CN101762166A - 一种高温布料器及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温布料器及其用途，所述布料器包括主环梁装置(I)、布料斗装置(II)、水冷中心装料管(1)、布料器外壳；主环梁装置(I)包括主环梁、支承耳轴(5)和支承长耳轴(20)，支承耳轴(5)和支承长耳轴(20)支承在布料器外壳上，由外部传动机构使其摆动；布料斗装置(II)包括料斗上环梁(16)和料斗嘴(9)，料斗嘴(9)悬挂在料斗上环梁(16)，通过短轴连接套(17)与主环梁(15)连接，料斗上环梁(16)上设置有一个万向轴装置(11)和上方的一套拉杆及其传动装置。本发明既能满足常温布料，也能满足高温工况时的布料，其结构紧凑，传动平稳，冷却方便，工作可靠，传动效率高，维护检修简单，节省建设费用和维修费用。

Description

一种高温布料器及其用途

技术领域

本发明涉及一种高温布料器及其用途，用于将物料均匀装入熔分炉、竖炉、高炉等高温容器中。

背景技术

炼铁高炉的布料器是炼铁高炉的核心设备。目前国内大型高炉使用的布料器无论国产还是进口设备，都是设备机构复杂，重量重、造价高，且不能在＞250℃以上高温环境下长期工作。

美国1977年US 4,042,130专利中就提出了多个用中心下料管配合料斗嘴方案；美国1981年US 4,306,827专利中也曾提出万向悬挂装置配合料斗嘴方案，但是都因为机构复杂笨重、加工制造困难、难耐高温等原因而没有得到应用和发展。

2006年西门子VAI金属科技有限公司公布了“用于将物料分配进入炉内的装置”的专利，2000年一月在中国也申报了专利(公开号CN 101111613A)VAI的这种布料器目前已在COREX的装置上得到了推广应用，在印度的一座高炉上也被采用。VAI的这种布料器也是在上述相关专利基础上改进的，它是通过一个内环支承在中心下料管上外环悬吊一个料斗的万向架构成的，内外环能成90°转动，外环上有两个成90°设置的拉杆，两个拉杆上分别连接两套液压缸传动***，通过液压缸带动拉杆上下移动使料斗向任意方向摆动或旋转，这种结构设备紧凑尺寸小需要封闭的空间小，隔热好等优点。但是中心下料管受力大，对中调整难，不适合装高温热料，万向架上受热轴承太多，冷却水进出复杂等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、尺寸小的高温布料器及其用途。

为能达到上述目的，采取以下技术方案：

一种高温布料器，其特征在于：所述布料器包括主环梁装置I，布料斗装置II、水冷中心装料管，布料器外壳；

所述装置主环梁装置I包括有：主环梁，支承耳轴，支承长耳轴。支承耳轴和支承长耳轴一端与主环梁相接，支承长耳轴与下摇杆装置一端连接，下摇杆装置另一端与下驱动液压缸连接；

布料斗装置II包括有料斗嘴，料斗上环梁。料斗嘴与料斗上环梁通过螺栓组连接。料斗上环梁和主环梁通过短轴连接套连接。料斗上环梁上设置有与所述短轴连接套成90°的万向轴装置，万向轴装置与拉杆装置相连，拉杆装置上部与摆杆装置连接，摆杆装置固定于上传动轴上，上传动轴两端用第一轴承座和第二轴承座支承，上传动轴的一端和上摇杆装置连接，上驱动液压缸通过带动上摇杆装置，使拉杆装置上下移动；

所述水冷中心装料管上端固定在布料器外壳顶部法兰的中心位置上，下部深入到布料斗装置II上部的中心位置中。

布料器的中心下料管为水冷钢管管内堆焊耐磨硬质合金，与布料斗装置II无任何连接，也不承受其荷重。安装简单，且能装热料。

为了使得料斗嘴完成多方位转动，上驱动液压缸和下驱动液压缸成上下两层，90°方向布置。所述料斗嘴转动所需动力是分别通过上驱动液压缸、下驱动液压缸所提供，两个液压缸装置呈90°方向安装，上驱动液压缸通过上摇杆装置带动摆杆装置再通过传动轴传递给拉杆装置，使得料斗嘴能够绕短轴连接套转动；下驱动液压缸带动支承长耳轴转动，使得料斗嘴可绕支撑在外壳B、外壳C两段之间的两根支承耳轴转动，上驱动液压缸、下驱动液压缸按指令相互配合转动，使得料斗嘴完成多方位转动，最终达到均匀布料的目的。

上驱动液压缸驱动摆杆装置转动，摆杆装置带动拉杆装置上下运动，拉杆装置又带动料斗嘴绕短轴连接套摆动，形成料斗装置的第一旋转轴；下液压缸驱动主环梁绕支承耳轴和支承长耳轴转动，从而带动悬挂在主环梁上的布料斗装置也向同一方向摆动，形成料斗装置的第二旋转轴。两个驱动液压缸驱动料斗摆动的旋转轴方向正好成90°夹角。布料器能够实现与安装中心线垂直平面内旋转运动，同时布料料斗与安装中心线的夹角能在0°～30°变化。两个方向共同作用可以使布料器完成定点、旋转等布料多种方式。

布料器外壳安装在高温容器外壳上，布料器外壳分为外壳A、外壳B、外壳C三部分，为便于安装有支承耳轴和支承长耳轴的主环梁装置安装和检修，主环梁装置安装在外壳B、外壳C两段外壳之间，外壳B、外壳C上下两段外壳用螺栓连接，布料器检修拆装可根据需要灵活拆卸外壳A、外壳B、外壳C各段壳体，布料器也可以整体从外壳C平面以上拆卸或者安装。所述支承耳轴和支承长耳轴支承在布料器外壳B、外壳C段，上传动轴支承在外壳A段上。

为使布料器维持较低温度，需向外壳A、外壳B壳体内喷送冷还原气或其他冷却气，并在环梁上设置耐热防护罩，可以起到屏蔽高温容器的高温的作用。

为了使得布料器耐高温，布料器有轴承传动的地方，就有通水冷却装置，而且轴承的内外圈都是在冷却状态下的，从而能够使得受主要承载力的轴承能够更耐用。其中，布料器重要的部件主环梁装置I的轴承、轴套是由布料器壳外直接供应冷却水，主环梁和料斗上环梁的冷却水是通过支承耳轴的轴心提供的；通过支承耳轴进入，支承长耳轴流出的，此种冷却方式结构简单，冷却方便。

由于布料器内只有一套拉杆、摇杆传动***和两套轴承***，受热部件少，布置紧凑，从而使得整体结构的布置产生非常节省空间。

一种利用上述高温布料器的用途，其特征在于：所述布料器用于将高温或常温物料按指令分布在高温容器中，其适应范围为：高温物料＜800℃，高温容器＜1200℃。

所述高温容器为金属球团矿还原竖炉、熔分炉或高炉。

本发明的优点还在于它既能满足常温布料，也能满足高温工况时的布料，其结构紧凑，传动平稳，冷却方便，工作可靠，传动效率高，维护检修简单，节省建设费用和维修费用。

附图说明

图1所示为本发明未包括外壳的立体视图；

图2所示为本发明在工作状态时的主视图；

图3所示为图2的A’-A’剖向俯视图。

图中，件1为水冷中心装料管，件2为上驱动液压缸，件3为上传动轴，件4为下驱动液压缸，件5为支承耳轴，件6为高温炉顶法兰，件7为摆杆装置，件8为拉杆装置，件9为料斗嘴，件10为高温容器，件11为万向轴装置，件12为第一轴承座，件12′为第二轴承座，件13为高温容器外壳，件14′为上摇杆装置，件14为下摇杆装置，件15为主环梁，件16为料斗上环梁，件17为短轴连接套，件18为耐热防护罩，件19为轴套，件20为支承长耳轴；件I为主环梁装置，件II为布料斗装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步说明：

如图1至图3所示，该高温布料器用于将物料通过水冷中心装料管1和料斗嘴9后，在高温容器10内按指令进行布料。

布料器外壳A段上部法兰和顶部装料设备法兰连接，布料器外壳C段下部法兰和高温容器10顶部法兰连接，外壳A、外壳B、外壳C各段内部附有耐火材料。

布料器主环梁15上分别焊接支承耳轴5和支承长耳轴20，支承耳轴5和支承长耳轴20通过轴套19及其内部轴承支承在布料器外壳B和C两段之间。支承长耳轴20与下摇杆装置14连接，下摇杆装置14另一端与下驱动液压缸4连接，下驱动液压缸4的支座固定在外壳C段上。主环梁15为一铸钢环形件，除了焊接支承耳轴5、支承长耳轴20外，还在与其垂直方向上装两个用于悬吊料斗的短轴连接套17，主环梁15内有通水冷却，外部喷有耐火材料，主环梁15上下还和耐热防护罩18相连。料斗上环梁16通过短轴连接套17悬吊在主环梁15上，料斗上环梁16还安装一个万向轴装置11，其位置布置在短轴连接套17的90°方向，万向轴装置11上部与拉杆装置8连接，拉杆8上部与摆杆7连接，摆杆装置7固定在上传动轴3上，上传动轴3支承在外壳A段上的第一轴承座12和第二轴承座12′上，传动轴3一端和上摇杆装置14′连接，上摇杆装置14′的另一端和上驱动液压缸2连接，上驱动液压缸2的支座支承在布料器A段外壳上。料斗嘴9和料斗上环梁16由螺栓连接，料斗嘴9用耐热钢制成，外喷涂耐火材料，斗内堆焊耐热耐磨硬质合金。

水冷中心装料管1上端固定在布料器外壳顶部法兰的中心位置上，下部深入到布料斗装置II上部的中心位置中。

布料器的水冷中心装料管1为水冷钢管。中间层通水冷却，管内壁堆焊耐磨硬质合金。与料斗嘴没有任何联系，安装简单，且能装高温热料。

该装置的布料的工作过程是这样的：

高温高热物料通过水冷中心装料管1进入料斗嘴9，料斗嘴9在上下两个驱动液压缸驱动下将物料按指令要求分布到高温容器10内。料斗嘴9的转动原理是：上驱动液压缸2通过上摇杆装置14′带动摆杆装置7上下摆动，同时也带动拉杆装置8上下运动，拉杆装置8的上下运动又通过万向轴装置11带动料斗以两个短轴连接套17为轴线摆动，形成料斗装置的第一旋转轴；布料器下驱动液压缸4通过下摇杆装置14带动主环梁15的支承长耳轴20转动，主环梁15也随之动力绕支承耳轴5和支承长耳轴20为轴线摆动，支承在主环梁15上的短轴连接套17的转动轴线正好与主环梁15的摆动轴线成90°，因此料斗嘴9也必须随主环梁15向同一个方向摆动，形成料斗装置的第二旋转轴。料斗嘴9的第一摆动轴线和第二摆动轴线成90°夹角，因此，如果上下两个驱动液压缸按着设定的指令做不同的运动，料斗嘴9就会在两个不同方向上向任何一点摆动，从而料斗嘴可做定点布料，也可做连续的任何半径的环形布料。

本发明能够实现与安装中心线垂直平面内旋转运动，同时布料料斗与安装中心线的夹角能在0°～30°变化，以改变料斗旋转运动的半径，实现料斗出口运动轨迹覆盖布料平面。本发明安装尺寸小，重量轻便，采用连杆结构传动，结构紧凑可靠。

所述高温布料器可适用于高温或常温物料按指令分布在高温容器中，如金属球团矿还原竖炉或煤造气竖炉等冶金工业技术领域中。其中高温物料可为＜800℃，高温容器＜1200℃。

Claims (9)

1.一种高温布料器，其特征在于：所述布料器包括主环梁装置(I)、布料斗装置(II)、水冷中心装料管(1)、布料器外壳；

所述主环梁装置(I)包括：主环梁(15)，支承耳轴(5)，支承长耳轴(20)，支承耳轴(5)和支承长耳轴(20)一端与主环梁(15)相接，支承长耳轴(20)与下摇杆装置(14)一端连接，下摇杆装置(14)另一端与下驱动液压缸(4)连接；

布料斗装置(II)包括料斗嘴(9)、料斗上环梁(16)，料斗嘴(9)与料斗上环梁(16)通过螺栓组进行连接；料斗上环梁(16)和主环梁(15)通过短轴连接套(17)连接；料斗上环梁(16)上设置有与所述短轴连接套(17)成90°的万向轴装置(11)，万向轴装置(11)与拉杆装置(8)相接，拉杆装置(8)上部与摆杆装置(7)连接，摆杆装置(7)固定于上传动轴(3)上，上传动轴(3)的一端和上摇杆装置(14’)连接，上驱动液压缸(2)通过带动上摇杆装置(14’)，使拉杆装置(8)上行移动；

所述水冷中心装料管(1)上端固定在布料器外壳顶部法兰的中心位置上，下部深入到布料斗装置(II)上部的中心位置中。

2.根据权利要求1所述的布料器，其特征在于：所述布料器的水冷中心装料管(1)为水冷钢管，中间层通水冷却，管内壁堆焊耐磨硬质合金，它与布料斗装置(II)无任何连接，也不承受其荷重。

3.根据权利要求2所述的高温布料器，其特征在于：所述上驱动液压缸(2)和下驱动液压缸(4)成上下两层，90°方向布置。

4.根据权利要求3所述的高温布料器，其特征在于：所述布料器外壳设置于高温容器外壳(13)上；布料器外壳分为外壳(A)、外壳(B)、外壳(C)三部分，主环梁装置(I)、支承耳轴(5)和支承长耳轴(20)支承在布料器外壳(B)段和外壳(C)段之间，外壳(B)段和外壳(C)段用螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的高温布料器，其特征在于：所述主环梁(15)上设置有耐热防护罩(18)。

6.根据权利要求5所述的高温布料器，其特征在于：所述拉杆装置(8)和上驱动液压缸(2)只有一套。

7.根据权利要求1至6任一所述的高温布料器，其特征在于：所述支承耳轴(5)和支承长耳轴(20)上的轴承、轴套冷却水由布料器壳外单独提供，主环梁(15)和料斗上环梁(16)上的轴承冷却水，通过支承耳轴(5)的轴心提供的；该冷却水由支承耳轴(5)进入，支承长耳轴(20)流出。

8.一种利用如权利要求1至7任一所述的高温布料器的用途，其特征在于：所述布料器用于将高温或常温物料按指令分布在高温容器中，其适应范围为：高温物料＜800℃，高温容器＜1200℃。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述高温容器为金属球团矿还原竖炉、熔分炉或高炉。

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