CN1220856C - 加压送风罩的密封装置和密封方法 - Google Patents

加压送风罩的密封装置和密封方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种加压送风罩的密封装置和密封方法，加压送风罩的密封装置设置在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层(2)的上方，其中，在该加压送风罩的裙状下端部(13)设置由硬质刚体(15a)和弹性体(15b)的复合材料构成的密封片(15)，该密封片(15)与上述烧结原料充填层(2)的表层滑动接触。从而可维持加压送风罩的密封性，并具有耐用性。

Description

加压送风罩的密封装置和密封方法
技术领域
本发明涉及一种高炉用烧结矿的制造方法，特别是涉及烧结设备的加压送风罩的密封装置和密封方法。
背景技术
(现有技术)
对于烧结机，具有加压烧结法，其中，如图1所示，从原料斗5将配合原料装入到环形烧结小车1，由点火炉6对原料充填层2的上部点火，通过风箱8、排气管9、排气集尘器10由排气鼓风机11朝下方吸引，从连接气体加压送风鼓风机4的加压送风罩3向原料充填层2的上部送风，移动小车1，从而依次从上层往下层进行烧成。
在烧成初期，使风箱8的吸引压力相对大气压为-9.8kPa(-1000mmAq)，吸引大气，减小从燃烧熔化带上层到下层的移动速度，使高温保持时间比现有技术大，从而可提高原料充填层2的上部成品合格率和烧结矿品质。烧成中期以后，例如，从原料充填层2的上部由连接空气加压送风鼓风机4的加压送风罩3相对大气压以19.6kPa(+2000mmAq)压入空气，从下方以-9.8kPa(-1000mmAq)吸引，使原料充填层2的差压为29.4kPa(3000mmAq)，从而可增大通过气体的密度，提高焦碳燃烧速度，并提高传热速度，增大燃烧熔化带的移动速度。另外，由气体流量的增大提高冷却速度，可使原料充填层内的燃烧熔化带的高度方向的厚度变小，减小燃烧熔化带的通气阻力，增大燃烧熔化带的移动速度。结果，在加压烧结法中，可大幅度提高烧结机的生产率、成品合格率、烧结矿品质。
然而，加压烧结法中的加压送风罩3与原料充填层2的密封极为困难，基本上没有实施的例子。特别是在覆盖烧结小车全体的场合，或利用烧结小车的一部分进行密封的场合，小车群上下左右摆动，需要考虑通过点火炉时和烧成时受到的热膨胀等的影响进行设计，所以，还没有确立充分的密封技术。
在日本专利公报实开昭58-177797号中有这样的记载，即，“通过在固定式罩的裙部设置具有适当弹性的材料，使其滑动接触在烧结矿上面，可进行密封。”然而，即使在具有凹凸并移动的小车上的烧结矿上滑动接触裙部，也没有可单独进行密封而且具有耐用性的弹性体。
在日本专利公报实开昭61-141700号中有这样的记载，即，“密封片一边跟踪烧结矿上面的上下运动一边移动，密封体跟踪着密封片的上下运动朝上下伸缩，从而可对罩外周部进行密封。”然而，在该方法中，小车移动方向和宽度方向间的角部的密封较难，设备也较大。
(发明要解决的问题)
上述现有技术为在密封片与烧结矿或密封片间产生滑动的机构。即，如图2所示，如在加压送风罩3的裙下端部13与原料充填层2之间没有密封片14，则加压送风罩3的漏气量大，加压送风罩3内的压力不增加，不能获得加压烧结法所需送风压力。然而，通常烧结机为24小时连续工作，密封片时常与原料充填层表层的硬烧结矿粉滑动，对于密封片14的消耗来说条件非常苛刻，所以，难以获得具有足够耐用性(耐磨性)的密封片。因此，希望开发出即使产生滑动也可进行密封、而且耐用性也不成为问题的划时代的密封技术。
因此，本发明的目的在于提供一种烧结设备的加压送风罩的密封装置和密封方法，该密封装置具有可从设于烧结小车上方的加压送风罩进行充分的加压送风的密封性。
发明的公开
(解决问题的手段)
本发明就是为了解决上述问题而作出的，其要旨如下。
(1)一种加压送风罩的密封装置，设置在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层的上方，其特征在于：在该加压送风罩的裙状下端部设置由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片，该密封片与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)在0.1-2的范围。
(2)如上述(1)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向最大直径在50mm以下。
(3)如上述(1)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向的直径在5mm以上。
(4)如上述(1)-(3)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的厚度在5mm以下。
(5)如上述(1)-(4)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体由陶瓷、硬质金属、及金属陶瓷中的1种或2种以上构成。
(6)如上述(1)-(5)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体的形状由板形、球形、及圆筒形中的1种或2种以上构成。
(7)如上述(1)-(6)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：当上述硬质刚体为板状时，上述硬质刚体的厚度为1mm-10mm。
(8)如上述(1)-(6)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述硬质刚体为球状或圆筒状的场合，球状或圆筒状的硬质刚体构成的硬质刚体层的厚度为5mm-50mm。
(9)如上述(1)-(8)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述弹性体为橡胶。
(10)如上述(1)-(9)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，上述弹性体的厚度为2mm-20mm。
(11)如上述(1)-(10)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件的侧壁部固定上述密封片的上端部，在该支承构件的上壁部的底部通过弹簧连接上述密封片的下端部。
(12)如上述(11)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，上述弹性体的端部的一方固定在设于上述支承构件上壁部的侧壁部外侧。
(13)如上述(1)-(10)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体固定上述密封片。
(14)如上述(13)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述支承构件由设于上述裙状下端部的上壁部和设于上述支承构件的上壁部的侧壁部构成，该侧壁部与上述支承构件的上壁部一起包含着块状弹性体的上部进行固定。
(15)如上述(13)和(14)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片以上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，构成上述密封片的弹性体的端部固定于上述块状弹性体的侧壁部。
(16)如上述(13)和(14)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片以上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，构成上述密封片的弹性体的端部直接固定于上述支承构件。
(17)如上述(13)-(16)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述块状弹性体由海绵状橡胶、内胎、及柔性金属体中的1种或2种以上构成。
(18)如上述(1)-(10)中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片。
(19)如上述(18)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述空气管由设于上述裙状下端部的空气管的上壁部、设于上述空气管的上壁部的上述空气管的侧壁部、及向设于上述空气管的上壁部的空气管内供给空气的空气供给部构成，在该侧壁部固定向其供给空气的袋状密封片的上端部。
(20)如上述(18)或(19)所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述空气管由设于上述裙状下端部的空气管的上壁部、设于上述空气管的上壁部的上述空气管的侧壁部、配置于空气管内的空气内胎、及向设于空气管的上壁部的上述空气内胎供给空气的空气供给部构成，在该侧壁部固定通过空气内胎供给空气的袋状密封片的上端部。
(21)一种加压送风罩的密封方法，在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层的上方设置加压送风罩，其特征在于：在该加压送风罩的裙状下端部设置由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片，该密封片与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)在0.1-2的范围。
(22)如上述(21)所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的最大直径在50mm以下。
(23)如上述(22)所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向的直径在5mm以上。
(24)如上述(21)-(23)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的厚度在5mm以下。
(25)如上述(21)-(24)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述硬质刚体由陶瓷、硬质金属、及金属陶瓷中的1种或2种以上构成。
(26)如上述(21)-(25)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述硬质刚体的形状由板形、球形、及圆筒形中的1种或2种以上构成。
(27)如上述(21)-(26)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：当上述硬质刚体为板状时，上述硬质刚体的厚度为1mm-10mm。
(28)如上述(21)-(26)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述硬质刚体为球状或圆筒状的场合，球状或圆筒状的硬质刚体构成的硬质刚体层的厚度为5mm-50mm。
(29)如上述(21)-(28)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述弹性体为橡胶。
(30)如上述(21)-(29)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，上述弹性体的厚度为2mm-20mm。
(31)如上述(21)-(30)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件的侧壁部固定上述密封片的上端部，在该支承构件的上壁部的底部通过弹簧连接上述密封片的下端部。
(32)如上述(21)-(30)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体固定上述密封片。
(33)如上述(21)-(30)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体设置上述密封片，在该支承构件的侧壁部直接固定上述密封片的上端部。
(34)如上述(32)或(33)所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述块状弹性体由海绵状橡胶、内胎、及柔性金属体中的1种或2种以上构成。
(35)如上述(21)-(30)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片，并由向该空气管内的空气供给量调节压力。
(36)如上述(35)所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：漏风率η在0.1％-10％的范围。
(37)如上述(21)-(30)中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片，并在上述空气管内配置空气内胎，向该空气内胎中供给空气，由该空气内胎的空气供给量调节上述空气管内的压力。
(38)如上述(37)所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：向该空气内胎中供给空气，以使漏风率η在0.1％-10％的范围。
附图的简单说明
图1为示出加压烧结法的例的图。
图2为示出现有技术的加压送风罩部的例的图。
图3(a)为示出本发明密封片状态一例的图。
图3(b)为示出图3(a)的下方部分的I-I纵断面放大图。
图3(c)为图3(a)的下方部分即陶瓷部分、为图3(b)的II-II向视图。
图3(d)为示出图3(c)的陶瓷部分的另一例的图。
图3(e)和图3(f)为分别示出本发明密封片状态的另一例的图，示出在橡胶15b′均匀排列球状、圆筒状的陶瓷15a′的一例。
图3(g)为示出本发明密封片状态的另一例的图，示出在橡胶15b′随机排列球状、圆筒状的陶瓷15a′的一例的图。
图4为示出本发明加压送风罩的密封装置的实施形式一例的图。
图5为示出本发明加压送风罩的密封装置的实施形式一例的图。
图6为示出本发明加压送风罩的密封装置的实施形式一例的图。
图7为示出加压送风罩内的密封片与烧结原料充填层的滑动接触区域近旁的气体流动的示意图。
图8示出本发明密封片的滑动接触距离与原料充填层厚度的比(w/h)和漏风率η的关系。
图9示出密封片的滑动接触距离与原料充填层厚度的比(w/h)和烧结矿的生产率P的关系。
实施发明的最佳形式
下面，详细说明本发明。
本发明者对加压烧结法中用于提高密封设于烧结原料充填层上方的加压送风罩的裙状下端部与烧结原料充填层的间隙的密封片的耐用性(耐磨损性)和密封性的设备和方法进行了认真的研究。
设于加压送风罩的裙状下端部的密封片的第1功能在于，当装入到烧结机的小车上的烧结原料移动时，可充分跟踪该烧结原料充填层表面的凹凸，时常处于滑动接触状态，从而密封加压送风罩与烧结原料充填层表面之间的间隙。另外，密封片4的第2功能在于维持对于与烧结原料充填层表面滑接时的磨损等的耐久性。
现有密封片为了满足前者的功能，其材料多使用橡胶等弹性体。然而，与密封片滑动接触的烧结原料充填层表层部为由未燃烧的烧结矿粉等构成的非常硬而且具有尖锐端部的粉体层，所以，在密封片的材料仅使用橡胶等弹性体的场合，存在短时间内磨损使得不能维持密封的问题。另一方面，作为至少硬度比烧结原料充填层表层部的烧结矿粉硬度大、耐磨性良好的材质，已知有陶瓷等，但在仅将这样的硬质材料用作密封片的材料的场合，不能充分跟踪烧结原料移动时的烧结原料充填层表面的凹凸(高度：30-50mm左右，周期：500-2000mm左右)，不能维持足够的密封性，另外，存在耐冲击性下降这样的问题。
因此，本发明者对作为密封片可满足密封性和耐磨性这样2个相反特性的材料进行了认真的研究，结果发现，通过硫化等方式将例如陶瓷等硬质刚体的多个嵌片粘接到橡胶等弹性体，构成硬质刚体和弹性体的复合材料，将其用作密封片材料，则可维持与现有密封片相同的密封性，并可相对现有技术大幅度提高耐磨性。
下面，说明多个嵌片的状态。
如图3(a)所示，使嵌片(陶瓷15a′)滑动接触于烧结原料充填层表层部地配置密封片。嵌片例如象图3(b)所示那样通过硫化等粘合于橡胶15b′等弹性体，制成密封片。密封片也可通过硫化等方式粘接到加工成必要构造的基体橡胶。
其配置可为图3(c)所示格子状或图3(d)所示交错状，只要具有滑动所需弹性力，则不进一步限定。
从弹性体露出的硬质刚体的厚度最好在5mm以下。如在其以上，则粘接力弱，易剥离。当然，弹性体最好如图3(b)所示那样充填到陶瓷间的接缝，即充填到硬质刚体表层。
另外，嵌片的形状、材质等可进行多种组合，可根据烧结原料充填层表层的凹凸状态和密封性进行设计。
由本发明者的研究结果可知，如图4-图6所示，在将由上述硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片设置于加压送风罩的裙状下端部的场合，使密封片在烧结原料充填层表层滑动接触的宽度方向距离(滑动接触距离)w与烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)处于0.1-2的范围，则不妨碍朝密封片的滑动接触区域下方的气体流动即可提高加压送风罩的密封性，提高烧结矿的生产率。
本发明就是根据以上发现而作出的，加压送风罩的密封装置设置在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层的上方，其特征在于：在该加压送风罩的裙状下端部设置由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片，该密封片与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)在0.1-2的范围。
在本发明中，设于加压送风罩的裙状下端部的密封片使用由硬质刚体与弹性体的复合材料构成的密封片，由此可比现有技术进一步提高耐磨性能，但为了维持良好的加压送风罩的密封性，如图4-图6所示那样，还需要使密封片15与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离(滑动接触距离)w与上述烧结原料充填层2的层厚h的关系处于规定范围内地设置密封片15。
图8示出密封片的滑动接触距离与原料充填层厚度的比(w/h)和漏风率的关系，图9示出密封片的滑动接触距离与原料充填层厚度的比(w/h)和烧结矿的生产率P的关系。
计算图8的漏风率η时，分别测定从加压送风罩3内的上方朝下方吹入的气体供给量(加压送风量)Q0和从烧结原料充填层下部吸引的吸引气体量Q2，由这些测定值的差Q0-Q2(＝漏风量Q1)按下面(1)式计算。
η(％)＝Q1/Q0×100＝(Q0-Q2)/Q0×100...(1)
其中，η：漏风率，Q1：漏风量，Q0：加压送风量，Q2：吸引气体量。
另外，图9所示生产率P(％)表示除密封片滑动接触距离以外其它按相同条件进行加压送风烧结操作的场合的烧结生产率与最大值的比例(％)。
图7为示出加压送风罩内的密封片15与烧结原料充填层2的滑动接触区域近旁的气体流动(20、21)的示意图。一般情况下，加压送风罩内的密封片15的滑动接触区域近旁的气体流动由受烧结原料充填层2的层厚h影响的下方气体流动21的压力损失ΔP1和受滑动接触距离w影响的宽度方向的气体流动20的压力损失ΔP2的关系决定，在滑动接触距离w足够长的ΔP1≤ΔP2的条件下，密封片15的滑动接触区域近旁的气体流动成为流向下方(没有明显的漏风)气体流动21，但在滑动接触距离w短的ΔP1＞ΔP2的条件下，滑动接触距离w的宽度方向的气体流动20变大，从加压送风罩向外的漏风量增大。
如图8和图9所示，当密封片滑动接触距离w与烧结原料层厚h的比值(w/h)不到0.1时，密封片滑动时不能相对烧结原料充填层的表层的凹凸充分滑动接触(密封片与其表层间存在一些间隙)，密封片滑动接触区域的宽度方向的气体流动与下方的气体流动相比变大，加压送风罩的密封性极度下降(漏风率η增加)，烧结矿的生产率P下降到95％以下。另一方面，当密封片滑动接触距离w与烧结原料层厚h的比值(w/h)超过2时，密封片滑动接触区域的宽度方向的气体流动消失，密封性良好，但密封片15与烧结原料充填层2的表层滑动接触的区域(滑动接触区域)变得越大，则气体朝位于其正下方的烧结原料充填层的流动越受到妨碍，流往充填层的气体的不足对烧成产生不良影响，生产率P下降到95％以下。
出于这样的理由，在本发明中，将上述硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片在烧结原料充填层表层滑动接触的宽度方向距离(滑动接触距离)w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)规定在0.1-2的范围内。
本发明的由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片例如可通过以硫化等方式将多个硬质刚体嵌片粘接在弹性体中而获得。在这里，本发明的硬质刚体为硬度至少比烧结原料充填层表层部的烧结矿粉高、耐磨性优良的材质，例如可使用陶瓷、高Cr钢和Cr-Ni合金等硬质金属、WC-Co合金和WC-NiCr合金等金属陶瓷等。另外，本发明的弹性体为可充分跟踪烧结原料移动时的烧结原料充填层表面凹凸(高度：30-50mm左右，周期：500-2000mm左右)的、硬度小、柔软性高的材质，例如，天然橡胶、聚氨酯橡胶、NBR橡胶、CR橡胶、夹布强化橡胶等橡胶等。作为硬质刚体和弹性体的复合材料，一般已知有例如市场上销售的贝鲁塞拉西特(ベルセラシ—ト)(商品名，日本通商(株)制)、哥木塞拉西特(ガムセラシ—ト)(商品名，三东化工业(株)制)、KR塞拉西特(KRセラシ—ト)(商品名，川本工业(株)制)等陶瓷与橡胶的复合材料。
另外，在本发明的密封片中，固定到弹性体的硬质刚体嵌片的形状不必作特别的限定，可为板形、球形、圆筒形等任何形状，而对于硬质刚体嵌片的大小来说，当从弹性体表层露出部分的最大直径超过50mm时，密封片的弹性下降，密封片与烧结原料充填层部的密封性下降，所以，将从弹性体表层露出的硬质刚体嵌片的最大直径规定在50mm以下。
(板形嵌片的场合)
对于硬质刚体嵌片的大小来说，纵、横、及高度中的最长部分即长径最好在5mm以上。如比其小，则陶瓷与橡胶间的粘接面积小，陶瓷立即被剥去，所以，耐用性差。(但从密封性(弹性)看，小一些好。)另外，制作时陶瓷的数量也增加，变得困难，成本也急剧增加。
板形硬质刚体嵌片的厚度最好为1mm-10mm。当不到1mm时，由于从上方推压着罩使密封片滑动，所以会裂开。在将橡胶接缝设置于陶瓷间的场合，粘接力相应下降没有厚度的量。当超过10mm时，复合材料的弹性力减小，所以，表层部的密封性变差。但是，在为了防止脱落而在嵌片设置凸起的场合，凸起的高度不包含于硬质刚体嵌片的厚度。
板形硬质刚体嵌片的间隔最好为0mm-3mm。没有间隔下限。即，陶瓷间也可没有橡胶接缝，陶瓷相互间的侧面直接接触。当超过3mm时(虽然弹性好)，露出的橡胶立即被削掉，粘接力下降，在陶瓷间聚积烧结矿粉，以该部分为起点剥开。
板形的弹性体厚度除陶瓷厚度(接缝部分)外最好为2mm-20mm。当不到2mm时，弹性体自身的强度变弱，在滑动期间破损。超过20mm时，弹性体变硬，不能跟踪表层部的凹凸。
特别是在使用板形陶瓷的场合，最好与表层滑动接触的面的角部形状为圆形，或削去。滑动时，烧结矿微粉可缓和对陶瓷嵌片施加的冲击，所以，可抑制陶瓷的端部产生缺口和陶瓷脱出。
在使用板形陶瓷的场合，最好为带防脱落用凸起的形状。这样，增加陶瓷与橡胶间的粘接面积，所以，可抑制陶瓷的脱落，大幅度提高耐用性。该凸起的形状不特别进行限定，可为轨形、圆筒形、梯形等任何形状。
(球形、圆筒形嵌片的场合)
硬质刚体嵌片的大小(厚度)在球形的场合由最长的直径表示，在圆筒形的场合由底面或上面中最长的直径或高度表示，即球形和圆筒形的长径，该长径最好为5mm-50mm。原因与板状嵌片的场合相同。
硬质刚体嵌片的间隔最好如图3(e)和图3(f)所示那样以0mm-3mm均匀地配置。理由与板状嵌片的场合相同。另外，也可如图3(g)所示那样随机地配置。t1为嵌片(陶瓷15a′)的露出厚度，t2为嵌片层的厚度，t3为弹性体的厚度。
弹性体的厚度除陶瓷厚度部分(接缝部分)外最好为2mm-20mm。理由与板状嵌片的场合相同。
硬质刚体嵌片层的厚度最好为5mm-50mm。不到5mm时，从粘接性和制造性等考虑，对嵌片的大小来说不可能，当超过50mm时，变硬，弹性力变差。
在满足上述条件时，虽然与硬质刚体嵌片的厚度和弹性体的厚度不是很有关系，但从粘接性考虑最好在陶瓷的厚度部分(陶瓷间)也存在弹性体。
下面，说明使用由上述硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片的密封装置和密封方法的实施形式。
由上述硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片具有充分的弹性力和耐磨性，所以，只要将图2所示现有密封装置中的密封片14换成本发明的由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片15，即可由送风罩3的正内压将密封片紧密接触在烧结原料充填层2的表层进行密封。在该场合，为了防止密封片滑动时朝密封片的外侧卷起，也可如图4所示那样由钢丝或弹簧16等固定密封片的下端部15c。
在本发明中，将由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片设置到加压送风罩的裙状下端部的方法没有必要特别加以限定，但为了提高密封片与烧结原料充填层表层的紧密接合性，如通过使用图4-图6所示那样的密封装置发挥出高的效果。
图4所示作为本发明的实施形式的一例的密封装置，其中，在加压送风罩的裙状下端部13设置支承构件19，在该支承构件19的外侧端部(设于支承构件19的上壁部19a的侧壁部19b)固定由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15的上端部，在支承构件19的内侧(支承构件19的底部19c)的端部通过弹簧16连接上述密封片15的下端部15c。弹簧连接位置没有必要限于支承构件19的内侧端部，也可在密封片15与烧结原料充填层2的表层滑动接触的区域w相当的宽度方向位置设置多个。
这样通过弹簧16将本发明的密封片15连接到设于加压送风罩的裙状下端部13的支承构件19，由弹簧16的伸缩作用提高密封片15对烧结原料充填层2的表层的跟踪性，更稳定地维持密封性。
图5示出作为本发明实施形式的一例的密封装置，其中，在加压送风罩的裙状下端部13设置支承构件19，在该支承构件19通过块状弹性体17固定由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15。
该块状弹性体17不必要特别进行限定，可使用海绵状橡胶、由气体或液体产生内压的内胎、折皱构造的金属体等可挠性金属体等，通过至少在其与烧结原料充填层2的表面滑动接触的下部表面贴合本发明的由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片15，固定于支承构件19。
另外，也可将密封片直接固定在支承构件，不贴合弹性体与密封片。
块状弹性体的大小中的横向尺寸由密封性和生产率规定(w/h)，纵向尺寸只要可吸收烧结原料充填层2的表层的凹凸即可。如表面凹凸为L，则纵向尺寸为2L-10L。不到2L时，不能吸收凹凸，超过10L时，密封片不稳定，可能出现从与支承构件的固定部分脱开等问题。
这样通过块状弹性体将本发明的密封片15连接到设于加压送风罩的裙状下端部13的支承构件19，由块状弹性体的弹性力提高密封片15对烧结原料充填层2的表层的跟踪性，更稳定地维持密封性。
块状弹性体使用海绵状橡胶时，其材质可使用例如氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然异戊二烯橡胶、及丁苯橡胶等一般已知材料，但在其中也最好使用硬度小、柔软的材料，例如由阿斯卡(アスカ—)C表示时硬度为8的材料。
图6示出作为本发明实施形式一例的密封装置，其中，在加压送风罩的裙状下端部13设置可调节内部压力的空气管18，在该空气管18的底部18c设置本发明的由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15。
在该密封装置中，当从空气管18的上部向该管内供给空气以产生内压时，上述密封片15如内胎那样膨胀，密封片15与烧结原料充填层2的表层面的紧密接合性进一步提高。另外，在本发明中，使用该密封装置调整空气管18内的空气供给量，控制内压，将密封片15全体均匀地相对烧结原料充填层2的表层面加压，吸收烧结原料充填层2的表层的不均匀和不规则，从而可提高密封片15的滑动接触性，进一步提高密封性和耐用性(耐磨性)。
大小按上述块状弹性体同样的方式决定。
另外，最好不是直到将空气供给到空气管18内，而是在(空气)管18内配置内胎状橡胶，向该内胎状橡胶中供给空气，例如通过施加0.49kPa-19.6kPa(0.005kg/cm2-0.2kg/cm2)的内压，可防止密封片15的一部分破损的场合的空气管18内的内压下降，进行稳定的内压控制。
图4-图6作为本发明的实施形式的例子示出在加压送风罩3侧面的裙状下端部13设置本发明的密封片15的示意图，但密封片不限于设置于加压送风罩侧面的裙部下端部，也可设置在入口侧、出口侧、及全周的裙状下端部，另外，可沿全周连续地设置，也可分割成规定大小地设置。
另外，在这些密封装置中，在密封片15的上方设置磁铁，由磁性作用在密封片15的表面固定原料充填层2的表层的烧结矿粉，提高密封片15与烧结原料充填层2之间的紧密接合性，进一步提高密封性。
(实施例)
下面说明本发明的实施例。
在本发明的实施例1-6和比较例1-3中，使用烧结小车宽度4m、烧结机长100m的烧结机进行作业，吸引负压为12.74kPa(1300mmAq)，原料充填层的层厚550mm，小车速度恒定为3.5m/s。另外，加压送风罩的宽度为3.5m，长为30m，裙状下端部与原料充填层表层的距离(高度)为200mm，设置于排矿侧的带式烧结机上方。加压送风罩的送风量恒定为8.5×105Nm3/Hr，为了评价密封性，从加压送风量和吸引气体量的差测定漏风量，计算漏风率。另外，将加压送风罩的内压7.84kPa(800mmAq)下降到6.86kPa(700mmAq)时作为复合材料的寿命。
(实施例1)
在本发明的实施例1中，将加压送风罩3的密封装置15形成为图4那样的构造，如图4、图3(a)-(c)所示，作为由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15，使用全体厚度为5mm的陶瓷和橡胶的复合材料片，该复合材料片在天然橡胶片中由硫化方式接合多个陶瓷嵌片，陶瓷嵌片的水平断面形状为正方形，一边为10mm，厚度为2mm。陶瓷嵌片的间隔为1mm。支承构件19的上壁部的底部19c和该密封片15的下端部15c由弹簧16沿加压送风罩的长度方向以300mm的间隔连接。另外，该密封片15在烧结原料充填层2表层滑动接触的宽度方向距离w(滑动接触距离)为200mm(与烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)为0.36)。沿罩全周设置密封片15。
(实施例2)
在本发明的实施例2中，将加压送风罩3的密封装置形成为图5那样的构造，倒コ字状的支承构件(侧壁部19b)的高度为50mm，宽度(上壁部19a)为200mm，沿罩全周设置密封片15。由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15与本发明实施例1相同，将在海绵橡胶17的表层贴合该密封片15获得的组件固定于支承构件19。海绵橡胶沿罩全周固定于支承构件19的下方，裙状下端部与烧结原料充填层的表层的距离(高度)为200mm。另外，该密封片15在烧结原料充填层2表层滑动接触的宽度方向距离w(滑动接触距离)为200mm(与烧结原料充填层的层厚的比值(w/h)为0.36)。
(实施例3-实施例6)
在本发明的实施例3-6中，将加压送风罩3的密封装置形成为图6那样的构造，作为由陶瓷和橡胶的复合材料构成的密封片15，使用全体厚度为5mm的陶瓷和橡胶的复合材料片，该复合材料片在天然橡胶片中由硫化方式接合多个陶瓷嵌片，陶瓷嵌片的水平断面形状为正方形，一边为5mm、10mm、或60mm，厚度为2mm。陶瓷嵌片的间隔为1mm。沿罩全周设置密封片。
密封片的端部固定于空气管18的底部开口部18b。另外，将空气管18内密闭，从上部(空气供给部18d)供给空气，将空气管18的内压调节在4.9kPa(0.05kg/cm2)范围，该密封片15在烧结原料充填层2表层滑动接触的宽度方向距离w(滑动接触距离)为100mm、180mm、或200mm(与烧结原料充填层的层厚的比值(w/h)为0.18、0.33、0.36)。
(比较例1)
在比较1中，将加压送风罩3的密封装置形成为图2那样的构造，作为密封片14，使用厚度为3mm的夹布聚氨酯橡胶。此时，形成为用带子将密封片14的下端部朝内侧拉的构造，防止密封片14朝外侧卷。一般情况下，聚氨酯橡胶为比在上述本发明的实施例1-6中用作密封片15的NBR橡胶耐磨性好的材质。另外，该密封片14在烧结原料充填层2表层滑动接触的宽度方向距离w(滑动接触距离)为200mm(与烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)为0.36)。
(比较例2)
在比较2中，除该密封片15的滑动接触距离w以外，其它全部与本发明的实施例3相同。密封片15的滑动接触距离w为比本发明的范围短的30mm(与烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)为0.05)。
(比较例3)
在比较3中，除该密封片15的滑动接触距离w以外，其它全部与本发明的实施例3相同。密封片15的滑动接触距离w为比本发明的范围长的1400mm(与烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)为2.54)。
表1示出使用本发明实施例1-6和比较例1-3的密封装置的场合下加压送风罩的漏风率和寿命。
                                             表1
 陶瓷最大直径(mm)   滑动接触距离w(mm) 层厚h(mm)   w/h   漏风率(％)   烧结生产率(％)   密封片寿命(日)
发明例1     10     200   550   0.36     5     42.3     540
发明例2     10     200   550   0.36     2     43.2     360
发明例3     10     200   550   0.36     3     42.8     720
发明例4     5     200   550   0.36     2     43.1     650
发明例5     10     100   550   0.18     5     42.2     740
发明例6     60     180   550   0.33     9     41.2     1050
比较例1     -     200   550   0.36     3     42.6     3
比较例2     10     30   550   0.05     20     36.3     750
比较例3     10     1400   550   2.54     0     35.1     680
由表1可知，本发明的实施例1-6与脱离本发明范围的比较例1-3相比，加压送风罩的漏风率和其密封装置的寿命明显提高。
产业上利用的可能性
(发明效果)
按照本发明，可提供一种加压送风罩的密封装置和密封方法，在加压烧结法中，可在维持设于装入到烧结小车的烧结原料充填层上方的加压送风罩的密封性的同时，具有耐用性，这样，与现有技术相比，可获得提高加压烧结法中的烧结矿的生产率、成品合格率、及成品质量的明显效果。

Claims (38)

1.一种加压送风罩的密封装置，设置在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层的上方，其特征在于：在该加压送风罩的裙状下端部设置由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片，该密封片与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值(w/h)在0.1-2的范围。
2.如权利要求1所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向最大直径在50mm以下。
3.如权利要求1所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向的直径在5mm以上。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的厚度在5mm以下。
5.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体由陶瓷、硬质金属、及金属陶瓷中的1种或2种以上构成。
6.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体的形状由板形、球形、及圆筒形中的1种或2种以上构成。
7.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：当上述硬质刚体为板状时，上述硬质刚体的厚度为1mm-10mm。
8.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述硬质刚体为球状或圆筒状的场合，球状或圆筒状的硬质刚体构成的硬质刚体层的厚度为5mm-50mm。
9.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述弹性体为橡胶。
10.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，上述弹性体的厚度为2mm-20mm。
11.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件的侧壁部固定上述密封片的上端部，在该支承构件的上壁部的底部通过弹簧连接上述密封片的下端部。
12.如权利要求11所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，上述弹性体的端部的一方固定在设于上述支承构件上壁部的侧壁部外侧。
13.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体固定上述密封片。
14.如权利要求13所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述支承构件由设于上述裙状下端部的上壁部和设于上述支承构件的上壁部的侧壁部构成，该侧壁部与上述支承构件的上壁部一起包含着块状弹性体的上部进行固定。
15.如权利要求13所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片以上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，构成上述密封片的弹性体的端部固定于上述块状弹性体的侧壁部。
16.如权利要求13所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述密封片以上述硬质刚体滑动接触于上述烧结原料充填层，构成上述密封片的弹性体的端部直接固定于上述支承构件。
17.如权利要求13所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述块状弹性体由海绵状橡胶、内胎、及柔性金属体中的1种或2种以上构成。
18.如权利要求1-3中任何一项所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片。
19.如权利要求18所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述空气管由设于上述裙状下端部的空气管的上壁部、设于上述空气管的上壁部的上述空气管的侧壁部、及向设于上述空气管的上壁部的空气管内供给空气的空气供给部构成，在该侧壁部固定向其中供给空气的袋状密封片的上端部。
20.如权利要求18所述的加压送风罩的密封装置，其特征在于：上述空气管由设于上述裙状下端部的空气管的上壁部、设于上述空气管的上壁部的上述空气管的侧壁部、配置于空气管内的空气内胎、及向设于上述空气管的上壁部的上述空气内胎供给空气的空气供给部构成，在该侧壁部固定通过空气内胎供给空气的袋状密封片的上端部。
21.一种加压送风罩的密封方法，在装入到下方吸引式烧结机的烧结原料充填层的上方设置加压送风罩，其特征在于：在该加压送风罩的裙状下端部设置由硬质刚体和弹性体的复合材料构成的密封片，该密封片与上述烧结原料充填层的表层滑动接触的宽度方向距离w与上述烧结原料充填层的层厚h的比值w/h在0.1-2的范围。
22.如权利要求21所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的最大直径在50mm以下。
23.如权利要求22所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的水平方向的直径在5mm以上。
24.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，从弹性体表层露出的硬质刚体的厚度在5mm以下。
25.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述硬质刚体由陶瓷、硬质金属、及金属陶瓷中的1种或2种以上构成。
26.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述硬质刚体的形状由板形、球形、及圆筒形中的1种或2种以上构成。
27.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：当上述硬质刚体为板状时，上述硬质刚体的厚度为1mm-10mm。
28.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述硬质刚体为球状或圆筒状的场合，球状或圆筒状的硬质刚体构成的硬质刚体层的厚度为5mm-50mm。
29.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述弹性体为橡胶。
30.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述密封片为将硬质刚体固定到弹性体表层的复合材料，上述弹性体的厚度为2mm-20mm。
31.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件的侧壁部固定上述密封片的上端部，在该支承构件的上壁部的底部通过弹簧连接上述密封片的下端部。
32.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体固定上述密封片。
33.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置支承构件，在该支承构件通过块状弹性体设置上述密封片，在该支承构件的侧壁部直接固定上述密封片的上端部。
34.如权利要求32所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：上述块状弹性体由海绵状橡胶、内胎、及柔性金属体中的1种或2种以上构成。
35.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片，并由向该空气管内的空气供给量调节压力。
36.如权利要求35所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：漏风率η在0.1％-10％的范围。
37.如权利要求21-23中任何一项所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：在上述加压送风罩的裙状下端部设置可调节内部压力的空气管，在该空气管的底部设置上述密封片，并在上述空气管内配置空气内胎，向该空气内胎中供给空气，由该空气内胎的空气供给量调节上述空气管内的压力。
38.如权利要求37所述的加压送风罩的密封方法，其特征在于：向该空气内胎中供给空气，以使漏风率η在0.1％-10％的范围。
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