CN1149890A - 带旋转溜槽的竖炉加料设备 - Google Patents

Abstract

带有旋转溜槽的竖炉加料设备，包括：悬挂在竖炉(10)上的支撑结构(22)，刚性安装在竖炉(10)上的安装法兰盘(18)，由支撑结构(22)支撑的批料漏斗(26，28)，以密封方式一端与批料漏斗(26，28)相连接、另一端与安装法兰盘(18)相连接的溜槽(32)的传动箱(30)，安装在传动箱(30)内支撑溜槽(32)的至少一个大直径滚动环(40)。为了提高滚动环(40)的使用寿命，至少一个可变形连接件(70)被加进把安装法兰盘(18)连接到滚动环(40)上的刚性元件链中，这样，基本上防止了把安装法兰盘(18)的变形刚性传递到滚动环(40)上。

Description

带旋转溜槽的竖炉加料设备

本发明涉及一种带旋转溜槽的竖炉加料设备，它包括悬架在竖炉之上的支撑结构，由该支撑结构支撑的批料漏斗，以及溜槽的传动箱，且该传动箱的一端以密封形式与批料漏斗相连接，而另一端与刚性安装在竖炉上的安装法兰盘相连接。为了支撑所述的旋转溜槽，在传动箱中至少安装有一个大直径滚动环。

举例来说，这类加料设备在专利US-A-3,693,812、US-A-3,880,302、US-A3,814,403、US-A-4,941,792、和US-A-5,022,806中进行了介绍。在这些设备中，溜槽是悬挂在转筒中，且该转筒是由传动箱中的大直径滚动环支撑的。转筒构成了从批料漏斗到溜槽的轴向通道的底部，大直径滚动环从外侧环绕该轴向通道。滚动环被设计成可承受大的轴向力和倾斜力矩。该滚动环包括两个同轴连接起来的滚动元件，其中一个环被刚性固定在转筒上，而另一个环被刚性固定在传动箱中的支撑板上。传动箱本身带有一下法兰盘，借助于该法兰盘可使传动箱刚性支撑在竖炉的安装法兰盘上。批料漏斗以密封形式刚性或通过伸缩接头的中间部分连接在传动箱上。总之，在已知的加料设备中，溜槽的重量是通过支撑板和传动箱刚性地传递到竖炉的安装法兰盘上。

许多安装有这种悬挂式溜槽的加料设备已在高炉上应用了二十多年，目前大直径滚动环是现今所知的在传动箱中用以悬挂旋转溜槽的最可靠方法。

尽管这种旋转溜槽的悬挂方式是令大满意的，但应该指出的是大直径滚动环的实际使用寿命比根据计算所预测的使用寿命要低得多。这种现象存在已十年左右，但到目前为止还没有专业人员能够解释为什么滚动环的实际使用寿命达不到通过计算所预测的使用寿命。

本发明所论述的主要问题就是提高上述设备中滚动环的使用寿命。

这个问题的解决办法就是采用至少一个可变形的连接件，此连接件被加进刚性元件链中，该刚性元件链以机械方式把刚性安装在竖炉上的安装法兰盘连接到支撑旋转溜槽的滚动环上。这样，就可很大程度上避免把安装法兰盘的变形传递给所述的滚动环。

无疑本发明的价值就在于已经掌握了刚性固定在竖炉上的安装法兰盘承受的是不均匀变形，正是这种不均匀变形影响了滚动环的使用寿命。竖炉的安装法兰盘的变形一方面是由于竖炉内产生的内压力造成的，另一方面是竖炉热膨胀造成的。这些变形的不均匀很可能是由于上面刚性固定有安装法兰盘的竖炉炉顶的非对称结构的缘故，如局部有一些大的开口。因此，在内压力和热应力的综合作用下，该炉顶会产生不均匀变形。此外，该炉顶也不一定是均匀受热。实际上，炉顶内某些地方的耐火材料衬可能比较薄，这就必然会使炉顶受热不均匀，从而使炉顶壁形成不均匀的热应力场。总之，炉顶不均匀变形必然导致固定在炉顶上的安装法兰盘产生不均匀变形。

在现有的这些设备中，安装法兰盘的这些不均匀变形或多或少地通过传动箱的刚性元件链传递给滚动环。因此，在滚动环上产生影响其圆度和平面度的不均匀的应力和应变场，从而加速了磨损，降低了其使用寿命，甚至在某些情况下，在远未达到理论上可达到的使用寿命之前就完全报废了。

在本发明的加料设备中，在把竖炉安装法兰盘与支撑旋转溜槽的滚动环连接起来的刚性元件链中加入的可变形元件吸收了安装法兰盘的大部分不均匀变形，使滚动环的几何形状不会受这些变形的影响而发生变化。

在第一最佳实施例中，可变形连接件联接在安装板和传动箱的外壳之间。滚动环固定到安装板上，传动箱外壳直接固定到固定在竖炉上的安装法兰盘上。法兰盘的变形基本上被可变形连接件吸收。如果支撑板安装有比可变形连接件刚性更大的加强元件，则所获得的吸收效果将得到改善。

在本发明的第二最佳实施例中，可变形连接件是由第一伸缩接头组成，伸缩接头以密封方式把密封滚动环的传动箱连接到竖炉的安装法兰盘上。同时允许在传动箱和竖炉的安装法兰盘之间有相对位移。传动箱可直接由刚性支撑结构或由批料漏斗支撑，而批料漏斗则可直接或间接由刚性支撑结构支撑。这样，可以取消安装法兰盘和支撑滚动环的传动箱之间的任何刚性连接。

在第三最佳实施例中，可变形连接元件直接连接在传动箱内的安装板和滚动环之间。由于支撑板的变形可由其自身吸收，因此，这种解决办法自然是保护滚动环的最佳方式。

在第一和第三实施例中，可变形连接件最好是一个环形体，其环形壁形成一个可变形环路。

在第四最佳实施例中，根据本发明的可变形连接件直接支撑安装法兰盘上的传动箱。此解决方法不同于上述的第二实施例，这里可变形连接件可将传动箱/溜槽组合体重量直接传递给竖炉的安装法兰盘；而第二实施例中只是采用伸缩接头以密封方式把传动箱连接到竖炉安装法兰盘上，  因此，伸缩接头不参与支承传动箱/溜槽组合体重量。

本发明的其他优点和特征可结合本发明的几个最佳实施例说明及附图进行详细论述。其中：

图1是根据本发明第一实施例带有旋转溜槽的竖炉局部剖面正视图；

图2是根据图1的加料设备的变化实施例，其视图形式与图1相似；

图3表示根据本发明第二实施例带有旋转溜槽加料设备中，垂直于传动箱的用于显示旋转溜槽组成部件的剖面图；

图4表示根据本发明第三实施例带有旋转溜槽加料设备中，垂直于传动箱的用以显示旋转溜槽组成部件的剖面图；

图5表示根据本发明第四实施例带有旋转溜槽加料设备中，垂直于传动箱的用以显示旋转溜槽组成部件的剖面图；

图6表示图5中的可变形连接件的详图。

首先参照图1，可以看到标号10表示整个竖炉，举例来说，它可以是一座高炉，也可以是另一种带有旋转溜槽的炉子。这里所给出的竖炉是由圆柱形炉体12和炉顶14组成的。炉顶14包括四周是安装法兰盘18的加料口16，以下称安装法兰盘18为竖炉10的安装法兰盘18。安装法兰盘刚性固定在炉顶14上面，因此，要承受炉顶14的变形作用。

标号20是从整体上表示带有旋转溜槽的加料设备。首先，该加料设备包括悬架于竖炉炉顶14并座落于例如竖炉炉体12之上的支撑结构22。在有些情况下，竖炉由一个叫作方塔架(square tower)的独立支撑结构所环绕，支撑结构就由这种方塔架支撑。在图1中由上至下可以分成：

用于接收炉料的固定式或旋转式漏斗24；

批料漏斗26，其一端与漏斗24相密封，其另一端与竖炉10相密封；

炉料称量系统28，通常该系统是一个安装在批料漏斗26下面的独立元件，但为了简化这一术语，在本文中该系统被看作是批料漏斗26的组成部分；

传动箱30；

溜槽32，可以绕竖炉10的垂直轴旋转，而相对于垂直方向的倾斜角度通常是可变化的。

炉料从批料漏斗26经称量系统28和传动箱30流到旋转溜槽32上，旋转溜槽将炉料分布在由标号34表示的料面上。传动箱30内封闭有溜槽悬挂装置和溜槽传动装置。不同形式的溜槽32的悬挂装置及传动装置在本文的说明部分所引用的文献中进行了详细说明，参照图3，这里仅是简要论述了这些溜槽悬挂装置及传动装置中的一个可能实施例。

参照图3可以看出，溜槽32是经两个横向转动轴38′和38″由转筒36的中间部分支撑的。横向转动轴38′和38″确定了溜槽32的水平旋转轴，而围绕该旋转轴的相对于垂直方向的倾斜角度是可以变化的。转筒36构成和竖炉10同轴的给料通道39的底部。转筒36是通过传动箱30内的一个大直径滚动环40支撑的，滚动环40环绕着给料通道39，且确定了转筒36的垂直旋转轴。滚动环40是经试验证明的可靠的溜槽32的旋转悬挂元件。滚动环40是由内环42和外环44构成的，且两者是通过滚动体46连接起来，并能够承受大的轴向负荷和大的倾斜力矩。最好是用外环44支撑转筒36，而将内环42固定在传动箱30的支撑板48上。外环44支撑齿轮50，该齿轮和传动装置(没有图示)的第一个小齿轮(没有图示)相啮合以转动转筒36，这样溜槽32绕竖炉10的轴转动。

旋转装置能够使溜槽32的倾角在旋转中发生变化。通常这个装置包括第二大直径滚动环52，其内环54被固定在支撑板48上，其外环56安装有齿轮58，齿轮58和传动装置的第二个小齿轮(没有图示)相啮合。这个传动装置能使外环56转动，此转动与转筒36的转动产生角相位差。以机械方式连接在外环56和转轴38′、38″中至少一个之间的装置60能够使这个角相位差或相移变成绕两个转轴38′、38″的溜槽转动。这个旋转装置在本文的说明部分所提到的文献中进行了较为详细的说明。

根据本发明，至少一个可变形连接件被加进刚性元件链中，此刚性元件链以机械方式把支撑旋转溜槽32的滚动环40连接到竖炉的安装法兰盘18上，这样，就可以避免安装法兰盘18和滚动环40之间变形的刚性传递。从图1到图5给出了本发明的几个最佳实施例。

根据图1的实施例，伸缩接头70安装在炉顶14上的法兰盘18和与之配合的传动箱30的法兰盘18′之间。这种伸缩接头70(例如可以是金属波纹管式伸缩接头)保证传动箱30和竖炉10之间的密封，同时允许两个法兰盘18′和18″之间有相对位移。传动箱30是由批料漏斗26和称量系统28所构成的组合体支撑的。如上所述，组合体26/28本身是由支撑结构22支撑的，所以，伸缩接头70主要是起密封作用而不是支撑由传动箱30和溜槽32所构成的组合体的重量。于是，可以知道在这个实施例中炉顶14可能产生不均匀变形，例如由于不均匀温度场或作用于炉顶内应力的影响，但这些变形并不影响传动箱30。因此，安装在传动箱30内的滚动环40不受由于炉顶14不均匀变形所引起张力的影响。

图2所示的设备与图1中加料设备的区别是在图2所示的加料设备中传动箱30由支撑结构22直接支撑。第二伸缩接头72连接在批料漏斗26/称量系统28的组合体和传动箱30之间。该实施例的优点是比批料漏斗26、28还要热的传动箱30几乎能够向二端自由膨胀。而且，假如需要使用安装在支撑结构22上的批料漏斗26内支架上的称量元件对批料漏斗进行连续称量，则推荐采用第二伸缩接头。

图3是本发明的一个最佳实施例，其中可变形连接件安装在传动箱30之中。确切地说，该可变形连接件包括一个可变形环80，该可变形环80安装在传动箱30的支撑板48和传动箱30的外壳82之间。这种改进的传动箱30可以刚性地安装在竖炉10的安装法兰盘18上。结果，虽然法兰盘18的变形会影响到传动箱30的外壳82，而对支撑板48几乎没有什么影响。同时可以看到支撑板48由箱形件84加强，使其刚性得到增加。事实上，与可变形环80相比，支撑板48的刚性越大，则被可变形环所吸收的外壳82的变形就越多。所以支撑板48的高刚性提高了可变形环80吸收变形的作用，这样保证了支撑板48在其水平方向和垂直方向上均无变形。结论是，炉顶14的变形几乎不引起任何影响安装在支撑板48上的滚动环40的内环42的圆度和平面度的变形。

举例来说，可变形环80是一个具有U形开口部分的环，其一端构成一个固定在外壳82上的法兰盘(如以焊接方式固定)；而另一端构成一个固定在支撑板48上的法兰盘(如以焊接方式固定)。所示的环80其尺寸的确定要使其刚性比支撑板48小，从而外壳82的变形能使环80的U形部分产生变形，而不影响到支撑板48的形状。

图4所示的实施例中，可变形连接件也是安装在传动箱30内。在这个实施例中，传动箱30的外壳和支撑板48构成多少有些刚性的组合，另一方面，在支撑板48和滚动环40之间安装有可变形套筒90。可变形套筒90吸收支撑板48的任何可能的变形，而不把明显的应力传递给滚动环40。图4中改进后的传动箱本身也可以刚性安装在炉顶14的法兰盘18上。

图5是可变形连接件100的一个实施例，可变形连接件100可以安装在传动箱30和炉顶14之间，它具有能够把传动箱30/溜槽32的组合体重量传递给炉顶14的特点。可变形连接件100包括有固定在炉顶14上的下法兰盘102和支撑传动箱30的安装法兰盘104。两个法兰盘102和104是由可变形金属壁106连接起来的。可变形金属壁106构成了开口朝内的环路。需要注意的是环路最好具有竖琴形状，金属壁106尺寸的确定要能够把传动箱30/溜槽32的组合体重量从安装用法兰盘104传递给下法兰盘102，同时允许两个法兰盘102和104有水平或垂直方向上的相对位移。然而为了防止两个法兰盘102和104的相对位移过大，导致金属壁106的塑性变形，安装了制动装置108和110。制动装置108可以防止可变形连接件100承受过大的压力，另一方面元件110可以防止两个法兰盘102和104之间过大的延展和过大的相对水平位移。应该注意的是连杆110的主要作用就是防止由于炉子内压力的作用(基本作用)金属壁106构成的环路产生过大的轴向延展。

图6详细地表示了可变形连接件100的最佳实施例。可以看到由金属壁106构成的环路被材料112所完全填充，这是一种如矿物棉的绝缘且可压缩的材料。环状隔板114封住环路开口，而不影响环路的变形。该可变形连接件100的实施例的优点在于防止可变形金属壁106过热，而会对其弹性产生有害影响。同时不要向环路内部的空心中填充会影响金属壁106的变形的不可压缩材料。

本领域的技术人员会体会到在一个竖炉的带旋转溜槽加料设备中可将所提出的两个或多个实施例结合起来，以使其能在吸收炉顶14变形方面互相支持，例如，这里可以把图3的解决办法和图2或图5的解决办法结合起来，或者是把图4的解决办法和其他解决办法结合起来。

Claims (12)

1、带有旋转溜槽的竖炉加料设备，包括：

悬挂在竖炉(10)上的支撑结构(22)，

刚性安装在竖炉上的安装法兰盘(18)，

由所述支撑结构(22)支撑的批料漏斗(26、28)，

溜槽(32)的传动箱(30)，该传动箱以密封方式一端与所述批料漏斗(26、28)相连接，另一端与所述安装法兰盘(18)相连接，

至少有一个大直径滚动环(40)，该滚动环(40)安装在所述传动箱(30)内并支撑所述的旋转溜槽(32)。

所述的滚动环(40)通过刚性元件链以机械方式与所述的安装法兰盘(18)相连接，

其特征在于：

至少一个可变形连接件(70、80、90、100)被加进所述安装法兰盘(18)和支撑所述旋转溜槽(32)的所述滚动环(40)之间的刚性元件链内，这样可以很大程度上避免把所述的安装法兰盘(18)的变形刚性传递到所述的滚动环(40)上。

2、根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述传动箱(30)包括以密封方式连接在所述安装法兰盘(18)和所述批料漏斗(26、28)之间的外壳(82)，以及上面安装有滚动环(40)的具有高刚性的安装板(48)；

支撑所述的位于外壳(82)内的安装板(48)的可变形连接件(80)。

3、根据权利要求2中所述的设备，其特征在于所述可变形连接件(80)具有U形部分。

4、根据权利要求2或3中所述的设备，其特征在于所述安装板(48)包含有增加其刚性的加强元件(84)。

5、根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述可变形的连接件包含有以密封方式把所述传动箱(30)和所述安装法兰盘(18)相连接的第一伸缩接头(70)，同时允许所述传动箱(30)和所述安装法兰盘(18)之间有相对位移。

6、根据权利要求5中所述的设备，其特征在于所述批料漏斗(26、28)是由所述的刚性支撑结构(22)支撑的；而所述传动箱(30)由所述的漏斗刚性支撑。

7、根据权利要求5中所述的设备，其特征在于所述传动箱(30)是由所述的刚性支撑结构(22)支撑的；

且第二伸缩接头(72)把所述传动箱(30)和所述批料漏斗(26、28)连接起来。

8、根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述传动箱(30)中的所述滚动环(40)是通过所述可变形连接件(90)的中间部分直接支撑的。

9、根据权利要求8中所述的设备，其特征在于所述可变形连接件(90)是一个具有可变形壁的套筒。

10、根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述传动箱(30)是通过所述的安装法兰盘(18)上的所述可变形连接件(100)的中间部分来支撑的。

11、根据权利要求10中所述的设备，其特征在于所述可变形连接件(100)由以下部分组成：

下安装法兰盘(102)，

上安装法兰盘(104)，

以密封方式把下法兰盘(102)连接到上法兰盘(104)上的可变形金属壁(106)，该壁尺寸的确定要能使其支撑所述溜槽(32)/所述传动箱(30)组合体重量，

限制两个所述法兰盘之间相对位移的制动装置(108、110)。

12、根据权利要求11中所述的设备，其特征在于所述可变形金属壁(106)包括一个填充有绝缘且可压缩材料(112)的环路。

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