CN2786524Y - 用于竖炉上的齿辊排料机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于竖炉上的齿辊排料机，其包括外伸传动轴、带有齿销的齿辊体以及传动系统，其特征在于，齿辊排料机具有一个旋转支承将齿辊排料机固定在炉体支撑架上，齿辊体离旋转支承较远处的一端支承在炉体支撑架上，传动系统悬挂在齿辊机外伸传动轴上，形成一种浮动悬挂柔性传动的结构。本齿辊排料机使用时将若干套齿辊机独立地安装于竖炉的下料部位，实现了传统竖炉齿辊排料机所无法达到的排料、松料效果，且具有检修方便、设备重量轻、工作寿命长、材质要求低、密封效果好、松料和排料控制灵活、日常维护费用低等一系列优点。

Description

用于竖炉上的齿辊排料机

技术领域    本实用新型涉及到一种冶炼领域中用于竖炉上的齿辊排料装置的改进，尤其涉及到一种用于酸性氧化球团竖炉上的齿辊排料机的改进。

背景技术    竖炉法生产酸性氧化球团矿工艺是广泛适用于中小钢铁企业或矿山的常见方法，其生产是从配料、烘干、造球，到加入竖炉焙烧，再到排料、冷却的过程，在这一生产过程中，松料排料方式对竖炉生产的顺行至关重要。传统竖炉的工艺布置中，松料排料依靠多根固定在竖炉外部厂房平台上的齿辊作业，长长的齿辊长时间处在高温环境下工作，承受着较大的弯扭荷载，容易变形、开裂，设备寿命很短，松料排料不均匀，影响了竖炉内部气流的顺畅；另一方面，传统齿辊排料设备长度较长，设备维修、更换非常困难，而竖炉工作时和厂房之间的相对变形也严重影响齿辊的正常工作。

发明内容    本实用新型的目的在于提供一种设备重量轻、工作寿命长、材质要求低、密封效果好、松料和排料控制灵活、检修方便快捷、日常维护费用低的球团竖炉齿辊排料设备。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于竖炉上的齿辊排料机，包括外伸传动轴、带有齿销的齿辊体以及传动系统，其特征在于：齿辊排料机具有一个旋转支承，通过该旋转支承将齿辊排料机固定在炉体支撑架上，齿辊体离旋转支承较远处的一端支承在炉体支撑架上。

齿辊排料机的旋转支承采用轴承法兰座直接固定安装在炉体支撑架上。

由于齿辊排料机仅有一个旋转支承固定在炉体外部钢结构的支撑架上，齿辊机的齿辊体就形成了一种假悬臂式的结构方式，齿辊体离旋转支承较远处的端点亦即假悬臂的端点设计成凹球面形的，在炉体支撑架上与该端点相接触处则设计为凸球头结构，以利于调整两者之间的接触间隙。

上述的传动系统安装在齿辊机外伸传动轴上，外伸传动轴的端部为滑键或花键形式，传动系统通过内齿键空心轴套式的输出轴直接套入该外伸传动轴上，形成一种浮动悬挂柔性传动的结构。

当齿辊排料机所处工作位置的温度较高，如＞150℃时，所述的外伸传动轴和齿辊体可以设计成空心结构，其中心插入冷却水管，该冷却水管从外伸传动轴的前端部直接插入到齿辊体的末端，冷却水管上设置水流旋转分布盖，可使水流在整个圆周上均匀流回，而后仍从冷却水管和空心传动轴之间的环缝流出。

齿辊机安装在炉体支撑架上的旋转支承处与炉体支撑架间设有气封环通道形式的冷却风气压式密封隔离装置，该气封环通道的进风口位于冷却风机冷却风的出口处。

齿辊排料机的齿辊体为圆柱体，在圆柱体上沿长度方向分布有若干个锥形孔，具有与该锥形孔相同形状的齿销被楔紧装配在各个锥形孔中。这种结构中，除锥形齿销需采用高硬度材料制造外，齿辊体本体圆柱体部分可以采用普通的金属材料铸造。

本实用新型的齿辊排料机使用时将若干套齿辊机以独立的方式均匀分布安装在竖炉的各个下料部位，实现了传统竖炉齿辊排料机所无法达到的排料、松料效果，且具有检修方便、设备重量轻、工作寿命长、材质要求低、密封效果好、松料和排料控制灵活、日常维护费用低等一系列优点，具体来说其具有如下的结构设计特点：

1.每套齿辊机以独立的传动驱动方式安装在炉体上。齿辊的旋转支承直接固定安装在炉体外的钢结构支撑架上，齿辊的外伸联接传动轴端采用滑键或花键的形式，传动系统中的输出轴采用内齿键空心轴套式，可简单方便地直接套入齿辊外伸传动轴上，使传动系统浮动悬挂在齿辊外伸轴上，形成一种柔性传动结构。

2.齿辊排料机的齿辊体(也称为炉内工作段或工作齿辊)与传动系统分体配合安装，根据齿辊体的磨损情况，可随时方便地单独更换齿辊炉内工作段。

3.齿辊体上的齿销以锥度楔紧配合的结构装配在齿辊体圆柱体的本体上，仅需工作齿销采用耐磨材料制造，而作为齿销载体的齿辊体圆柱体部分只需采用普通金属材料制成即可，大大降低了制造成本，又收到了更好的使用效果。

4.齿辊的齿辊体(炉内工作段)与外伸传动轴都设计为空心轴，中间插入冷却水管，冷却水管可以从齿辊外伸传动轴的前端部直接插入至齿辊炉内工作段的末端，冷却水在到达齿辊工作段的末端后，通过水流分布盖，可使水流在整个圆周上均匀流回，而后仍从冷却水管和空心外伸传动轴之间的环缝流出。冷却水的进出采用了轴端双向旋转接口方式，但对于齿辊所处工作位置的工作温度已≤150℃的，也可酌情取消冷却水进出设计。

5.齿辊安装在炉体支撑架上的旋转处采用了“冷却风气压式密封隔离结构”。其结构主要特点是在二道机械密封(或填料式密封)间增设气封环通道，通道中直接通入最靠近冷却风机出口处的冷却风，利用冷却风机出口处的风压始终大于齿辊旋转支承密封位置的炉内风压这一原理，将气封环通道与风机出口处的风道相连接，使炉内的尘气被可靠地堵绝在炉体内部。这种高环保性而简单可靠的密封结构设计，彻底解决了以往竖炉齿辊在炉体上旋转密封处极易漏灰的老大难问题，实现了炉边环境清洁。

本实用新型的齿辊排料机由于采用了上述关键而独特的结构设计，使其明显优于其它竖炉采用的齿辊排料设备，与传统竖炉的齿辊排料设备相比较，本实用新型的齿辊排料机的突出优点在于：

1.由于采用浮动悬挂柔性传动方式，每个工作齿辊都独立地悬臂安装于炉体钢结构支撑架上，无论竖炉炉体由于炉内温度或炉内压力而引起的炉体竖向或横向变形都不会对工作齿辊的传动和密封产生任何不利影响；而传统竖炉的齿辊设备和传动装置因分别安装在炉体和厂房结构两个非一体结构上，热变形和载荷变化都会引起相对位移，对齿辊排料机的密封和传动带来了很大的不利因素。

2.每个工作齿辊都采用了独立的液压马达和悬挂减速箱驱动(若液压马达扭矩够大，也可取消悬挂减速箱)，液压马达选用标准的小型低速径向球塞大扭矩油马达，所有的油马达均由一个中心液压系统供给液压动力，每个液压油马达均可由单独的液压比例换向阀控制旋转方向。由于在系统中设置了电控比例液压换向阀控制所有的油马达给油量和方向。齿辊排料机的每个工作齿辊的旋转方向、旋转速度都可以连续地由PLC集中编程自动控制。本实用新型的排料控制的灵活程度带来的工艺控制手段是以往传统竖炉的齿辊设备所无法达到的。对于传统矩形竖炉来讲，由于燃烧室分置于两边，焙烧气氛的不一致和竖炉上部布料的偏差导致的炉内导风墙两侧炉况偏行都需要排料系统能单独控制，但传统竖炉由于单根齿辊均工作于整座竖炉的横向长度上，无法有效单独控制。而本实用新型的齿辊松料排料设备的布局恰能很好地克服这种状况，对燃烧室两边焙烧气氛的不一致或因上部布料的偏差导致燃烧室两侧炉况偏行进行适时调节，控制好炉料下行速度。

3.本实用新型的齿辊排料机的密封隔灰防尘效果远好于其它竖炉采用的任何一种密封结构。由于气封环通道中的气压可有效阻止粉尘颗粒进入机械密封旋转摩擦处，既改善了气封效果，又有效减少了密封摩擦处的机械磨损量，从而大大延长密封件的工作寿命。同时气封处适量的渗漏冷风还能起到对密封处的冷却效果。因此，这种形式的密封结构并不要求有很大的密封部件接触压力，在某种程度上也明显减小了廻转摩擦阻力。

4.本实用新型的齿辊排料机，其工作段齿辊的轴向长度较传统竖炉的工作齿辊轴向尺寸小得多，制造加工方便，在制作齿辊工作段本体时可降低材质要求。齿辊的炉内工作段与传动部分分体配合安装，根据工作段上的齿销磨损情况，可随时单独更换，对安装、维护带来很大便利，且降低了日常的维修费用和备件费用。

5.由于单独的假悬臂式齿辊结构方式和浮动悬挂柔性传动设计形式，带来了设备总体重量轻，安装、拆卸快捷方便，检修时间短，可实现快速整体更换单个齿辊排料机，达到生产设备的快修要求。

6.由于齿辊机安装结构主要依靠一个旋转支承和轴向固定点，使齿辊排料机的齿辊体具有了假悬臂的结构设计方式，因齿辊热变形而引起的轴向长度变化完全可以不考虑其对旋转支承和密封带来的不利影响，其假悬臂端设计的凹球形支承主要用于平衡齿辊廻转破料时产生的径向力。设置于炉体上与齿辊悬臂端凹球面相接触的凸球头可以轴向调整与凹球面的接触间隙。凸球头中心孔也通以冷却风机高压冷却风以减少球面接触处的粉尘颗粒磨损。而传统竖炉的齿辊排料机由于齿辊轴向长度很长，齿辊工作处炉内温度高，工作载荷引起的中心弯矩大，容易引起齿辊开裂、折断，炉内漏水、密封件磨损、漏灰等现象都是原有传统竖炉的结构形式无法避免的缺陷。

附图说明    附图是本实用新型齿辊排料机安装在竖炉上的结构示意图。

具体实施方式    为便于理解本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

本实用新型的齿辊机以双数形式对称地布置于竖炉炉体的两侧，同时根据竖炉炉体的宽度或竖炉的产量确定齿辊排料机的安装数量。如图所示，是单套的本实用新型竖炉齿辊排料机在竖炉一侧炉体上的安装示意图，每套齿辊机均以独立的传动驱动方式安装在炉体上。图中双点划线部分表示的是竖炉炉体支撑架1，齿辊机的旋转支承2通过轴承法兰座3直接固定安装在炉体外的钢结构支撑架1上，齿辊机的外伸传动轴4的端部采用滑键或花键的形式，传动系统5中的输出轴6为内齿键空心轴套式，可简单方便地直接套入齿辊机外伸传动轴4上，使传动系统5浮动悬挂在齿辊机外伸轴4上，形成一种柔性传动结构，传动系统5的输入轴7采用小型径向球塞低速大扭矩油马达8驱动，液压油马达8可由单独的液压换向阀控制旋转方向，油马达给油量由电控比例液压阀控制。齿辊排料机的每个工作齿辊的旋转方向、旋转速度都可以连续地由控制系统中的PLC集中编程自动控制。

油马达传动轴输出结构形式使其同样很方便拆卸。齿辊机的齿辊体9与传动系统5分体配合安装，齿辊体9为一空心圆柱体的铸造件，其圆柱体的本体上均匀分布着若干个锥度为1∶50的锥形孔，与锥形孔具有相同形状的齿销16被以楔紧装配的方式装配在各个锥形孔中，齿辊体9的圆柱体本体和锥形齿销16可以分别采用不同的金属材料。根据齿辊体9上齿销16的磨损情况，可随时方便地单独更换齿辊机的齿辊体9。当齿辊机所处工作位置的温度大于150℃时，齿辊机的齿辊体9与外伸传动轴4都设计为空心轴，中间插入冷却水管10，冷却水管10可以从齿辊机外伸传动轴4的前端部直接插入至齿辊炉内工作段9的末端，冷却水在到达齿辊工作段9的末端后，通过水流旋转分布盖11，可使水流在整个圆周上均匀流回，而后仍从冷却水管10和空心外伸传动轴4之间的环缝流出。冷却水的进出采用双通道旋转接头，对于齿辊机所处工作位置的工作温度已≤150℃的，也可酌情取消冷却水进出设计。

齿辊机安装在炉体支撑架1上的旋转支承点2位置处与炉体支撑架1间除了设有二道机械密封12(或填料式密封)外，还增设有气封环通道13，该通道13中直接通入最靠近冷却风机出口处的冷却风，利用冷却风机出口处的风压始终大于齿辊旋转支承点2密封位置的炉内风压这一原理，将气封环通道13与风机出口处的风道相连接，使炉内的尘气被可靠地堵绝在炉体内部。

将齿辊机假悬臂端的端部14采用球面支撑在竖炉支撑架1上，主要是用于平衡齿辊廻转破料时产生的径向力，该支承是通过将齿辊体9的端部14设计成凹球面，而炉体支撑架1与端点14相接触部分则相应地设计成凸球头，齿辊体9上的凹球面与炉体支撑架1上的凸球头相接触，可以轴向调整与凹球面的接触间隙。凸球头中心孔15也通以冷却风机高压冷却风以减少球面接触处的粉尘颗粒磨损。

Claims (7)

1.一种用于竖炉上的齿辊排料机，包括外伸传动轴(4)、带有齿销(16)的齿辊体(9)以及传动系统(5)，其特征在于：齿辊排料机具有一个旋转支承(2)，通过该旋转支承(2)将齿辊排料机固定在炉体支撑架(1)上，齿辊体(9)离旋转支承(2)较远处的一端(14)支承在炉体支撑架(1)上。

2.根据权利要求1所述的齿辊排料机，其特征在于：所述的旋转支承(2)是通过轴承法兰座(3)直接固定安装在炉体支撑架(1)上的。

3.根据权利要求1所述的齿辊排料机，其特征在于：所述的传动系统(5)安装在齿辊机外伸传动轴(4)上，外伸传动轴(4)的端部为滑键或花键形式，传动系统(5)通过内齿键空心轴套式的输出轴(6)直接套入该外伸传动轴(4)上。

4.根据权利要求1所述的齿辊排料机，其特征在于：所述的外伸传动轴(4)和齿辊体(9)可以是空心结构，其中心插入冷却水管(10)，该冷却水管(10)是从外伸传动轴(4)的前端部直接插入到齿辊体(9)的末端，冷却水管(10)上设置水流旋转分布盖(11)。

5.根据权利要求1所述的齿辊排料机，其特征在于：齿辊排料机安装在炉体支撑架(1)上的旋转支承(2)处与炉体支撑架(1)间设有冷却风气压式密封隔离装置。

6.根据权利要求5所述的齿辊排料机，其特征在于：所述的冷却风气压式密封隔离装置是气封环通道(13)，该气封环通道(13)的进风口位于冷却风机冷却风的出口处。

7.根据权利要求1所述的齿辊排料机，其特征在于：所述的齿辊体(9)为圆柱体，在圆柱体上沿长度方向分布有锥形孔，具有与该锥形孔相同形状的齿销(16)楔紧装配在各个锥形孔中。

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