CN217809525U - 一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及炼钢转炉炉口密封装置技术领域，提出了一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，包括设置在活动烟罩上的密封气体喷吹管，活动烟罩位于炼钢转炉的转炉炉口与固定烟道之间，关键在于：所述密封气体喷吹管包括设置在活动烟罩内部的下部喷吹环管和上部喷吹环管，上部喷吹环管位于固定烟道的下端与活动烟罩之间，上部喷吹环管上开设的上喷口位于活动烟罩内部且朝向下方，下部喷吹环管位于转炉炉口外围且下部喷吹环管上开设的下喷口朝向下方。一部分气体由上喷口喷出，对固定烟道与活动烟罩之间的间隙进行密封，另一部分由下喷口喷出，对活动烟罩与转炉炉口之间的间隙进行密封，上下两层气体同时进行密封，可以大大提高密封效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及炼钢转炉炉口密封装置技术领域，具体的，涉及一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置。
背景技术
随着国民经济发展对钢铁生产工艺节能减排要求的不断提高，我国各钢铁厂较小转炉逐步淘汰，大中型炼钢转炉是钢铁生产的主力军，占炼钢总产量的75-80％以上，现在炼钢转炉的煤气100％回收利用，以便节约能源。转炉炼钢产量高，一炉钢的冶炼周期很短，一般28-33分钟左右，因此转炉经常要转动，炉口向一边倾斜，方便兑加铁水和出钢，再返回垂直炼钢。转炉煤气的固定烟道不可能与转炉炉口固定，必须留出来一定的空间方便转炉转动。在转炉炉口与固定烟道之间设置活动烟罩，活动烟罩上下移动可以解决煤气烟道和转炉炉口之间间隙的要求。
为了保证转炉煤气含有一定量的一氧化碳和高热值，防止大量的空气进入煤气系统，减少空气中的氧气和煤气中的一氧化碳燃烧，必须对转炉炉口进行软密封。现在各钢铁厂基本上都是采用氮气密封，但是密封效果有待提高。
实用新型内容
本实用新型提出一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，解决了相关技术中现在各钢铁厂基本上都是采用氮气密封，但是密封效果有待提高的问题。
本实用新型的技术方案如下：一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，包括设置在活动烟罩上的密封气体喷吹管，活动烟罩位于炼钢转炉的转炉炉口与固定烟道之间，关键在于：所述密封气体喷吹管包括设置在活动烟罩内部的下部喷吹环管和上部喷吹环管，上部喷吹环管位于固定烟道的下端与活动烟罩之间，上部喷吹环管上开设的上喷口位于活动烟罩内部且朝向下方，下部喷吹环管位于转炉炉口外围且下部喷吹环管上开设的下喷口朝向下方。
在上部喷吹环管的内侧开设有一组长条形的上喷口，所有的上喷口沿上部喷吹环管的圆周方向均匀排列。
所述上喷口的出口端向固定烟道方向倾斜，上喷口的出口方向与固定烟道外壁之间的夹角α为20°-40°。
在下部喷吹环管的底部开设有一组长条形的下喷口，所有的下喷口沿下部喷吹环管的圆周方向均匀排列。
所述下喷口位于下部喷吹环管的底部中心处，下喷口的出口方向竖直向下设置。
所述密封装置还包括设置在活动烟罩外部的二氧化碳输送总管，上部喷吹环管和下部喷吹环管的进口分别借助上软管、下软管与二氧化碳输送总管连接。
在上软管与二氧化碳输送总管的连接处、下软管与二氧化碳输送总管的连接处都设置有控制阀。
所述密封装置还包括密封设置在上部喷吹环管外围的上冷却管道，上部喷吹环管的上喷口穿过上冷却管道并延伸到上冷却管道外部，上冷却管道与上部喷吹环管之间的空腔为上冷却介质流通腔。
所述密封装置还包括密封设置在下部喷吹环管外围的下冷却管道，下部喷吹环管的下喷口穿过下冷却管道并延伸到下冷却管道外部，下冷却管道与下部喷吹环管之间的空腔为下冷却介质流通腔。
所述活动烟罩为竖直设置的筒状结构，密封装置还包括连接在活动烟罩下端的锥形的防护罩，防护罩位于转炉炉口的外围，防护罩的直径由上向下逐渐增大，防护罩的下端面位于转炉炉口上端面的下方形成为密封气体的限位结构。
本实用新型的工作原理及有益效果为：在活动烟罩内部设置下部喷吹环管和上部喷吹环管，上部喷吹环管位于固定烟道的下端与活动烟罩之间，上部喷吹环管上开设的上喷口位于活动烟罩内部且朝向下方，下部喷吹环管位于转炉炉口外围且下部喷吹环管上开设的下喷口朝向下方，一部分气体经过上部喷吹环管由上喷口喷出，对固定烟道与活动烟罩之间的间隙进行密封，另一部分经过下部喷吹环管后由下喷口喷出，对活动烟罩与转炉炉口之间的间隙进行密封，上下两层气体同时进行密封，可以大大提高密封效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中下部喷吹环管、上部喷吹环管与活动烟罩的连接结构示意图。
图3为图2中A的放大图。
图4为图2中B的放大图。
图5为本实用新型中下部喷吹环管的结构示意图。
图中：1、炼钢转炉，2、转炉炉口，3、活动烟罩，4、固定烟道，5、下部喷吹环管，6、上部喷吹环管，7、上喷口，8、下喷口，9、二氧化碳输送总管，10、上软管，11、下软管，12、控制阀，13、防护罩。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
具体实施例，如图1所示，一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，包括设置在活动烟罩3上的密封气体喷吹管，活动烟罩3位于炼钢转炉1的转炉炉口2与固定烟道4之间，所述密封气体喷吹管包括设置在活动烟罩3内部的下部喷吹环管5和上部喷吹环管6，上部喷吹环管6位于固定烟道4的下端与活动烟罩3之间，上部喷吹环管6上开设的上喷口7位于活动烟罩3内部且朝向下方，下部喷吹环管5位于转炉炉口2外围且下部喷吹环管5上开设的下喷口8朝向下方。
作为对本实用新型的进一步改进，在上部喷吹环管6的内侧开设有一组长条形的上喷口7，所有的上喷口7沿上部喷吹环管6的圆周方向均匀排列。长条形的上喷口7喷出比较重的气体像气刀一样，几乎可以全部密封，可以大大提高密封效果。
作为对本实用新型的进一步改进，上喷口7的出口端向固定烟道4方向倾斜，上喷口7的出口方向与固定烟道4外壁之间的夹角α为20°-40°且优选为30°。如图2和图3所示，上部喷吹环管6的外侧与活动烟罩3的内壁接触密封，上喷口7位于位于上部喷吹环管6的内侧底部且出口朝向活动烟罩3，经过上喷口7喷出的气体与活动烟罩3的外壁碰撞并分散，可以有效地对上部喷吹环管6与活动烟罩3之间的间隙进行密封，密封效果更好。
作为对本实用新型的进一步改进，在下部喷吹环管5的底部开设有一组长条形的下喷口8，所有的下喷口8沿下部喷吹环管5的圆周方向均匀排列。如图4和图5所示，长条形的下喷口8喷出比较重的气体像气刀一样，几乎可以全部密封，可以大大提高密封效果。
作为对本实用新型的进一步改进，下喷口8位于下部喷吹环管5的底部中心处，下喷口8的出口方向竖直向下设置。如图4和图5所示，下喷口8喷出的气体竖直向下作用在转炉炉口2的外壁上，将转炉炉口2包覆在其内部，可以进一步提高密封效果。
作为对本实用新型的进一步改进，密封装置还包括设置在活动烟罩3外部的二氧化碳输送总管9，上部喷吹环管6和下部喷吹环管5的进口分别借助上软管10、下软管11与二氧化碳输送总管9连接。氮气来源也基本上是钢铁厂的制氧站。
现在使用的氮气密封需要将氮气加压送到炼钢厂使用，成本比较高。近一段时间，各大钢厂高炉煤气脱硫系统采用一种二氧化碳捕集工艺，减少脱硫时的脱硫剂用量节约脱硫系统的成本。脱硫系统捕集的二氧化碳目前还没有开发出用户，也无法外销，只能现场放散。如图1所示，本实用新型将脱硫系统捕集的二氧化碳送入二氧化碳输送总管9中，然后经过上软管10、上部喷吹环管6由上喷口7喷出，经过下软管11、下部喷吹环管5后由下喷口8喷出，起到密封效果，可以减少二氧化碳的放散量，减少对周围环境的影响，同时可以减少氮气的用量，节约成本。
作为对本实用新型的进一步改进，在上软管10与二氧化碳输送总管9的连接处、下软管11与二氧化碳输送总管9的连接处都设置有控制阀12。如图1所示，通过控制阀12可以分别调节上喷口7和下喷口8的喷出量大小，更好地满足密封需求。
作为对本实用新型的进一步改进，密封装置还包括密封设置在上部喷吹环管6外围的上冷却管道，上部喷吹环管6的上喷口7穿过上冷却管道并延伸到上冷却管道外部，上冷却管道与上部喷吹环管6之间的空腔为上冷却介质流通腔。在上冷却介质流通腔内通入循环冷水可以对上部喷吹环管6进行降温，延长上部喷吹环管6的使用寿命。
作为对本实用新型的进一步改进，密封装置还包括密封设置在下部喷吹环管5外围的下冷却管道，下部喷吹环管5的下喷口8穿过下冷却管道并延伸到下冷却管道外部，下冷却管道与下部喷吹环管5之间的空腔为下冷却介质流通腔。在下冷却介质流通腔内通入循环冷水可以对下部喷吹环管5进行降温，延长下部喷吹环管5的使用寿命。
作为对本实用新型的进一步改进，活动烟罩3为竖直设置的筒状结构，密封装置还包括连接在活动烟罩3下端的锥形的防护罩13，防护罩13位于转炉炉口2的外围，防护罩13的直径由上向下逐渐增大，防护罩13的下端面位于转炉炉口2上端面的下方形成为密封气体的限位结构。如图1和图2所示，防护罩13可以阻挡气体直接向四周扩散，使得气体可以与转炉炉口2的外壁接触，有效起到密封作用。
本实用新型在具体使用时，活动烟罩3固定在固定烟道4上，二者组成烟气通道，保证转炉煤气从炼钢转炉1排出后能顺利进行后续的降温、净化处理再利用。活动烟罩3可以上下移动450-600mm的距离，活动烟罩3升起，炼钢转炉1可以转动，转炉炉口2倾斜可以方便加铁水、出钢，炼钢转炉1转回到垂直位置，活动烟罩3落下，炼钢转炉1可以转动，可以吹氧冶炼和加料。由于钢渣有1600-1700℃，液体会溅渣到转炉炉口2处，所以活动烟罩3下降到150-200mm缝隙时就很难再降低了。转炉煤气净化系统的动力引风机在最后面，转炉炉口2处烟道是微负压状态，转炉正常冶炼吹氧时，大量含有一氧化碳的煤气会从炉口大量冒出来，属于高正压。
脱硫系统的副产物二氧化碳进入二氧化碳输送总管9中，一部分经过上软管10、上部喷吹环管6由上喷口7喷出，对固定烟道4与活动烟罩3之间的间隙进行密封，另一部分经过下软管11、下部喷吹环管5后由下喷口8喷出，对活动烟罩3与转炉炉口2之间的间隙进行密封。上下两层气体同时进行密封，可以大大提高密封效果。
使用脱硫系统的副产物二氧化碳来进行转炉炉口2的软密封，代替原来的氮气密封，属于废物利用的范畴，可以节约氮气的使用成本。二氧化碳是一种惰性气体，密度为1.977g/L，氮气的密度为1.25g/L，二氧化碳的密度是氮气的1.6倍，因此采用二氧化碳密封转炉炉口2比采用氮气密封可以节省气体，密封效果更好。采用二氧化碳密封转炉炉口2可以避免大量空气进入炼钢转炉1的煤气中，减少一氧化碳的燃烧，提高转炉煤气中一氧化碳的含量，一氧化碳含量可以由原来的60-70％提高到70-80％，转炉煤气的热值可以提高15-25％。另外，减少空气进入转炉煤气，还可以减少空气中氧气和一氧化碳的燃烧，减少5-10％转炉煤气系统烟气的流量，转炉煤气系统引风机可以节约5-10％的电力消耗，这个量也是相当可观的。采用二氧化碳软密封对活动烟罩3上部缝隙也有很大的改进，可以减少转炉煤气外溢到车间，相应减少车间煤气中毒事故的发生概率，改善车间内的操作环境。该装置属于节能能源技术，可以减少能源浪费、减少碳排放，具有很好的经济效益和社会效益。
Claims (10)
1.一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，包括设置在活动烟罩(3)上的密封气体喷吹管，活动烟罩(3)位于炼钢转炉(1)的转炉炉口(2)与固定烟道(4)之间，其特征在于：所述密封气体喷吹管包括设置在活动烟罩(3)内部的下部喷吹环管(5)和上部喷吹环管(6)，上部喷吹环管(6)位于固定烟道(4)的下端与活动烟罩(3)之间，上部喷吹环管(6)上开设的上喷口(7)位于活动烟罩(3)内部且朝向下方，下部喷吹环管(5)位于转炉炉口(2)外围且下部喷吹环管(5)上开设的下喷口(8)朝向下方。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：在上部喷吹环管(6)的内侧开设有一组长条形的上喷口(7)，所有的上喷口(7)沿上部喷吹环管(6)的圆周方向均匀排列。
3.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述上喷口(7)的出口端向固定烟道(4)方向倾斜，上喷口(7)的出口方向与固定烟道(4)外壁之间的夹角α为20°-40°。
4.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：在下部喷吹环管(5)的底部开设有一组长条形的下喷口(8)，所有的下喷口(8)沿下部喷吹环管(5)的圆周方向均匀排列。
5.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述下喷口(8)位于下部喷吹环管(5)的底部中心处，下喷口(8)的出口方向竖直向下设置。
6.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述密封装置还包括设置在活动烟罩(3)外部的二氧化碳输送总管(9)，上部喷吹环管(6)和下部喷吹环管(5)的进口分别借助上软管(10)、下软管(11)与二氧化碳输送总管(9)连接。
7.根据权利要求6所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：在上软管(10)与二氧化碳输送总管(9)的连接处、下软管(11)与二氧化碳输送总管(9)的连接处都设置有控制阀(12)。
8.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述密封装置还包括密封设置在上部喷吹环管(6)外围的上冷却管道，上部喷吹环管(6)的上喷口(7)穿过上冷却管道并延伸到上冷却管道外部，上冷却管道与上部喷吹环管(6)之间的空腔为上冷却介质流通腔。
9.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述密封装置还包括密封设置在下部喷吹环管(5)外围的下冷却管道，下部喷吹环管(5)的下喷口(8)穿过下冷却管道并延伸到下冷却管道外部，下冷却管道与下部喷吹环管(5)之间的空腔为下冷却介质流通腔。
10.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉炉口二氧化碳软密封装置，其特征在于：所述活动烟罩(3)为竖直设置的筒状结构，密封装置还包括连接在活动烟罩(3)下端的锥形的防护罩(13)，防护罩(13)位于转炉炉口(2)的外围，防护罩(13)的直径由上向下逐渐增大，防护罩(13)的下端面位于转炉炉口(2)上端面的下方形成为密封气体的限位结构。
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