Колошниковый затвор для шахтных печей, в частности доменных печей

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к загрузочным устройствам шахтных печей. Колошниковый затвор для шахтных печей, в частности доменных печей, включает входную воронку для материала, к которой примыкает временно вращающаяся воронка, герметизированная от неподвижных частей за счет уплотнительного блока, состоящего из расположенного над вращающейся воронкой, соответствующего ее фланцу, подъемно-опускного перемещаемого фланца, который содержит с нижней стороны уплотнения и снабжен компенсатором в перекрывающей стенке, соединяющей перемещаемый фланец с неподвижной частью вращающейся воронки. Использование изобретения обеспечивает простоту монтажа и техобслуживания. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к колошниковому затвору для шахтных печей, в частности доменных печей, с входной воронкой для материала, к которой примыкает временно вращающаяся воронка, герметизированная от неподвижных частей.

Для заполнения и распределения порций материала для загрузки колошника шахтных печей давно известны устройства, выполненные по так называемому принципу МакКи. У этого выполнения конусного колошникового затвора в верхней части расположен "малый конус", а в нижней части - "большой конус". При этом верхний из расположенных друг над другом конусов или воронок установлен с возможностью вращения.

Усовершенствование колошникового затвора МакКи предусматривает, что нижний большой конус необязательно должен образовать газоплотное замыкание, поскольку закрытый конусом вращающийся распределитель расположен в плотно закрытой оболочке.

У известного из DE 3632724 С2 устройства проблема герметизации между нижним распределительным конусом и нижней шлюзовой камерой решается за счет того, что верхняя воронка посредством оснащенного загрузочными створками неподвижного колпака выполнена в виде герметичной под давлением, запираемой шлюзовой камеры.

Из DE-AS 1013681 известно герметизирующее устройство на установленных с возможностью вращения колошниковых затворах доменных печей с закрепленным на вращающейся воронке нажимным кольцом и подходящей к нему неподвижной кольцеобразной уплотнительной массой, причем уплотнение нажимного кольца и уплотнительной массы происходит за счет усилия пружин. Для этого в газоплотно закрепленном на колпаке колошника кольцевом корпусе расположены регулируемые пружины, которые постоянно прижимают кольцеобразную уплотнительную массу к вращающемуся с вращающейся воронкой контактному кольцу. Давление прижима пружин можно устанавливать посредством натяжного устройства, состоящего из регулируемого натяжного винта.

У других известных загрузочных устройств для доменных печей, например, согласно DE 2035458, DE 2065460, эксплуатируемых на колошнике с противодавлением, имеется неподвижный центральный вход для материала, через который шихта падает на вращающийся спускной желоб. Опора вращения и детали привода спускного желоба находятся в печной камере. Это описанное последним загрузочное устройство было различным образом улучшено. Так, например, опора вращения и детали привода спускного желоба располагались в собственном корпусе, отделенном от остальной печной камеры. В упомянутый корпус подводится газ для продувки. Это должно препятствовать проникновению горячих и запыленных доменных газов.

Для подачи материала с целью эксплуатации шахтной печи известны различные виды загрузочных устройств. Так, например, у колошникового затвора для равномерности распределения материала используют вращающуюся воронку, приводимую во вращение через зубчатый венец. Внутреннее пространство вращающейся воронки находится в непосредственном окружении печной камеры, т.е. это пространство подвержено воздействию атмосферы печи.

По этой причине необходима герметизация вращающейся части воронки от окружающего пространства. При этом герметизацию осуществляют посредством лабиринтного уплотнения с использованием подпружиненных графитовых колец, собранных преимущественно из сегментов посредством соединения паз - выступ, которые в атмосфере N 2 осуществляют герметизацию. Атмосфера N 2 должна регулироваться относительно давления в печи, с тем чтобы по сравнению с давлением в печи всегда было небольшое избыточное давление. Азот представляет собой к тому же газ, который очень дорог.

В основе изобретения лежит поэтому задача создания колошникового затвора этого рода без названных недостатков, при этом конструктивно более простого и более удобного при монтаже, а также с хорошей возможностью техобслуживания.

Эта задача решается согласно изобретению посредством уплотнительного блока, состоящего из расположенного над вращающейся воронкой, соответствующего ее фланцу, подъемно-опускного перемещаемого фланца, который содержит с нижней стороны уплотнения и снабжен компенсатором в перекрывающей стенке, соединяющей регулирующий фланец с неподвижной частью вращающейся воронки. Компенсатор предпочтительно, например, петлеобразная ленточная выгнутая деталь и т.п., может быть рассчитан так, чтобы воспринимались, например, осевое движение около 50 мм, радиальное движение около 20 мм, а также избыточное давление 3,5 бар. Системой можно управлять так, что во время загрузки материала из приемной воронки в камеру "малый конус" перемещаемый фланец приподнят. Вслед за загрузкой материала воронка может вращаться с целью распределения материала. Перед опорожнением камеры "малый конус" в камеру "большой конус" перемещаемый фланец опускают, так что происходит герметизация деталей относительно друг друга, что позволяет осуществить необходимую компенсацию давления. Деформирующийся компенсатор, допускающий люфт, способен, кроме того, компенсировать возможное смещение относительно оси вращения. Далее не требуется атмосфера азота для создания небольшого избыточного давления относительно давления в печи. Весь уплотнительный блок или уплотнительная система вполне доступна снаружи и позволяет осуществлять монтаж на месте.

Согласно одному предпочтительному выполнению изобретения с регулирующим фланцем соединены подъемные цилиндры, распределенные по периферии неподвижной части вращающейся воронки и закрепленные там. Эти гидроцилиндры осуществляют не только подъем и опускание и тем самым действие регулирующего фланца во время загрузки материала, но и могут одновременно приложить удерживающее усилие, которое должно быть лишь настолько большим, чтобы предотвратить приподнимание уплотнительного блока под действием усилия от внутреннего давления в шахтной печи.

Согласно одному предложению изобретения перемещаемый фланец несет два расположенных на расстоянии друг от друга кольцевых уплотнения, из которых соседнее с осью вращения вращающейся воронки переднее кольцевое уплотнение выполнено в качестве уплотнения, предотвращающего выход пыли при приподнятом перемещаемом фланце. Во время загрузки материала смещенное к торцу перемещаемого фланца внешнее кольцевое уплотнение в приподнятом положении перемещаемого фланца не действует, т.е. оно не находится в контакте. Напротив, более близкое к оси вращения переднее кольцевое уплотнение предотвращает выход пыли даже в действующем рабочем положении перемещаемого фланца. Перед опорожнением камеры "малый конус" в камеру "большой конус" цилиндры перемещают, так что происходит герметизация деталей для осуществления необходимой компенсации давления. В процессе все большего приближения перемещаемого фланца при опускании к ответной поверхности фланца воронки пылевые частицы захватываются уплотнительными кромками кольцевого уплотнения и смещаются, так что возникает почти лишенная пыли уплотнительная поверхность.

Согласно еще одному выполнению изобретения предусматривается, что между фланцем вращающейся воронки и перемещаемым фланцем расположен упор. Этот упор, закрепленный на фланце вращающейся воронки предпочтительно с возможностью регулирования, препятствует недопустимому сжатию уплотнений. Возможность регулирования позволяет компенсировать возможный износ уплотнений.

Согласно изобретению далее предложено, что перед компенсатором в направлении внутреннего пространства печи или воронки установлен скользящий фартук, который фиксирован на перекрывающей стенке только одним своим концом, а другим свободно прилегает к перекрывающей стенке. Таким образом, в направлении зоны прижима перед компенсатором установлен усиливающий фартук, который за счет своего односторонне свободного выполнения при движениях подъема перемещаемого фланца скользит этим свободным концом по перекрывающей стенке.

Другие признаки и преимущества изобретения приведены в формуле изобретения и последующем описании с помощью примера выполнения изобретения, изображенного на чертежах, где:

на фиг.1 показан схематично частичный вид уплотнительного блока шахтной печи (не показана) при имеющемся давлении в ней;

на фиг.2 - изображение, соответствующее частичному виду в разрезе на фиг.1 с действующей относительно подачи материала уплотнительной системой при имеющемся давлении окружающей среды.

Из достаточно известной самой по себе шахтной печи на фиг.1 из симметричной в целом установки в качестве половины симметрии в очень схематичном виде изображена лишь входная воронка 1 для материала с расположенной под ней вращающейся воронкой 2 ("малый конус"), причем между вращающейся воронкой 2 и входной воронкой 1 для материала расположена неподвижная часть 3. Вращающаяся воронка 2 снабжена приводными средствами (на чертеже не показаны) для вращения вокруг оси 4 вращения.

В свободном пространстве между вращающейся воронкой 2 и неподвижной несущей частью 3 расположен уплотнительный блок 5. Последний включает в себя, с одной стороны, расположенный над фланцем 6 вращающейся воронки и соответствующий ему подъемно-опускной перемещаемый фланец 7, содержащий на своей нижней стороне два расположенных концентрично на расстоянии друг от друга кольцевых уплотнения 8, 9, из которых более близкое к оси вращения кольцевое уплотнение 8 выполнено в качестве пылезащитного уплотнения с обращенным к фланцу 6 вращающейся воронки щетинным покрытием 10. На периферии неподвижной части 3 вращающейся воронки 2 закреплено несколько распределенных по ней подъемных цилиндров 11, которые другим своим концом соединены с перемещаемым фланцем 7. С другой стороны, в перекрывающей стенке 12 в форме боковой поверхности цилиндра, соединяющей перемещаемый фланец 7 с неподвижной частью 3, выполнен петлеобразный компенсатор 13. Перед ним в направлении внутреннего пространства 14 печи или воронки установлен скользящий фартук 15, который своим верхним, обращенным к неподвижной части 3 концом фиксирован на перекрывающей стенке 12, тогда как его противоположный конец выполнен свободно подвижным и при движениях перемещения подъемных цилиндров 11 в направлении двойной стрелки скользит по соответствующему отрезку нижней части перекрывающей стенки 12.

На фиг.1 изображена рабочая фаза перед опорожнением загруженного во вращающуюся воронку 2 материала, на которой подъемные цилиндры 11 опустили перемещаемый фланец 7 настолько, что происходит герметизация деталей относительно друг друга для осуществления необходимой компенсации давления. Конечное положение движения регулирования определяется регулируемым или сменным упором 16, который одновременно препятствует недопустимому сжатию кольцевых уплотнений 8, 9. В показанном опущенном положении перемещаемого фланца 7 уплотнительные кромки заднего кольцевого уплотнения 9 плотно прилегают к ответной поверхности фланца 6 вращающейся воронки, причем лежащие на ответной поверхности пылевые частицы при опускании перемещаемого фланца 7 захватываются уплотнительной кромкой и смещаются; тот же эффект возникает при деформации щетинного покрытия 10 более близкого к оси вращения кольцевого уплотнения 8.

Для загрузки и распределения материала от приемной или входной воронки 1 во вращающуюся воронку 2 ("малый конус") при имеющемся тогда только давлении окружающей среды несущий уплотнения 8, 9 перемещаемый фланец 7 посредством подъемных цилиндров 11 приподнимают в показанное на фиг.2 положение. Петлеобразный компенсатор 13 обеспечивает при этом компенсацию люфта, возникающего из-за смещений цилиндров. Компенсатор 13 может воспринимать как осевое, так и радиальное движение и к тому же определенное избыточное давление. Более близкое к оси вращения кольцевое уплотнение 8, которое своим щетинным покрытием 10 прилегает к ответной поверхности фланца 6 вращающейся воронки даже в приподнятом состоянии, предотвращает на этой рабочей фазе вращения вращающейся воронки 2 выход пыли. Тем самым с помощью уплотнительного блока 5, включая компенсатор 13, простым образом обеспечивается надежная герметизация, несмотря на необходимый для вращения вращающейся воронки 2 люфт, причем весь блок имеет свободный доступ и тем самым удобен для монтажа и техобслуживания.

Формула изобретения

1. Колошниковый затвор для шахтных печей, содержащий входную воронку для материала, расположенную под ней неподвижную часть (3) и вращающуюся воронку (2) с герметизацией от неподвижных частей, отличающийся тем, что герметизация выполнена в виде уплотнительного блока (5), состоящего из расположенного над вращающейся воронкой (2) подъемно-опускного перемещаемого фланца (7), соответствующего фланцу (6) вращающейся воронки (2) и содержащего с нижней стороны уплотнения (8, 9) перекрывающей стенки (12), соединяющей подъемно-опускной перемещаемый фланец (7) с неподвижной частью (3), при этом в перекрывающей стенке (12) выполнен компенсатор (13).

2. Колошниковый затвор по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для доменной печи.

3. Колошниковый затвор по любому из пп.1 и 2 отличающийся тем, что с перемещаемым фланцем (7) соединены подъемные цилиндры (11), распределенные по периферии неподвижной части (3) и закрепленные там.

4. Колошниковый затвор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перемещаемый фланец (7) имеет два расположенных на расстоянии друг от друга кольцевых уплотнения (8; 9), из которых соседнее с осью вращение (4) вращающейся воронки (2) переднее кольцевое уплотнение (8) выполнено в качестве уплотнения, предотвращающего выход пыли при приподнятом перемещаемом фланце (7).

5. Колошниковый затвор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что между фланцем (6) вращающейся воронки (2) и перемещаемым фланцем (7) расположен упор (16).

6. Колошниковый затвор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что перед компенсатором (13) в направлении внутреннего пространства (14) печи или воронки установлен скользящий фартук (15), который зафиксирован на перекрывающей стенке (12) только одним своим концом, а другим свободно прилегает к ней.

РИСУНКИ