CN2934251Y - 一种转炉活动烟罩密封装置 - Google Patents

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陈德亮
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Abstract

本实用新型涉及一种转炉烟尘回收装置，尤其涉及一种用于转炉活动烟罩密封的紊流气幕加水封的密封装置。主要解决水封槽积渣的技术问题。一种转炉活动烟罩密封装置，包括固定烟罩、活动烟罩和水封槽，水封槽设在活动烟罩的上口，固定烟罩上面板上设有水封槽插板，在固定烟罩下部的U型弯头内部设置紊流气幕装置，所述的紊流气幕装置包括进气总管、调节阀、切断阀、进气支管、环形管和气幕喷嘴，进气总管上设置调节阀和切断阀，经切断阀后分两路或两路以上的进气支管从固定烟罩上口进入内冷却壁与外冷却壁所构成的夹层内，并连接到U型弯头内的环型管上，在环型管的外侧交错安装若干气幕喷嘴，进气支管、气幕喷嘴及环型管四周预埋有耐火绝热材料，气幕喷嘴伸入外冷却壁的排管空档。本实用新型主要用于阻止内部炉气外泄和阻止外部空气吸入。

Description

一种转炉活动烟罩密封装置
技术领域：
本实用新型涉及一种转炉烟尘回收装置，尤其涉及一种用于转炉活动烟罩密封的紊流气幕加水封的密封装置。
背景技术：
在转炉炼钢过程中，转炉烟罩系统主要是用来收集并冷却从炉口喷出的高温炉气，为防止炉气(主要成份为CO)的外泄造成毒化环境、威胁安全生产，以及阻止空气泄入烟道内部造成二次燃烧而损耗煤气可燃成份(CO)，目前，同行业在转炉烟罩下部多采用活动式烟罩，它是提高转炉煤气的回收总量及热值的关键设备之一。由于活动烟罩与固定烟罩之间留有一定的间隙，以保证活动烟罩的自由升降，为此该间隙必须采用合适的动密封，才能达到阻止内部炉气外泄和阻止外部空气吸入的目的。
由于烟罩入口炉气温度在1500℃以上，并以15-18m/s的速度及18-26°的扩张角从炉口喷射出，同时在高温炉气中夹杂有大量烟尘颗粒及炉口喷溅物，为解决活动烟罩与固定烟罩间隙的密封，目前国内外炼钢转炉活动烟罩的密封装置普遍使用的是单一的水封装置、砂封装置或气封装置中的一种，但是上述三种密封装置的密封方式均存在活动烟罩密封效果差、故障率高或运行成本高等缺陷，已成为煤气回收及设备可开动率的制约环节之一。
单一的水封槽装置如图1所示，水封槽1-1一般设在活动烟罩1-3的上口，严密性最佳，可保证烟罩在设计行程内任意位置均可良好密封，但烟罩内的烟尘颗粒及炉口喷溅物易从固定烟罩1-2与活动烟罩1-3间隙进入水封槽，造成槽底积渣，引发活动烟罩倾斜、溢水、槽体干烧等故障，且由于频繁的停炉清理，降低了设备可开动率；单一的砂封装置如图2所示，固定烟罩2-1和活动烟罩2-4通过上部砂箱2-2和下部砂箱2-3密封，能够避免积渣的影响，但砂箱内的砂子易被吹走，造成严密性差，尤其在活动烟罩2-4升降动态过程中不能密封(仅在上砂箱和下砂箱极限位置才能密封)；单一的气封装置如图3所示，固定烟罩3-1一侧为水冷环3-2，在水冷环3-2和活动烟罩3-4之间设有蒸汽喷嘴3-3，密封气幕背面无正压，易被炉气穿透，因此尽管阻挡烟尘颗粒及炉口喷溅物的效果好，但存在密封不可靠且耗气量较大等缺陷。
目前国际上现有相关专利装置比较：专利号：JP59166613A名称：Sealingequipment of skirt part in converter waste gas treating device(废气回收转炉裙罩密封装置)，其技术要点是采用在活动烟罩水封槽槽底安装一路环型水管，通水对水封槽内积渣进行搅动，以利于排渣，但本装置未能解决水封槽进渣问题，仍然需要定期停产对水封槽进行人工清理。
专利号：JP61257411A名称：Sealing device between converter throat andskirt of converter waste gas treatment device(废气回收转炉的裙罩与炉口密封装置)，其技术要点是，在活动烟罩下口与转炉炉口之间安装一路氮气管，阻挡烟气外溢，并防止外界空间进入烟道，本装置仅通过气幕解决了炉口的烟气密封，活动烟罩水封槽的积渣问题没有解决。
专利号：JP03140407A名称：Dry type sealing device for skirt inpressurizing type converter waste gas treating apparatus(正压型转炉废气处理设备的干式裙罩密封装置)，其技术要点是，在活动烟罩上安装可伸缩的波纹管，并在活动烟罩上安装氮气管路，在波纹管内部建立正压，保护波纹管，但由于波纹管工作环境差、伸缩频繁、结构复杂、易损耗，维修成本高。
专利号：DE3106791名称：Height-adjustable hood ring between anindustrial furnace，especially a converter，and a stack hood.(可调节式转炉烟罩密封环，特指转炉与固定烟罩)其技术要点是采用单一的气封形式，气耗较大，易被炉气穿透，密封不稳定。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种密封安全可靠、故障率低、维护简单、运行成本低的转炉活动烟罩密封装置，能够提高转炉的可开动率，降低维修频率，降低炼钢能耗。
本实用新型在充分发挥水封形式密封性能优势的同时，重点突破长期困扰业界水封槽积渣的问题；即从过去单纯的考虑如何清渣、被动适应生产的思路，转换到如何综合治理积渣--阻挡烟尘颗粒及炉口喷溅物进入水封槽内的思路上来。通过长期深入的现场调研，烟罩水封槽积渣的主要原因，是由炉口呈18-26°喷射出的速度约15-18m/s的烟尘颗粒及炉口喷溅物经活动烟罩与固定烟罩的缝隙(环型槽下口)进入，本实用新型从高温、有毒、有害环境中柔性动密封的角度出发，采用紊流气幕挡墙加水封的密封形式，实现了活动烟罩水封槽不进渣。
本实用新型的技术方案为：一种转炉活动烟罩密封装置，包括固定烟罩、活动烟罩和水封槽，水封槽设在活动烟罩的上口，固定烟罩上面板上设有水封槽插板，其特征是在固定烟罩下部的U型弯头内部设置专门的紊流气幕装置，所述的紊流气幕装置包括进气总管、调节阀、切断阀、进气支管、环形管和气幕喷嘴，进气总管上设置调节阀和切断阀，经切断阀后分两路或两路以上的进气支管从固定烟罩上口进入内冷却壁与外冷却壁所构成的夹层内，并连接到U型弯头内的环型管上，在环型管的外侧圆周上间隔布置气幕喷嘴，进气支管、气幕喷嘴及环型管用耐火绝热材料预埋。气幕喷嘴伸入外冷却壁的排管空档，将蒸汽(氮气)射入环型槽下口，所述的气幕喷嘴呈上、下交叉布置。在水封槽的内侧设置有水封槽内槽板，便于水封槽定位。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所涉及的转炉活动烟罩密封装置，是利用固定烟罩的结构特点，通过合理设置气幕喷嘴，喷射蒸汽(氮气)形成气幕挡墙，本气幕挡墙不以完全密封为目的(靠水封槽背压密封)，仅实现阻挡和隔离烟尘颗粒和炉口喷溅物的作用，同时气幕紊流装置的切断阀与活动烟罩(或氧枪开、闭氧点)位置连锁，在活动烟罩下降(开始吹氧)时，切断阀打开供汽(气)；吹炼过程中活动烟罩在下位，水封槽极易进渣，此时紊流气幕对炉口喷射出进入活动烟罩与固定烟罩环缝的烟尘颗粒及炉口喷溅物进行阻挡、隔离；吹炼结束后，活动烟罩上升，切断阀关闭，停止供气，从而以较小的蒸汽(氮气)量实现了挡尘、挡渣。
本实用新型将紊流气幕装置设置在固定烟罩上，大大简化了设备的组成，不需设专用的万向回转接头或足够长的金属软管跟随活动烟罩同步升降，只需在固定烟罩平台利用较短的金属软管就可实现该装置的安装。
本实用新型所涉及的进气管路、环型管及气幕喷嘴等组成的紊流气幕装置设置于固定烟罩的内、外冷却壁夹层内，并利用耐火绝热材料保护，无烧损，平时无需维护，可做到与固定烟罩寿命同步。
附图说明：
图1：现有的单水封密封装置
1-1-水封槽，1-2-固定烟罩，1-3-活动烟罩；
图2：现有的单砂封密封装置
2-1-上部砂箱，2-2-固定烟罩，2-3-是下部砂箱，2-4-活动烟罩；
图3：现有的单气封密封装置
3-1-固定烟罩，3-2-水冷环，3-3-蒸汽喷嘴，4-4-活动烟罩。
图4：本实用新型的紊流气幕加水封密封方式示意图
图5：本实用新型的管路及气幕喷嘴保护断面图
图6：本实用新型的紊流气幕装置示意图
图4-图6中，1-进气总管，2-切断阀，3-金属软管，4-固定烟罩，5-进气支管，6-内冷却壁，7-外冷却壁，8-耐火绝热材料，9-环型管，10-上气幕喷嘴，11-下气幕喷嘴，12-U型弯头，13-环型槽，14-活动烟罩，15-水封槽，16-水封槽内槽板，17-水封槽插板，18-固定烟罩上面板，19-调节阀。
备注：环型槽件13是指由件6、7、16、17、18所组成的半密闭环型空间。
具体实施方式：下面结合图4-图6对本实用新型的具体实施做进一步说明
(1)一种转炉活动烟罩密封装置，包括固定烟罩4、活动烟罩14和水封槽15，水封槽15设在活动烟罩4的上口，固定烟罩上面板18上设有水封槽插板17，在水封槽的内侧设置有水封槽内槽板16，便于水封槽定位。
(2)利用车间内现有蒸汽或氮气气源；将蒸汽(氮气)进气总管1引至转炉固定烟罩4安装平台，进气总管1上设置调节阀19和切断阀2，经切断阀2后分两路或两路以上连接有金属软管3的进气支管5从固定烟罩4上口进入内冷却壁6与外冷却壁7所构成的夹层内，并连接到U型弯头12内的环型管9上，在环型管9的外侧交错安装上、下气幕喷嘴10、11，进气支管5、气幕喷嘴10及环型管9用耐火绝热材料8预埋保护。上、下气幕喷嘴10、11经外冷却壁7的排管空档将蒸汽(氮气)射入环型槽13下口；
(3)将切断阀2与活动烟罩14(或氧枪开氧点、闭氧点)位置连锁，确保提前建立环型槽13内正压环境，并形成卷吸气幕；
(4)利用调节阀19，在工作时视现场情况进行流量微调；
(5)紊流气幕装置流量、压力及气幕喷嘴10的计算选择；
通过多次的模拟试验，根据产生气流卷吸作用的烟气流动类型、物理特性、速度、压力和气幕喷嘴位置的几何条件等各种参数，对产生气幕卷吸作用的气场热力学和动力学条件，建立流场的几何模型及力学模型，确定它们之间的定性和定量关系。本实用新型可适用于所有炼钢转炉的活动烟罩动密封，其密封效果好，且长期稳定可靠，维修频率低，设备可开动率高，运行成本低。

Claims (3)

1、一种转炉活动烟罩密封装置，包括固定烟罩、活动烟罩和水封槽，水封槽设在活动烟罩的上口，固定烟罩上面板上设有水封槽插板，其特征是在固定烟罩下部的U型弯头内部设置紊流气幕装置，所述的紊流气幕装置包括进气总管、调节阀、切断阀、进气支管、环形管和气幕喷嘴，进气总管上设置调节阀和切断阀，经切断阀后分两路或两路以上的进气支管从固定烟罩上口进入内冷却壁与外冷却壁所构成的夹层内，并连接到U型弯头内的环型管上，在环型管的外侧圆周上间隔布置气幕喷嘴，进气支管、气幕喷嘴及环型管四周预埋有耐火绝热材料，气幕喷嘴伸入外冷却壁的排管空档。
2、根据权利要求1所述的一种转炉活动烟罩密封装置，其特征是，所述的气幕喷嘴呈上、下交叉布置。
3、根据权利要求1所述的一种转炉活动烟罩密封装置，其特征是，在水封槽的内侧设置有水封槽内槽板。
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