以轮毂（1）为轴心围合成圆盘形框架，所述耐火隔热层（4）设置在框架内；

所述轮毂（1）包括上圆盘（11）、轴部（12）和下圆盘（13），所述轴部（12）的两端分别固接在上圆盘（11）和下圆盘（13）的轴心处；

所述上层限位架（2）为扇形台状，包括圆弧部（21）、轴向直边部（22）和径向直边部（23），圆弧部（21）以轮毂（1）为轴心且其两端分别与轴向直边部（22）的一端固接，轴向直边部（22）的另一端与径向直边部（23）的外端固接，径向直边部（23）的内端固接在上圆盘（11）；所述下层限位架（3）的形状和结构与上层限位架（2）的形状和结构相同，下层限位架（3）的径向直边部的内端固接在下圆盘（13）；

所述若干上层限位架（2）和下层限位架（3）沿周向均匀分布，且上层限位架（2）的圆弧部（21）和下层限位架（3）的圆弧部相对设置并在径向上错开，上层限位架（2）的圆弧部（21）的一端和相邻下层限位架（3）的圆弧部的一端通过连接件（5）固定。

2.根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述上圆盘（11）边沿周向均匀设置若干带螺纹的第一连接孔（14），下圆盘（13）边沿周向均匀设置若干带螺纹的第二连接孔（15），第一连接孔（14）和第二连接孔（15）的轴向均与轴部（12）相同；所述上层限位架（2）的径向直边部（23）的内端向下弯折出螺纹端（24）与第一连接孔（14）螺纹连接并通过螺帽固定；所述下层限位架（3）的径向直边部的内端向上弯折出螺纹端与第二连接孔（15）螺纹连接并通过螺帽固定。

3.根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述轮毂（1）、上层限位架（2）和下层限位架（3）为金属材质。

4.根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述连接件（5）为金属丝。

5.根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述轮毂（1）的上圆盘（11）和下圆盘（13）的厚度为3~20mm、半径为100~200mm，轴部（12）的直径为5~30mm、长度为50~200mm。

6.根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述径向直边部均为杆状且长度为600~800mm、直径为3~8mm，轴向直边部为罐盖整体高度的0至1/2。

7.根据权利要求5所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖，其特征在于：所述轴向直边部为罐盖整体高度的1/3至1/2。

8.一种根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的制作方法，其特征在于：

步骤一，准备部件，包括轮毂（1）、若干上层限位架（2）、若干下层限位架（3）、耐火隔热材料和连接件（5），轮毂（1）包括拆开的上圆盘（11）、轴部（12）和下圆盘（13）；

步骤二，先将若干上层限位架（2）与上圆盘（11）连接固定、将若干下层限位架（3）与下圆盘（13）连接固定，再将轴部（12）与下圆盘（13）连接固定；

步骤三，在下圆盘（13）和若干下层限位架（3）组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层（4）；

步骤四，将上圆盘（11）和上层限位架（2）组成的框架扣合在下圆盘（13）和下层限位架（3）组成的框架上，上层限位架（2）的圆弧部（21）的一端与相邻的下层限位架（3）的圆弧部的一端通过连接件（5）固定后，将轴部（12）与上圆盘（11）连接固定。

9.一种根据权利要求1所述的用于混铁车空罐保温的一次性罐盖的制作方法，其特征在于：

步骤一，准备部件，包括轮毂（1）、若干上层限位架（2）、若干下层限位架（3）、耐火隔热材料和连接件（5），轮毂（1）包括拆开的上圆盘（11）、轴部（12）和下圆盘（13）；

步骤二，先将轴部（12）和上圆盘（11）、下圆盘（13）连接固定完成轮毂（1）的装配，再将若干下层限位架（3）和下圆盘（13）连接固定；

步骤三，在下圆盘（13）和若干下层限位架（3）组成的框架中填充耐火隔热材料构成耐火隔热层（4）；

步骤四，将上圆盘（11）和若干上层限位架（2）连接固定后，上层限位架（2）的圆弧部（21）的一端与相邻的下层限位架（3）的圆弧部的一端通过连接件（5）固定。

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