CN115125343B - 一种耐磨耐高温高炉风口 - Google Patents

一种耐磨耐高温高炉风口 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐磨耐高温高炉风口,包括内套、中套和外套,所述中套同轴紧密配合在所述内套上,所述外套同轴紧密配合在所述中套上,所述内套的中心设置有吹孔;所述内套、所述中套和所述外套的形状均为锥桶状,所述内套的小端和所述外套的小端均朝向高炉设置,所述中套的大端朝向高炉设置;所述中套内沿其轴向开设有直线孔道,所述内套内沿其轴向开设有第一螺旋道,所述第二螺旋道内沿其轴向开设有第二螺旋道。本发明,通过设置三层锥桶状并相互配合的内套、中套和外套,利用锥形结构的优势,三者安装到位后,相互配合的面紧密贴合,实现紧密连接;内套和外套较大的端部位于外侧,提高风口的后端强度,保证整个风口的稳定性。

Description

一种耐磨耐高温高炉风口
技术领域
本发明涉及冶金设备技术领域。具体地说是一种耐磨耐高温高炉风口。
背景技术
高炉风口是安装在高炉壁上,用于向高炉内吹入气体、燃料等的装置,由于风口的前端插入高炉内,会承受炉内高温,需要对风口进行冷却,以提高其寿命。现有技术中的风口,在装配时具有一定的不便,其次,由于风口各处温度的差异,易导致风口各处受热膨胀程度不同,产生应力集中,影响使用寿命。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种便于装配、提高冷却效率和使用寿命的一种耐磨耐高温高炉风口。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种耐磨耐高温高炉风口,包括内套、中套和外套,所述中套同轴紧密配合在所述内套上,所述外套同轴紧密配合在所述中套上,所述内套的中心设置有吹孔;所述内套、所述中套和所述外套的形状均为锥桶状,所述内套的小端和所述外套的小端均朝向高炉设置,所述中套的大端朝向高炉设置;所述中套内沿其轴向开设有直线孔道,所述内套内沿其轴向开设有第一螺旋道,所述第二螺旋道内沿其轴向开设有第二螺旋道,所述直线孔道靠近高炉的出液端与所述第一螺旋道靠近高炉的进液端和所述第二螺旋道靠近高炉的进液端流体导通。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述内套的大端端部上固定连接有内套法兰,所述中套的大端端部上固定连接有中套法兰,所述内套的小端端部和所述外套的小端端部均与所述中套法兰的侧壁面紧密贴合并固定连接,所述中套的小端端部和所述外套的大端端部均与所述内套法兰的侧壁面紧密贴合。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述内套法兰的内侧环面与所述内套的内壁面平齐,所述中套法兰的内侧环面与所述内套的内壁面平齐。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述内套法兰内沿其周向同轴开设有分流环道,所述内套法兰远离高炉的一侧上设置有进液管,所述进液管与所述分流环道流体导通,所述内套法兰靠近高炉的一侧上开设有与分流环道流体导通的通孔,所述直线孔道的进液端与所述通孔对齐并流体导通。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述中套法兰内开设有第二环形孔道,所述直线孔道的出液端与所述第二环形孔道流体导通,所述中套法兰内位于所述第二环形孔道的内侧开设有第一环形孔道,所述中套法兰内位于所述第二环形孔道的外侧开设有第三环形孔道,所述第一环形孔道和所述第三环形孔道均通过连通孔与所述第二环形孔道流体导通。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述中套法兰与所述外套贴合的一侧壁面上分别开设有与所述第一环形孔道导通的第一连接孔和与所述第三环形孔道导通的第二连接孔;所述第一螺旋道的进液端穿出所述内套的端部并与所述第一连接孔对齐,所述第一螺旋道的进液端和所述第一连接孔流体导通;所述第二螺旋道的进液端穿出所述外套的端部并与所述第二连接孔对齐,所述第二螺旋道的进液端与所述第二连接孔流体导通。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述内套法兰上设置有外出液管和内出液管,所述第一螺旋道的出液端与所述内出液管流体导通,所述第二螺旋道的出液端穿出所述外套的端部并与所述外出液管对齐,所述第二螺旋道的出液端与所述外出液管流体导通。
上述一种耐磨耐高温高炉风口,所述内套的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大,所述外套的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果:
1、本发明,通过设置三层锥桶状并相互配合的内套、中套和外套,利用锥形结构的优势,三者安装到位后,相互配合的面紧密贴合,实现紧密连接,并且其中一部分磨损后可以进行单独更换;内套和外套较大的端部位于外侧,提高风口的后端强度,保证整个风口的稳定性;风口的端部由于较小加上更靠近高炉中心,温度会更高,外套的小端和内套的小端受热变形时,由于中套较大的一端插入高炉内,在中套法兰的保护和加强作用下,避免了风口小端产生过度的变形和应力集中,提高风口的前端使用强度和使用寿命;冷却水从外套的小端和内套的小端回流,有效加强小端的冷却效果。
2、本发明,通过在中套内设置直线孔道,能够使冷却液直接、快速的到达端部并进入中套法兰内,提供最佳的冷却效果,以避免中套法兰出现高温;通过设置第一螺旋道和第二螺旋道,增加冷却水经过内套和外套内的时间,使冷却水充分吸收热量。
3、本发明,相较于传统的一体式风口,通过风口结构、形状、冷却流道位置形态的优化,能够极大的提高风口的冷却效率、并避免出现应力集中提高使用寿命,传统的一体式风口,在受热后出现热膨胀,由于一体式的风口在制造时,无法完全保证各个位置处材料的均匀性相同,再加上各处温度的差异,各处变形量不同,出现应力集中、微量的扭曲变形等情况,影响使用寿命;而本专利申请,通过在中套内设置直线孔道,并且中套位于中间,使得中套的温度相较于内套和外套的温度更低,热胀现象更小,并且中套法兰内设置了第一环形孔道、第二环形孔道、第三环形孔道和连通孔,不仅起到了分流冷却液的作用,还增加了中套法兰的冷却面积,避免风口端部温度过高出现损耗;内套和外套由于直接与炉内高温环境接触,受热面积更大,相对温度更高,内套的外壁与中套接触,内套温度由内侧至外侧逐渐降低,内套热胀时,其温度较低的外侧能够在一定程度上减少热胀,并且内套为锥桶状,能够将热胀作用力均匀施加至中套上,使应力均匀分布,从而避免局部应力集中产生变形;外套热胀时,由于其内外温差,其自身能够抵抗一部分的热胀量,外套与中套紧密配和量也能够抵消热胀量。
附图说明
图1本发明风口的剖面结构示意图;
图2本发明内套和内套法兰的立体结构示意图;
图3本发明内套和内套法兰的透视结构示意图;
图4本发明中套和中套法兰的剖面结构示意图;
图5本发明外套的透视结构示意图。
图中附图标记表示为:1-内套;2-内套法兰;3-中套;4-中套法兰;5-外套;6-分流环道;7-直线孔道;8-第一环形孔道;9-第二环形孔道;10-第三环形孔道;11-连通孔;12-第一螺旋道;13-第二螺旋道;14-进液管;15-外出液管;16-内出液管;17-吹孔。
具体实施方式
本实施例中的一种耐磨耐高温高炉风口,请参阅图1,包括内套1、中套3和外套5,所述中套3同轴紧密配合在所述内套1上,所述外套5同轴紧密配合在所述中套3上,所述内套1的中心设置有吹孔17;所述内套1、所述中套3和所述外套5的形状均为锥桶状,所述内套1的小端和所述外套5的小端均朝向高炉设置,所述中套3的大端朝向高炉设置,所述内套1的大端端部上固定连接有内套法兰2,所述中套3的大端端部上固定连接有中套法兰4,所述内套1的小端端部和所述外套5的小端端部均与所述中套法兰4的侧壁面紧密贴合并固定连接,所述中套3的小端端部和所述外套5的大端端部均与所述内套法兰2的侧壁面紧密贴合;所述中套3内沿其轴向开设有直线孔道7,所述内套1内沿其轴向开设有第一螺旋道12,所述第二螺旋道13内沿其轴向开设有第二螺旋道13,所述直线孔道7靠近高炉的出液端与所述第一螺旋道12靠近高炉的进液端和所述第二螺旋道13靠近高炉的进液端流体导通,通过在中套3内设置直线孔道7,能够使冷却液直接、快速的到达端部并进入中套法兰4内,提供最佳的冷却效果,以避免中套法兰4出现高温;通过设置第一螺旋道12和第二螺旋道13,增加冷却水经过内套1和外套5内的时间,使冷却水充分吸收热量。
所述内套法兰2的内侧环面与所述内套1的内壁面平齐,所述中套法兰4的内侧环面与所述内套1的内壁面平齐,所述内套1的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套3的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套3的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大,所述外套5的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大,通过设置三层锥桶状并相互配合的内套1、中套3和外套5,利用锥形结构的优势,三者安装到位后,相互配合的面紧密贴合,实现紧密连接,并且其中一部分磨损后可以进行单独更换;内套1和外套5较大的端部位于外侧,提高风口的后端强度,保证整个风口的稳定性;风口的端部由于较小加上更靠近高炉中心,温度会更高,外套5的小端和内套1的小端受热变形时,由于中套3较大的一端插入高炉内,在中套法兰4的保护和加强作用下,避免了风口小端产生过度的变形和应力集中,提高风口的前端使用强度和使用寿命;冷却水从外套5的小端和内套1的小端回流,有效加强小端的冷却效果。
如图1、图3所示,所述内套法兰2内沿其周向同轴开设有分流环道6,所述内套法兰2远离高炉的一侧上设置有进液管14,所述进液管14与所述分流环道6流体导通,所述内套法兰2靠近高炉的一侧上开设有与分流环道6流体导通的通孔,所述直线孔道7的进液端与所述通孔对齐并流体导通。
如图4所示,所述中套法兰4内开设有第二环形孔道9,所述直线孔道7的出液端与所述第二环形孔道9流体导通,所述中套法兰4内位于所述第二环形孔道9的内侧开设有第一环形孔道8,所述中套法兰4内位于所述第二环形孔道9的外侧开设有第三环形孔道10,所述第一环形孔道8和所述第三环形孔道10均通过连通孔11与所述第二环形孔道9流体导通,所述中套法兰4与所述外套5贴合的一侧壁面上分别开设有与所述第一环形孔道8导通的第一连接孔和与所述第三环形孔道10导通的第二连接孔;所述第一螺旋道12的进液端穿出所述内套1的端部并与所述第一连接孔对齐,所述第一螺旋道12的进液端和所述第一连接孔流体导通;所述第二螺旋道13的进液端穿出所述外套5的端部并与所述第二连接孔对齐,所述第二螺旋道13的进液端与所述第二连接孔流体导通,通过在中套3内设置直线孔道7,并且中套3位于中间,使得中套3的温度相较于内套1和外套5的温度更低,热胀现象更小,并且中套法兰4内设置了第一环形孔道8、第二环形孔道9、第三环形孔道10和连通孔11,不仅起到了分流冷却液的作用,还增加了中套法兰4的冷却面积,避免风口端部温度过高出现损耗;内套1和外套5由于直接与炉内高温环境接触,受热面积更大,相对温度更高,内套1的外壁与中套3接触,内套1温度由内侧至外侧逐渐降低,内套1热胀时,其温度较低的外侧能够在一定程度上减少热胀,并且内套1为锥桶状,能够将热胀作用力均匀施加至中套3上,使应力均匀分布,从而避免局部应力集中产生变形;外套5热胀时,由于其内外温差,其自身能够抵抗一部分的热胀量,外套5与中套3紧密配和量也能够抵消热胀量。
如图1、图5所示,所述内套法兰2上设置有外出液管15和内出液管16,所述第一螺旋道12的出液端与所述内出液管16流体导通,所述第二螺旋道13的出液端穿出所述外套5的端部并与所述外出液管15对齐,所述第二螺旋道13的出液端与所述外出液管15流体导通,所述第一螺旋道12的两端上、所述第二螺旋道13的两端上和所述直线孔道7的进液端上均设置有锥形管头,所述中套法兰4上位于所述第三环形孔道10位置处、所述第一环形孔道8位置处和分流环道6位置处均开设有锥形孔,所述锥形管头插入所述锥形孔内并密封配合,利用锥形管头和锥形孔的配合,能够提高不同管路连接处的密封效果。
工作流程:在装配时,将外套5套在中套3上,并将中套3套在内套1上,并推动内套法兰2和中套法兰4相互靠近,实现整体紧密配合,完成连接,并可以通过螺栓或焊接的方式使内套1的端部和外套5的端部与中套法兰4固定连接;
通过进液管14向分流环道6内供入冷却水,并流向直线孔道7内,流入第二环形孔道9内后通过连通孔11分别供入第一环形孔道8和第三环形孔道10内,并分别供入第一螺旋道12和第二螺旋道13内,最后通过外出液管15和内出液管16排出,完成冷却循环。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种耐磨耐高温高炉风口,其特征在于,包括内套(1)、中套(3)和外套(5),所述中套(3)同轴紧密配合在所述内套(1)上,所述外套(5)同轴紧密配合在所述中套(3)上,所述内套(1)的中心设置有吹孔(17);所述内套(1)、所述中套(3)和所述外套(5)的形状均为锥桶状,所述内套(1)的小端和所述外套(5)的小端均朝向高炉设置,所述中套(3)的大端朝向高炉设置;所述中套(3)内沿其轴向开设有直线孔道(7),所述内套(1)内沿其轴向开设有第一螺旋道(12),所述外套(5)内沿其轴向开设有第二螺旋道(13),所述直线孔道(7)靠近高炉的出液端与所述第一螺旋道(12)靠近高炉的进液端和所述第二螺旋道(13)靠近高炉的进液端流体导通;
所述内套(1)的大端端部上固定连接有内套法兰(2),所述中套(3)的大端端部上固定连接有中套法兰(4),所述内套(1)的小端端部和所述外套(5)的小端端部均与所述中套法兰(4)的侧壁面紧密贴合并固定连接,所述中套(3)的小端端部和所述外套(5)的大端端部均与所述内套法兰(2)的侧壁面紧密贴合;
所述内套法兰(2)内沿其周向同轴开设有分流环道(6),所述内套法兰(2)远离高炉的一侧上设置有进液管(14),所述进液管(14)与所述分流环道(6)流体导通,所述内套法兰(2)靠近高炉的一侧上开设有与分流环道(6)流体导通的通孔,所述直线孔道(7)的进液端与所述通孔对齐并流体导通;
所述中套法兰(4)内开设有第二环形孔道(9),所述直线孔道(7)的出液端与所述第二环形孔道(9)流体导通,所述中套法兰(4)内位于所述第二环形孔道(9)的内侧开设有第一环形孔道(8),所述中套法兰(4)内位于所述第二环形孔道(9)的外侧开设有第三环形孔道(10),所述第一环形孔道(8)和所述第三环形孔道(10)均通过连通孔(11)与所述第二环形孔道(9)流体导通;
所述中套法兰(4)与所述外套(5)贴合的一侧壁面上分别开设有与所述第一环形孔道(8)导通的第一连接孔和与所述第三环形孔道(10)导通的第二连接孔;所述第一螺旋道(12)的进液端穿出所述内套(1)的端部并与所述第一连接孔对齐,所述第一螺旋道(12)的进液端和所述第一连接孔流体导通;所述第二螺旋道(13)的进液端穿出所述外套(5)的端部并与所述第二连接孔对齐,所述第二螺旋道(13)的进液端与所述第二连接孔流体导通;
所述内套(1)的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套(3)的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐缩小,所述中套(3)的外径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大,所述外套(5)的内径从远离高炉的一端至靠近高炉的一端逐渐扩大。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨耐高温高炉风口,其特征在于,所述内套法兰(2)的内侧环面与所述内套(1)的内壁面平齐,所述中套法兰(4)的内侧环面与所述内套(1)的内壁面平齐。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨耐高温高炉风口,其特征在于,所述内套法兰(2)上设置有外出液管(15)和内出液管(16),所述第一螺旋道(12)的出液端与所述内出液管(16)流体导通,所述第二螺旋道(13)的出液端穿出所述外套(5)的端部并与所述外出液管(15)对齐,所述第二螺旋道(13)的出液端与所述外出液管(15)流体导通。
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