CN112626299B - 一种布料器的冷却方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种布料器的冷却方法，包括以下步骤：将氮气和冷却水从箱体顶部通入环状槽体内；氮气从固定分离器的两侧通入环状槽体内；冷却水穿过固定分离器进入环状槽体内，并经冷却水管回流至环状槽体内；冷却水的液面高于固定分离器上的出水口时，调整通入氮气和冷却水的压力；固定分离器两侧的冷却水和氮气形成动态平衡的状态；冷却水从穿过固定分离器从箱体顶部排出；冷却液在环状槽体和冷却水管内流通时与旋转圆筒热交换，对旋转圆筒进行降温，环状槽体内的氮气与旋转圆筒内的高炉煤气通过旋转密封圈进行密封。本申请解决了现有技术中布料器密封性差和降温效果差的问题，能够提供较大流量的冷却水，进而提升了冷却效果，保证了冶炼效果。

Description

一种布料器的冷却方法

技术领域

本申请属于布料器技术领域，具体涉及一种布料器的冷却方法。

背景技术

如1图所示，布料器安装在高炉炉顶钢圈上部，是高炉炉顶的核心部件。布料器包括箱体101、以及设置在箱体101内的旋转圆筒102、上水槽103和下水槽104。箱体101与下水槽104连接为一体，形成固定体，固定体下端安装在炉顶钢圈上。旋转圆筒102与上水槽103连接为一体，形成旋转体。旋转体通过齿轮系与布料溜槽连接，齿轮系带动布料溜槽旋转，进而对高炉进行布料。旋转圆筒102与箱体101之间采用迷宫密封结构，从而形成相对运动，迷宫密封结构用于防止布料器进灰。

为保障齿轮系的稳定运行，需要对其进行冷却，使布料器的温度保持在55℃以内。冷却水由安装于箱体101上端的水管流入上水槽103，经过附着于旋转圆筒102直段水管和下平面的水管流入下水槽104，然后由下水槽104流出箱体101，从而对布料器内部进行降温，保证布料器内部齿轮系的正常运转。

高炉有一定压力，通过对箱体101持续注入氮气吹扫迷宫密封结构的环缝，并使布料器内氮气压力略大于高炉煤气压力，进而可避免高炉煤气携带灰尘从旋转体与固定体之间设置的迷宫密封结构进入箱体1内部。但是现有的布料器在运行时存在以下问题：

1.对冷却水压力和吹扫氮气压力的稳定性和配比度要求很高，布料器箱体内结构复杂，且高炉炉顶压力有时会波动，使得布料器在输入氮气时会吹扫到上水槽和下水槽的水面，进而使上水槽和下水槽的水面出现翻水的情况，翻出的水会进入高炉，从而影响冶炼效果。

2.布料器对高炉炉顶压力波动的适应性较差，因此氮气压力难以与炉顶压力实时匹配，进而导致布料器进灰，从而影响冶炼效果。

3.布料器对高炉炉顶温度要求高，冷却水量不易匹配，从而出现不能对布料器内部及时降温的问题，进而影响了布料器内部齿轮系的正常运转。

发明内容

本申请实施例通过提供一种布料器的冷却方法，解决了现有技术中布料器密封性差、以及降温效果差的问题，进而保证了冶炼效果。

本发明实施例提供了一种布料器的冷却方法，包括以下步骤：将氮气和冷却水从布料器的箱体顶部通入旋转圆筒上端外侧设置的环状槽体内；所述环状槽体内侧壁的上端和外侧壁的上端均与箱体内部的顶壁通过旋转密封圈进行密封；

所述氮气穿过箱体内部顶壁设置的固定分离器后，氮气从固定分离器内侧壁的出气口和外侧壁的出气口分两路通入环状槽体内；

所述冷却水穿过固定分离器进入环状槽体内，环状槽体内的冷却水依靠重力通过冷却水管回流至环状槽体内；

环状槽体内的冷却水液面逐渐升高，冷却水的液面高于设置在固定分离器内侧壁和外侧壁上的两个出水口时，调整通入氮气的压力和通入冷却水的压力，使固定分离器两侧的冷却水的液面高度保持在设定范围内，固定分离器两侧的冷却水和位于冷却水上方的氮气形成动态平衡的状态，进而迫使冷却水从所述出水口进入，并穿过固定分离器从箱体顶部排出；其中，固定分离器内侧壁和外侧壁上的两个出水口在竖直方向上低于氮气的两个出气口；

冷却液在环状槽体和冷却水管内流通时与旋转圆筒发生热交换，对旋转圆筒进行降温，其中，冷却水管铺设在旋转圆筒外；

环状槽体内的氮气与旋转圆筒内的高炉煤气通过旋转密封圈进行密封。

进一步地，旋转圆筒上端外侧设置有旋转分离器，旋转分离器为截面L型的环体，旋转分离器与旋转圆筒的上端形成所述环状槽体；

旋转分离器的上端与旋转圆筒的上端均设有所述旋转密封圈，旋转分离器与旋转圆筒相对箱体转动。

进一步地，所述旋转分离器内的下端设置有环形凸台，所述环形凸台的上端设置有V型环槽；

所述固定分离器的下端与环形凸台的上端结构适配，固定分离器的下端与环形凸台的上端形成截面为V型的环形通道。

进一步地，还包括以下步骤：冷却水穿过固定分离器进入环状槽体内，冷却水从固定分离器的下端流至环形凸台的V型环槽内，冷却水从V型环槽底部依次穿过环形凸台和环状槽体的底部进入冷却水管的一端，冷却水从冷却水管的另一端流出，并依次穿过环状槽体的底部和环形凸台后，从环形凸台的侧壁回流至环状槽体内；

环状槽体内的冷却水的液面逐渐升高，冷却水的液面高于固定分离器下端的出水口后，然后冷却水分三路流动；一路冷却水依次经环形凸台、环状槽体的底部、冷却水管、环状槽体的底部、环形凸台后，从环形凸台的侧壁流入环状槽体内的另一侧；另外两路冷却水分别从所述环形通道的两侧流入环状槽体内。

进一步地，还包括以下步骤：将冷却水通入箱体内下端设置的环形水箱，冷却水与箱体底板发生热交换后，从环形水箱的出水口排至箱体外。

进一步地，还包括以下步骤：将氮气从箱体的侧壁通入箱体内，并调整氮气的压力，使高炉煤气和氮气在旋转圆筒和环形水箱之间的迷宫密封结构处形成压力平衡的状态，保证迷宫密封结构处的密封性。

进一步地，固定分离器内侧壁和外侧壁的出气口位于同一高度。

进一步地，从箱体顶部通入环状槽体内的所述氮气为两路，两路所述氮气分别进入环状槽体内的两侧。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种布料器的冷却方法，固定分离器两侧氮气的气压和冷却水的水压为平衡状态，使固定分离器两侧的冷却水能够形成相对稳定的液面，氮气与冷却水接触的液面面积较小，因此通入较少氮气量就能够与冷却水保持动态平衡状态，进而本发明能够在同等氮气量的条件下提供较大流量的冷却水量，从而提升了冷却效果；本发明所需的氮气量相对较少，易于与高炉煤气形成动态平衡的状态，进而能够保证旋转体和固定体连接处的密封性，并保证布料器的正常运行，避免了现有技术中上水槽和下水槽的水面翻水而导致水进入高炉的问题，同时还可避免布料器进灰，因此保证了冶炼效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的水冷式布料器的结构示意图；

图2为本发明方法采用的水冷式布料器的结构示意图；

图3为图2的A-A视图；

图4为图3的C处放大图；

图5为图3的D处放大图；

图6为图2的B-B视图；

图7为图6的E处放大图；

图8为本发明布料器的冷却方法的流程图。

附图标记：101-箱体；102-旋转圆筒；103-上水槽；104-下水槽；

1-箱体；2-旋转圆筒；3-环状槽体；4-旋转密封圈；5-固定分离器；51-出气口；52-出水口；53-环形通道；6-冷却水管；7-旋转分离器；71-环形凸台；8-环形水箱；9-迷宫密封结构，10-上进气通道；11-进水通道；12-出水通道；13-下进气通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图2至图8所示，本发明实施例提供的布料器的冷却方法，包括以下步骤：将氮气和冷却水从布料器的箱体1顶部通入旋转圆筒2上端外侧设置的环状槽体3内；所述环状槽体3内侧壁的上端和外侧壁的上端均与箱体1内部的顶壁通过旋转密封圈4进行密封；

本实施例中，如图3所示，旋转圆筒2上端外侧设置有旋转分离器7，旋转分离器7为截面L型的环体，旋转分离器7与旋转圆筒2的上端形成所述环状槽体3。

如图4所示，旋转分离器7的上端与旋转圆筒2的上端均设有所述旋转密封圈4。旋转密封圈4密封效果好，布料器工作时，氮气输入的压力大于与旋转圆筒2内的高炉煤气的压力，因此能够进一步保证该处的密封性。

本实施例中，所述旋转分离器7内的下端设置有环形凸台71，所述环形凸台71的上端设置有V型环槽。

如图4所示，所述固定分离器5的下端与环形凸台71的上端结构适配，固定分离器5的下端与环形凸台71的上端形成截面为V型的环形通道53。

如图6和图7所示，所述氮气穿过箱体1内部顶壁设置的固定分离器5后，氮气从固定分离器5内侧壁的出气口51和外侧壁的出气口51分两路通入环状槽体3内；环状槽体3内部的上端被固定分离器5分成两个空间，因此在固定分离器5的内侧壁和外侧壁分别设置两个出气口，能够保证环状槽体3两侧的冷却水液面均与氮气保持平衡状态。

固定分离器5和旋转分离器7组合形成水气分离器，水气分离器实现冷却水和氮气的平衡，氮气辅助冷却水带走箱体1内的高温，同时氮气能够与高炉煤气的压力保持平衡状态，从而实现密封的功能。

本实施例中，如图7所示，固定分离器5内侧壁的出气口51和外侧壁的出气口51位于同一高度，位于同一高度能够使固定分离器5两侧冷却水的液面更加稳定，从而提高了该方法的可靠性。

本实施例中，如图6和图7所示，从箱体1顶部通入环状槽体3内的所述氮气为两路；箱体1顶部和固定分离器5的两侧设有两个上进气通道10，两路所述氮气分别通过两个上进气通道10进入环状槽体3内的两侧。

每一路氮气均从固定分离器5内侧壁的出气口51和外侧壁的出气口51分两路通入环状槽体3内。

如图4和图5所示，所述冷却水穿过固定分离器5进入环状槽体3内，环状槽体3内的冷却水依靠重力通过冷却水管6回流至环状槽体3内；

本实施例中，冷却水通过冷却水管6回流至环状槽体3内的具体步骤还包括：箱体1顶部和固定分离器5的一侧设有进水通道11，另一侧设有出水通道12；冷却水穿过固定分离器5进入环状槽体3内，也即冷却水通过进水通道11进入环状槽体3内，冷却水从固定分离器5的下端流至环形凸台71的V型环槽内，冷却水从V型环槽底部依次穿过环形凸台71和环状槽体3的底部进入冷却水管6的一端，冷却水从冷却水管6的另一端流出，并依次穿过环状槽体3的底部和环形凸台71后，从环形凸台71的侧壁回流至环状槽体3内；

环状槽体3内的冷却水的液面逐渐升高，冷却水的液面高于固定分离器5下端的出水口52后，然后冷却水分三路流动；一路冷却水依次经环形凸台71、环状槽体3的底部、冷却水管6、环状槽体3的底部、环形凸台71后，从环形凸台71的侧壁流入环状槽体3内的另一侧；另外两路冷却水分别从所述环形通道53的两侧流入环状槽体3内。

通过设置环形凸台71及其上的输水通道，能够保证冷却水在冷却水管6内为流动状态，避免了冷却水管6内的冷却水不流动而导致热传导效率降低的问题，进而提升了冷却效果。

如图5至图7所示，环状槽体3内的冷却水液面逐渐升高，冷却水的液面高于设置在固定分离器5内侧壁和外侧壁上的两个出水口52时，调整通入氮气的压力和通入冷却水的压力，使固定分离器5两侧的冷却水的液面高度保持在设定范围内，设定范围也即冷却水的液面高度在某一数值处浮动，优选浮动范围为0～5mm，固定分离器5两侧的冷却水和位于冷却水上方的氮气形成动态平衡的状态，进而迫使冷却水从所述出水口52进入，并穿过固定分离器5从箱体1顶部排出，也即冷却水从出水通道12排出箱体1，出水通道12的进水口为所述出水口52。其中，固定分离器5内侧壁和外侧壁上的两个出水口52在竖直方向上低于氮气的两个出气口51；固定分离器5两侧的冷却水的液面上表面积优选相等，进而通入氮气的压力能够易于与固定分离器5两侧的冷却水保持平衡的状态。

环状槽体3内的冷却水从固定分离器5的出水口52排至箱体1外；固定分离器5两侧的氮气的气压和冷却水的水压为平衡状态，使固定分离器5两侧的冷却水形成相对稳定的液面。

冷却液在环状槽体3和冷却水管6内流通时与旋转圆筒2发生热交换，对旋转圆筒2进行降温，其中，冷却水管6铺设在旋转圆筒2外，即冷却水管6附着于旋转圆筒2的直段和下平面。

环状槽体3内的氮气与旋转圆筒2内的高炉煤气通过旋转密封圈4进行密封。

持续将氮气和冷却水按照设定的压力通入环状槽体3内时，冷却水的流通方式如下：

冷却水从固定分离器5的下端流出时，冷却水分三路流动，一路冷却水依次经环形凸台71、环状槽体3的底部、冷却水管6、环状槽体3的底部、环形凸台71后，从环形凸台71的侧壁流入环状槽体3内的另一侧，另外两路冷却水分别从所述V型环槽的两侧流入环状槽体3内；环形凸台71侧壁的出水口在竖直方向上低于V型环槽底部，因此冷却水能够更加顺畅地从环形通道53内分三路进行流动，保证冷却水在冷却水管6为流动状态，进而提高了热交换效率。

固定分离器32两侧氮气的气压和冷却水的水压为平衡状态，使固定分离器32两侧的冷却水能够形成较为稳定的液面。氮气与冷却水接触的液面面积较小，因此通入较少氮气量就能够与冷却水保持动态平衡状态，进而本发明能够提供较大流量的冷却水量，从而提升了冷却效果。

上述步骤为布料器的旋转圆筒2的冷却方法，该冷却方法带走高炉炉顶高温传递给旋转圆筒2直段和下平面的热量。

本实施例中，如图6所示，对箱体1底板进行冷却的步骤包括：将冷却水通入箱体1内下端设置的环形水箱8，冷却水与箱体1底板发生热交换后，从环形水箱8的出水口排至箱体1外。

上述步骤为箱体1底板的冷却方法，该冷却方法带走高炉炉顶高温传递给箱体1底板的热量，本发明的对旋转圆筒2和箱体1底板的冷却方法采用独立水冷结构。

本实施例中，还包括以下步骤：将氮气从箱体1的侧壁的下进气通道13通入箱体1内，并调整氮气的压力，使高炉煤气和氮气在旋转圆筒2和环形水箱8之间的迷宫密封结构9处形成压力平衡的状态，保证迷宫密封结构9处的密封性。

箱体1、固定分离器5、以及环形水箱8形成固定体；旋转分离器7与旋转圆筒2形成旋转体，旋转体与布料溜槽连接；布料器工作时，旋转体相对固定体旋转。

本发明的冷却方法能够在旋转体相对固定体旋转时，对箱体1内进行降温，同时能够保证旋转体和固定体连接处的密封性，进而保证布料器的正常运行。

本发明采用独立水冷结构，所需的氮气量相对较少，易于与高炉煤气形成动态平衡的状态，进而能够保证密封性，避免了现有技术中上水槽和下水槽的水面出现翻水的情况，同时还可避免布料器进灰或者水进入高炉的问题，因此保证了冶炼效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种布料器的冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：将氮气和冷却水从布料器的箱体(1)顶部通入旋转圆筒(2)上端外侧设置的环状槽体(3)内；所述环状槽体(3)内侧壁的上端和外侧壁的上端均与箱体(1)内部的顶壁通过旋转密封圈(4)进行密封；

所述氮气穿过箱体(1)内部顶壁设置的固定分离器(5)后，氮气从固定分离器(5)内侧壁的出气口(51)和外侧壁的出气口(51)分两路通入环状槽体(3)内；

所述冷却水穿过固定分离器(5)进入环状槽体(3)内，环状槽体(3)内的冷却水依靠重力通过冷却水管(6)回流至环状槽体(3)内；

环状槽体(3)内的冷却水液面逐渐升高，冷却水的液面高于设置在固定分离器(5)内侧壁和外侧壁上的两个出水口(52)时，调整通入氮气的压力和通入冷却水的压力，使固定分离器(5)两侧的冷却水的液面高度保持在设定范围内，固定分离器(5)两侧的冷却水和位于冷却水上方的氮气形成动态平衡的状态，进而迫使冷却水从所述出水口(52)进入，并穿过固定分离器(5)从箱体(1)顶部排出；其中，固定分离器(5)内侧壁和外侧壁上的两个出水口(52)在竖直方向上低于氮气的两个出气口(51)；

冷却液在环状槽体(3)和冷却水管(6)内流通时与旋转圆筒(2)发生热交换，对旋转圆筒(2)进行降温，其中，冷却水管(6)铺设在旋转圆筒(2)外；

环状槽体(3)内的氮气与旋转圆筒(2)内的高炉煤气通过旋转密封圈(4)进行密封；

旋转圆筒(2)上端外侧设置有旋转分离器(7)，旋转分离器(7)为截面L型的环体，旋转分离器(7)与旋转圆筒(2)的上端形成所述环状槽体(3)；

旋转分离器(7)的上端与旋转圆筒(2)的上端均设有所述旋转密封圈(4)，旋转分离器(7)与旋转圆筒(2)相对箱体(1)转动；

所述旋转分离器(7)内的下端设置有环形凸台(71)，所述环形凸台(71)的上端设置有V型环槽；

所述固定分离器(5)的下端与环形凸台(71)的上端结构适配，固定分离器(5)的下端与环形凸台(71)的上端形成截面为V型的环形通道(53)；

冷却水穿过固定分离器(5)进入环状槽体(3)内时，冷却水从固定分离器(5)的下端流至环形凸台(71)的V型环槽内，冷却水从V型环槽底部依次穿过环形凸台(71)和环状槽体(3)的底部进入冷却水管(6)的一端，冷却水从冷却水管(6)的另一端流出，并依次穿过环状槽体(3)的底部和环形凸台(71)后，从环形凸台(71)的侧壁回流至环状槽体(3)内；

环状槽体(3)内的冷却水的液面逐渐升高，冷却水的液面高于固定分离器(5)下端的出水口(52)后，然后冷却水分三路流动；一路冷却水依次经环形凸台(71)、环状槽体(3)的底部、冷却水管(6)、环状槽体(3)的底部、环形凸台(71)后，从环形凸台(71)的侧壁流入环状槽体(3)内的另一侧；另外两路冷却水分别从所述环形通道(53)的两侧流入环状槽体(3)内。

2.根据权利要求1所述的布料器的冷却方法，其特征在于，还包括以下步骤：将冷却水通入箱体(1)内下端设置的环形水箱(8)，冷却水与箱体(1)底板发生热交换后，从环形水箱(8)的出水口排至箱体(1)外。

3.根据权利要求2所述的布料器的冷却方法，其特征在于：还包括以下步骤：将氮气从箱体(1)的侧壁通入箱体(1)内，并调整氮气的压力，使高炉煤气和氮气在旋转圆筒(2)和环形水箱(8)之间的迷宫密封结构(9)处形成压力平衡的状态，保证迷宫密封结构(9)处的密封性。

4.根据权利要求1所述的布料器的冷却方法，其特征在于：固定分离器(5)内侧壁和外侧壁的出气口(51)位于同一高度。

5.根据权利要求1所述的布料器的冷却方法，其特征在于：从箱体(1)顶部通入环状槽体(3)内的所述氮气为两路，两路所述氮气分别进入环状槽体(3)内的两侧。

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