CN220468025U - 一种转炉下料装置及炼钢系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转炉下料装置及炼钢系统，解决现有技术转炉下料通道易变形开裂导致的漏料以及煤气泄露的技术问题。转炉下料装置包括下料单元和汽化冷却烟道，下料单元包括料仓、第一管道、波纹管以及第二管道，所述料仓设有下料口，所述第一管道、所述波纹管和所述第二管道依次同轴连通且均倾斜设置，所述第一管道连通于所述下料口；汽化冷却烟道的下端设有进出口，且上端设有烟气出口，所述汽化冷却烟道的中部设有进料口，所述进出口位于转炉的炉口上方，所述进料口连通于所述第二管道。本申请提供的转炉下料装置可以避免下料管道变形，以降低下料管道开裂导致的漏料以及煤气泄露风险。

Description

一种转炉下料装置及炼钢系统

技术领域

本申请属于转炉下料技术领域，具体涉及一种转炉下料装置及炼钢系统。

背景技术

转炉冶炼的过程本质是在炉内发生剧烈的氧化还原反应的过程，氧枪吹炼的过程中通过下料装置加入白灰、萤石、铁矿石以及煤粉等各种原料。转炉炉口的上部为用于导出转炉高温烟气的汽化冷却烟道，汽化冷却烟道沿水平方向的两侧各连通有一个进料通道，进料通道通过法兰与转炉汽化冷却烟道通过法兰硬连接，使得原料通过进料通道以及转炉汽化冷却烟道加入至转炉内。

转炉炼钢是周期性的，分为吹炼前期、吹炼中期和吹炼后期，吹炼中期转炉出口烟气量最大，温度最高，约为1600℃左右，此时，汽化冷却烟道膨胀量最大；吹炼前期和吹炼后期烟气量较少，温度较低，汽化冷却烟道膨胀量变小，转炉检修或修炉时，汽化冷却烟道膨胀量最小；因此转炉冶炼过程各个阶段汽化冷却烟道会发生膨胀和收缩，造成转炉下料管道变形，从而使得焊缝开裂漏料和煤气泄露。

发明内容

为解决目前转炉下料管道变形导致的焊缝开裂漏料和煤气泄露的技术问题，本申请提供一种转炉下料装置及炼钢系统。

在本申请的第一方面，提供一种转炉下料装置，包括：

下料单元，包括料仓、第一管道、波纹管以及第二管道，所述料仓设有下料口，所述第一管道、所述波纹管和所述第二管道依次同轴连通且均倾斜设置，所述第一管道连通于所述下料口；

汽化冷却烟道，下端设有进出口，且上端设有烟气出口，所述汽化冷却烟道的中部设有进料口，所述进出口位于转炉的炉口上方，所述进料口连通于所述第二管道。

在一些实施方式中，所述波纹管包括：

管体，设有波纹；

两个安装板，相对设置，且分别连接于所述管体轴向的两端外侧；

滑杆，沿所述管体的轴向延伸，且两端分别滑动连接于两个所述安装板。

在一些实施方式中，所述滑杆设有多个，多个所述滑杆间隔设置。

在一些实施方式中，所述安装板设有贯通的滑孔，所述滑杆间隙插设于所述滑孔内；

所述波纹管还包括两个连接于所述滑杆的两端的限位件，两个所述限位件位于两个所述安装板的外侧，且两个所述限位件的外形尺寸大于所述滑孔的直径。

在一些实施方式中，所述滑杆的中部设有螺纹，所述波纹管还包括连接于所述滑杆的至少一个螺母，所述螺母位于两个所述安装板之间。

在一些实施方式中，所述管体包括：

波纹段，设有所述波纹；

第一连接段和第二连接段，分别连接于所述第一管道和所述第二管道，所述第一连接段和所述第二连接段分别连接于所述波纹段的两端。

在一些实施方式中，所述波纹管还包括连通于所述第一连接段的用于通入密封气体的进气管。

在一些实施方式中，所述管体包括同轴设置的外筒和耐磨筒，所述耐磨筒位于所述外筒内，所述耐磨筒和所述外筒的上端连接，所述耐磨筒的下端自由设置，所述外筒的上端和下端分别连通于所述第一管道和所述第二管道。

在一些实施方式中，所述汽化冷却烟道设于两个进料口，所述下料单元设有两个，两个所述第二管道一一对应连通于两个所述进料口。

在本申请的第二方面，提供一种炼钢系统，包括：

转炉；

前述的转炉下料装置，所述汽化冷却烟道的进出口位于所述转炉的炉口上方。

根据本申请一个或多个实施例提供的转炉下料装置，包括下料单元和汽化冷却烟道，下料单元包括料仓、第一管道、波纹管以及第二管道，料仓用于暂时存储白灰、萤石、铁矿石以及煤粉等原料，第一管道实现波纹管与料仓的连通，第二管道用于实现第二管道和汽化冷却烟道的连通，第一管道、波纹管以及第二管道倾斜设置，使得料仓内的原料可以从下料口排出口在重力作用下自行下降。波纹管可沿轴向自行伸缩，因此可以适应汽化冷却烟道径向尺寸的变化，第二管道和第一管道不会变形，第一管道和第二管道自身的焊接处也不会裂开漏料。汽化冷却烟道用于将转炉冶炼过程产生的高温煤气和烟气等排出，汽化冷却烟道的下端设有进出口，该进出口作为原料的排出口以及转炉高温烟气的进口。

本申请设置的波纹管可以自行伸缩，适应汽化冷却烟道在转炉冶炼中热胀冷缩导致的径向尺寸变化，在汽化冷却烟道受热膨胀尺寸变大时，波纹管回缩；在汽化冷却烟道冷却尺寸变小时，波纹管伸长，使得第一管道和第二管道不会变形，避免下料管道变形，从而降低了下料管道开裂导致的漏料以及煤气泄露的风险。

附图说明

图1示出了本申请的一个或多个实施例中炼钢系统的结构示意图。

图2示出了图1的炼钢系统中的波纹管的结构示意图。

附图标记说明：

100-下料单元，110-料仓，120-第一管道，130-波纹管，131a-波纹段，131b-第一连接段，131c-第二连接段，131d-耐磨筒，131e-外筒，132-安装板，133-滑杆，134-限位件，135-螺母，136-进气管，140-第二管道，150-下料溜槽；200-汽化冷却烟道，300-转炉。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请第一方面实施例，提供一种转炉下料装置，可以适应转炉周期性冶炼导致的汽化冷却烟道的径向尺寸变化，保证下料过程顺行，不会出现漏料问题。

请参阅图1，本申请实施例提供的转炉300下料装置包括下料单元100和汽化冷却烟道200，下料单元100包括料仓110、第一管道120、波纹管130以及第二管道140，料仓110设有下料口，第一管道120、波纹管130和第二管道140依次同轴连通且均倾斜设置，第一管道120连通于下料口；汽化冷却烟道200的下端设有进出口，且上端设有烟气出口，汽化冷却烟道200的中部设有进料口，进出口位于转炉300的炉口上方，进料口连通于第二管道140。

料仓110为转炉300冶炼用石灰、萤石、铁矿石以及煤粉等原料的暂储结构，第一管道120为实现波纹管130与料仓110连通的连接管道，第二管道140为实现波纹管130与汽化冷却烟道200连通管的连接管道，波纹管130自身可沿轴向伸缩，以调整第一管道120、波纹管130以及第二管道140形成的下料管的长度，适应汽化冷却烟道200因转炉300周期性冶炼导致的径向尺寸变化，避免第二管道140与汽化冷却烟道200硬连接导致的变形、焊缝开裂漏料问题。汽化冷却烟道200的进出口用于将原料送至转炉300内，还可以将转炉300冶炼过程形成的高温煤气和烟气导出，汽化冷却烟道200的烟气出口可与除尘设备例如布袋除尘器等连通除尘。

在某些实施例中，料仓110的底部可采用漏斗式，便于顺畅下料。

请参阅图2，在某些实施例中，波纹管130包括管体、安装板132以及滑杆133，管体设有波纹；安装板132设有两个，两个安装板132相对设置，且分别连接于管体轴向的两端外侧，滑杆133沿管体的轴向延伸，且两端分别滑动连接于两个安装板132。滑杆133的设置可在波纹管130沿轴向伸缩过程中抵抗管体自身产生周向剪切应力。在其他实施例中，滑杆133还可一端连接于对应的安装板132，另一端滑动连接于安装板132。

在一些实施例中，请继续参阅图2，滑杆133设有多个，多个滑杆133间隔设置，以提高其抵抗管体剪切应力的能力。在一些实施例中，滑杆133可均匀围设于管体的轴线，滑杆133可设置两个、三个或者四个。

在一些实施例中，安装板132设有贯通的滑槽，滑杆133间隙插设于滑槽内。在一些实施例中，请继续参阅图2，安装板132设有贯通的滑孔，滑杆133间隙插设于滑孔内；波纹管130还包括两个连接于滑杆133的两端的限位件134，两个限位件134位于两个安装板132的外侧，且两个限位件134的外形尺寸大于滑孔的直径，以限制波纹管130伸长的最大尺寸，避免波纹管130伸长超过最大量而使得波纹管130被拉裂。在其他实施例中，一个限位件134与对应的安装板132连接，另一个限位件134可与对应的安装板132接触。在某些实施例中，位于上方的限位件134与对应的安装板132连接，位于下方的限位件134可与对应的安装板132接触。

在一些实施例中，请继续参阅图2，限位件134可以为螺母，限位件134与滑杆133螺纹连接。在其他实施例中，限位件134为限位块，两个限位块与滑杆133卡接。

在一些实施例中，请继续参阅图2，滑杆133的中部设有螺纹，波纹管130还包括连接于滑杆133的至少一个螺母135，螺母135位于两个安装板132之间，以在波纹管130运输过程中，将中部的螺母135抵紧两个安装板132相对的侧面，提高运输过程中的稳定性。在一些实施例中，每个滑杆133连接有两个螺母135，两个螺母135均连接于滑杆133的中部，在波纹管130运输过程中，两个螺母135分别顶紧两个安装板132相对的侧面，滑杆133与安装板132的相对位置固定不变，提高运输稳定性；在波纹管130连接于第一管道120和第二管道140工作过程中，至少一个螺母135与安装板132之间间隔设置，以提供安装板132与滑杆133相对移动的空间。

在一些实施例中，请继续参阅图2，管体包括波纹段131a、第一连接段131b和第二连接段131c，波纹段131a设有波纹；第一连接段131b和第二连接段131c分别连接于第一管道120和第二管道140，第一连接段131b和第二连接段131c分别连接于波纹段131a的两端。第一连接段131b和第二连接段131c均设于法兰，通过法兰与第一管道120以及第二管道140连接。波纹段131a可以设有多个波纹，每个波纹的伸缩量可以为15mm，汽化冷却烟道200热胀冷缩导致第二管道140产生的位置约为50-70mm，波纹段131a可设有7-8个波纹，伸长量可达100mm以上。波纹段131a可以采用316L材质，耐腐蚀性腔。

在一些实施例中，请继续参阅图2，波纹管130还包括连通于第一连接段131b的用于通入密封气体的进气管136。由于汽化冷却烟道200作为下料管道和排煤气管道，因此，转炉300内的煤气可能会顺着第二管道140、波纹管130以及第一管道120进入至料仓110内，出现煤气泄露，设置通入密封气体的进气管136可实现气体密封，有效抑制煤气泄露，消除安全隐患。在一些实施例中，密封气体可以选择氮气或者二氧化碳气体，本申请不作限制。

在一些实施例中，请继续参阅图2，进气管136可以设有多根，多个进气管136间隔联连通于第一连接段131b。在某些实施例中，进气管136可为扁平喷管，向第一连接段131b内部吹入密封气体，有效抑制煤气外溢。在某些实施例中，进气管136包括第一弯折部和第二弯折部，第一弯折部和第二弯折部相连通，第一弯折部连通于第一连接段131b，滑杆133的长度大于波纹段131a的长度，相比于滑杆133，第二弯折部更靠近于管体的轴线，且第二弯折部的端部伸出于滑杆133，以便于提供对进气管136维护的空间。

在一些实施例中，请继续参阅图2，管体包括同轴设置的外筒131e和耐磨筒131d，耐磨筒131d间隙位于外筒131e内，耐磨筒131d和外筒131e的上端连接，耐磨筒131d的下端自由设置，外筒131e的上端和下端分别连通于所述第一管道120和所述第二管道140，进气管136连通于外筒131e。转炉300冶炼用原料在下料过程中会对波纹管130产生磨损，设置耐磨筒131d可以避免原料与波纹产生接触磨损，延长波纹管130的使用寿命。耐磨筒131d的材质可以选用锰钢等耐磨材料制成，也可以采用40Cr材质淬火处理后获得。

在一些实施例中，汽化冷却烟道200设于两个进料口，下料单元100设有两个，两个第二管道140一一对应连通于两个进料口。转炉300用原料不止一种，且下料量非常大，设置两个下料单元100分别用于将两类原料送至转炉300，且两个下料单元100同时下料还可以提高下料速率。

在一些实施例中，汽化冷却烟道200沿竖直方向延伸，可以避免原料冲击转炉300炉壁。

在一些实施例中，第二管道140通过下料溜槽150连通于汽化冷却烟道200。

请参阅图1，本申请第二方面实施例，提供一种炼钢系统，用于实现转炉300炼钢。

本申请实施例提供的炼钢系统包括转炉300以及第一方面的转炉300下料装置，汽化冷却烟道200的进出口位于转炉300的炉口上方。

转炉300烟气的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体，因此炼钢系统还包括除尘装置，例如布袋除尘、电除尘装置等，除尘装置与汽化冷却烟道200的烟气出口连通。

本申请提供的转炉300下料装置及炼钢系统至少具有如下优点：

(1)转炉300下料装置设置波纹管130可以有效抵消由于汽化冷却烟道200缩胀导致进料通道发生的位移，保证下料过程顺畅，不会出现下料管道变形的问题，从而降低了下料管道开裂导致的漏料以及煤气泄露风险。

(2)波纹管130设有通入密封气体的进气管136，向进料通道内吹入密封气体，有效抑制煤气泄漏，消除安全隐患，并且很大程度降低维护力量及成本费用。

(3)通过实际运行，转炉300下料装置能够有效消除汽化冷却烟道200热胀冷缩产生的位移，避免第二管道140开裂漏料、漏煤气，降低设备维护力量及原料成本费用，并且控制漏料污染环境，降低环保投入费用。

(4)经过实践，此转炉下料装置的使用寿命长达5年以上，下料管道故障率从50％降低到趋近于0，减少维护力量，有效抑制原料粉尘外泄。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种转炉下料装置，其特征在于，包括：

下料单元，包括料仓、第一管道、波纹管以及第二管道，所述料仓设有下料口，所述第一管道、所述波纹管和所述第二管道依次同轴连通且均倾斜设置，所述第一管道连通于所述下料口；

汽化冷却烟道，下端设有进出口，且上端设有烟气出口，所述汽化冷却烟道的中部设有进料口，所述进出口位于转炉的炉口上方，所述进料口连通于所述第二管道。

2.根据权利要求1所述的转炉下料装置，其特征在于，所述波纹管包括：

管体，设有波纹；

两个安装板，相对设置，且分别连接于所述管体轴向的两端外侧；

滑杆，沿所述管体的轴向延伸，且两端分别滑动连接于两个所述安装板。

3.根据权利要求2所述的转炉下料装置，其特征在于，所述滑杆设有多个，多个所述滑杆间隔设置。

4.根据权利要求2所述的转炉下料装置，其特征在于，所述安装板设有贯通的滑孔，所述滑杆间隙插设于所述滑孔内；

所述波纹管还包括两个连接于所述滑杆的两端的限位件，两个所述限位件位于两个所述安装板的外侧，且两个所述限位件的外形尺寸大于所述滑孔的直径。

5.根据权利要求4所述的转炉下料装置，其特征在于，所述滑杆的中部设有螺纹，所述波纹管还包括连接于所述滑杆的至少一个螺母，所述螺母位于两个所述安装板之间。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的转炉下料装置，其特征在于，所述管体包括：

波纹段，设有所述波纹；

第一连接段和第二连接段，分别连接于所述第一管道和所述第二管道，所述第一连接段和所述第二连接段分别连接于所述波纹段的两端。

7.根据权利要求6所述的转炉下料装置，其特征在于，所述波纹管还包括连通于所述第一连接段的用于通入密封气体的进气管。

8.根据权利要求2-5中任一项所述的转炉下料装置，其特征在于，所述管体包括同轴设置的外筒和耐磨筒，所述耐磨筒位于所述外筒内，所述耐磨筒和所述外筒的上端连接，所述耐磨筒的下端自由设置，所述外筒的上端和下端分别连通于所述第一管道和所述第二管道。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的转炉下料装置，其特征在于，所述汽化冷却烟道设于两个进料口，所述下料单元设有两个，两个所述第二管道一一对应连通于两个所述进料口。

10.一种炼钢系统，其特征在于，包括：

转炉；

权利要求1-9中任一项所述的转炉下料装置，所述汽化冷却烟道的进出口位于所述转炉的炉口上方。