CN201634694U - 一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于炼铁领域，涉及一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱。传动箱内设有上水槽和下水槽，上、下水槽内设有隔环，隔环上有众多的喘气孔，炉喉煤气可以经环形缝隙自由进出传动箱，使箱内气压始终与炉喉气压自动保持动态平衡，加上环形缝隙入口处设有迷宫式密封，能防止炉喉脏煤气内大颗粒的尘埃带入传动箱。喘气孔设有淋水设施，使高炉煤气进入时经过水冷却和水除尘，然后长期保留在箱内，使箱内形成冷态净气的环境。传动箱炉内一侧的动壳体或静壳体皆设有绝热层，传入箱内的热量很少，加上冷却水自上而下经过环形水腔，上、下水槽，及屏风淋水夹层，能有效地维持箱内冷态净煤气的环境，保证布料机构长期安全的运行。

Description

一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱

技术领域

本实用新型属于炼铁领域，涉及一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱。

背景技术

置于高炉炉头上的无料钟炉顶传动箱是高炉装料设备的心脏，它不仅要有巧妙的机构来满足合理布料的工艺要求，同时由于传动箱处在高温、高压、多灰尘的高炉煤气的环境中工作，必须解决好冷却和密封问题。正是这冷却和密封问题，使无料钟炉顶的发展分为三个阶段：即气冷气封、水冷气封和水冷水封三个阶段。前两个阶段都是卢森堡的专利技术。

气冷气封型无料钟炉顶的缺点是：一是需要配备4台(两台工作、两台备用)160～500千瓦的冷气加压机及其附属设备和厂房，其投资为200～500万元，超过当时无料钟炉顶传动箱的价格。二是两台冷气加压机不断地运转，每年生产运转费约250万元，相当于炉顶传动箱的价格。三是大量氮气排入炉内，降低高炉煤气的发热值，使能源造成巨大浪费。

水冷气封型无料种炉顶传动箱(见U.S.Pat.No.4,526,536)自上世纪中由卢森堡提出后，至今仍广泛用于世界各地。这种水冷气封型传动箱比气冷气封型有了改进，但仍有许多缺点：一是冷却水采用软化水，并采用闭路循环冷却，增加了许多水冷设施，如循环泵、热交换器、补水设施和监控设备等。二是其上、下水槽与壳体之间采用滑动式机械密封，不可避免的要磨损产生间隙，使带有尘埃的高炉煤气进入传动箱造成污染。为了减少污染，必须保留气封。三是上述间隙使闭路循环的软化水污染和蒸发，需要更新和补水，同时使上、下水槽内的水面高度保持稳定产生困难，必须要有探测和监控水面高度的设备。一旦探测和监控设备失灵，会使冷却水溢入炉内或水槽排空，具有潜在危险。四是水冷蛇形管附在旋转屏风上，其冷却面积小，冷却强度受限。当炉顶煤气温度升高时，传动箱内温度也随着升高。在这种情况下为了确保箱内零件的正常工作温度(低于50℃)，除了水冷之外，还需要气冷。因此水冷气封型无料钟炉顶不但不能摆脱气冷，并且增加了许多水循环设施，其总投资和生产维持费并没有显著降低。

水冷水封型无料种炉顶由我国在上世纪80年代后期发明(见China Pat.No.88101584.9)，并在多座高炉上使用获得成功。

实用新型内容

本实用新型目的是在原有水冷水封原理基础上，改进和完善两种不同结构的传动箱，完全取消气冷，冷却水采用普通工业用水，降低了加工成本。

一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱，包括行星齿轮传动和由油缸升降机构传动两种结构，其特征在于：传动箱内设有行星齿轮箱或驱动机构、主动小齿轮一、主动小齿轮二、上水槽排水口、下水槽、出口、U形排水管、排污阀、绝热层、上水槽、双联大齿轮或油缸升降机构、大齿轮、喷淋孔、环腔、入口、隔环一、喘气孔一、档水板一、档水板二、喘气孔二、炉头封板、溜槽连接轴、环形缝隙一、环形缝隙二、旋转屏风、隔环二；上水槽与布料溜槽一起旋转，下水槽5与炉喉钢圈一体；两个水槽内设有隔环一、隔环二，隔环上设有喘气孔一、喘气孔二，能使炉喉煤气经环形缝隙一、环形缝隙二自由进出传动箱，使箱内气压与炉喉气压始终保持动态平衡。

冷却水采用工业用水，由切向进入上部环腔，经喷淋孔进入上水槽后，经侧壁上的排水孔流入淋水夹层，漫流至下水槽，然后由U形水封式排水管排出。

如上所述的上水槽与大齿轮及旋转屏风固定在一起，可以一起旋转，因此上水槽是动水槽。

如上所述的淋水夹层由旋转屏风和档水板一和档水板二构成。传动箱炉内一侧的动壳体或静壳体皆设有绝热层。

行星齿轮传动动力由行星齿轮箱带动主动小齿轮一和主动小齿轮二，分别带动大齿轮和双联大齿轮。大齿轮与旋转屏风固结在一起，可以绕高炉中心线旋转，实现圆周布料。双联大齿轮带动两个蜗轮箱，蜗轮箱输出轴(即溜槽连接轴)伸入炉内与溜槽挂架相联，可以调整溜槽的倾角，从而实现多种型式的布料。

油缸升降机构传动动力由驱动机构传动主动小齿轮一，带动大齿轮和旋转屏风，实现溜槽的旋转布料。溜槽倾角的调整由油缸升降机构来实现。

水冷水封型无料钟炉顶克服了气冷气封和水冷气封型的缺点，其优点是：

一是完全取消气冷，冷却水采用普通工业用水，对水质没有特殊要求。

二是上、下水槽内设有隔环，由于隔环上有喘气孔，冷却水流经上、下水槽时不但可以形成水封，并且可以使炉喉煤气自由出入传动箱，使传动箱内的气压始终与炉喉气压保持动态平衡。因此，这是一种等压水封，上、下水槽内隔环两侧的水面高度始终相等。

三是上、下水槽内的水面高度由排水口的高度决定。不论冷却水的流量多少，水槽既不会排空，也不会将水溢入炉内，始终起水封作用。

四是由于传动箱内采用了两道环形等压水封，转动的布料机构，即旋转屏风，与静止的其它构件之间具有较大的间隙，不需要接触式机械密封。从而降低了加工成本。

五是传动箱炉内一侧的动壳体或静壳体皆设有绝热层。传入箱内的热量很少。加上冷却水自上而下经过环形水腔，上、下水槽，及屏风淋水夹层，可以有效地维持箱内冷态净煤气的环境，保证布料机构长期安全的运行。

六是传动箱采用30～60米高的U形管水封排水，冷却水可以不断地排出，同时又可以防止炉气经排水管泄漏。保证高炉可以在任何压力下操作运行。

附图说明

图1.行星传动调溜槽倾角的水冷水封传动箱。

图2.油缸升降机构调溜槽倾角的水冷水封传动箱。

图中附图标记为：行星齿轮箱1、主动小齿轮一2、主动小齿轮二3、上水槽排水口4、下水槽5、出口6、U形排水管7、排污阀8、绝热层9、上水槽10、双联大齿轮11、大齿轮12、喷淋孔13、环腔14、入口15、隔环一16、喘气孔一17、档水板一18、档水板二19、喘气孔二20、炉头封板21、溜槽连接轴22、环形缝隙一23、环形缝隙二24、旋转屏风25、隔环二26、蒸汽截止阀27、氮气截止阀28、油缸升降机构29、驱动机构30、壳体31。

图1的动力由行星齿轮箱1带动主动小齿轮一2、主动小齿轮二3，分别带动大齿轮12和双联大齿轮11。大齿轮12与旋转屏风25固结在一起，可以绕高炉中心线旋转，实现圆周布料。双联大齿轮11带动两个蜗轮箱(本图未画出)，蜗轮箱输出轴22伸入炉内与溜槽挂架相联，可以调整溜槽的倾角，从而实现多种型式的布料。

图2的动力由驱动机构30传动主动小齿轮2，带动大齿轮12和旋转屏风25，实现溜槽的旋转布料。溜槽倾角的调整由油缸升降机构29来实现。

具体实施方式

比炉喉煤气压力高0.1MPa的冷却水由入口15切向进入环腔14，经过众多的水孔13进入上水槽10，再由上水槽排水口4进入屏风25夹层的淋水环腔，然后漫流至下水槽5，最后由出口6经U形排水管7排出。

上水槽10和下水槽5内设有隔环一16、隔环二26，隔环上有众多的喘气孔，喘气孔一17和喘气孔二20，炉喉煤气可以经环形缝隙一23、环形缝隙二24自由进出传动箱，使箱内气压始终与炉喉气压自动保持动态平衡。这是一种自动形成的“等压气封”，加上环形缝隙一23、环形缝隙二24入口处设有迷宫式密封，可以防止炉喉脏煤气内大颗粒的尘埃带入传动箱。此外，喘气孔一17和喘气孔二20设有淋水设施，使高炉煤气进入时经过水冷却和水除尘，然后长期保留在箱内，使箱内形成冷态净气的环境。

由于隔环一16、隔环二26下端部设有缺口和刮板，屏风转动时可以搅动水槽内的水，使冷却水中的沙粒漂浮随水流一起排出。经多座高炉生产实践证明，传动箱内的环境很干净，水槽内也没有沉积物。只要定期打开一次两个U形排水管7的排污阀8，保证两个U形排水管通畅，就可以使水冷水封系统正常工作。

如遇特殊情况，发生冷却水供应中断，上、下水槽暂时既不进水也不排水，这时上、下水槽内仍会存有水起水封作用。只要测温警报器未报警，说明箱内温度没有超过50℃，传动箱仍可运转工作。如果箱内温度超过50℃，警报器发出事故报警，则必须停止运行，查明原因，及时处理。

传动箱壳体上部设有蒸汽截止阀27，它是一个常闭阀门。只有高炉休风时，如果需要打开传动箱的工作孔盖前，才打开该蒸气阀门数分钟，用来驱赶箱内的煤气，以防煤气中毒。另外，如果传动箱已投产运行数年，为了更新润滑油脂，可以人为的临时停水，并打开蒸气截止阀通入蒸汽，使轴承内的旧油脂融化后排出，然后关闭蒸汽截止阀，接通冷却水，重新通入新的润滑脂。

氮气截止阀28也是一个常闭阀门。它可以在高炉开炉初期打开，使传动箱先充满干净的氮气，运行一定时间后再关闭。这是一个新设的阀门。其实它的作用不大。因为高炉开炉前，箱内本来就存在自然界的大气。这个新设的氮气截止阀只起一种安抚作用，认为有了它比较放心。

Claims (4)

1.一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱，包括行星齿轮传动和由油缸升降机构传动两种结构，其特征在于：传动箱设有行星齿轮箱(1)或驱动机构(30)、主动小齿轮一(2)、主动小齿轮二(3)、上水槽排水口(4)、下水槽(5)、出口(6)、U形排水管(7)、排污阀(8)、绝热层(9)、上水槽(10)、双联大齿轮(11)或油缸升降机构(29)、大齿轮(12)、喷淋孔(13)、环腔(14)、入口(15)、隔环一(16)、喘气孔一(17)、档水板一(18)、档水板二(19)、喘气孔二(20)、炉头封板(21)、溜槽连接轴(22)、环形缝隙一(23)、环形缝隙二(24)、旋转屏风(25)、隔环二(26)；上水槽(10)与布料溜槽一起旋转，下水槽(5)与炉喉钢圈一体；两个水槽内设有隔环一(16)、隔环二(26)，隔环上设有喘气孔一(17)、喘气孔(20)，能使炉喉煤气经环形缝隙一(23)、环形缝隙二(24)自由进出传动箱，使箱内气压与炉喉气压始终保持动态平衡。

2.如权利要求1所述一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱，其特征在于冷却水采用工业用水，由切向进入上部环腔(14)，经喷淋孔(13)进入上水槽(10)后，经侧壁上的上水槽排水孔(4)流入淋水夹层，漫流至下水槽(5)，然后由出口(6)经U形水封式排水管(7)排出。

3.如权利要求2所述一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱，其特征在于所述的上水槽(10)与大齿轮(12)及旋转屏风(25)固定在一起，能够一起旋转。

4.如权利要求2所述一种水冷水封型高炉无料钟炉顶传动箱，其特征在于所述的淋水夹层由旋转屏风(25)和档水板一(18)、档水板二(19)构成；传动箱炉内一侧的动壳体或静壳体皆设有绝热层(9)。

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