专利名称：一种转炉用多介质旋转接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转炉旋转接头，特别涉及一种转炉用多介质旋转接头。
背景技术：
随着对产品质量和生产成本要求的不断提高，转炉生产工艺在不断革新，设备的长寿化技术也在推陈出新。转炉底部的复吹技术改进为了提高复吹炉龄，尽可能与转炉炉龄同步，因为有效复吹可以使转炉生产获得良好的产品质量和降低冶炼成本。而同样，为了提高转炉炉衬的寿命，转炉普遍采用了镁碳砖，而镁碳砖导热性很好，使转炉炉壳温度大幅提高，超过了炉壳材料的蠕变温度，导致转炉炉壳的早期热膨胀损坏。为了降低炉壳的温度，有必要对炉壳采取各种冷却手段。
目前冶金企业几乎都在使用转炉复吹，其目的在于增强炉内钢水搅拌，使炉内化学反应充分，从而缩短冶炼时间，提高钢水质量。目前的复吹技术，复吹寿命较短，一般只有2000炉上下，炉役后期基本无复吹。而炼钢厂为了提高钢种质量，对复吹效果要求很高，现实冶炼过程中经常发生风口堵塞影响复吹效果的情况。要防止风口堵塞，关键在于对炉底各风口的流量调节。过去转炉复吹采用单路管路供气，控制系统按复吹模式确定的供气流量平均调节，分配到两路管路，如果其中有一路发生异常，系统便不能自动调整流量分配，也不能对其中某一路进行自动控制，影响了复吹的效果。根据转炉冶炼，复吹效果越好，转炉生产越经济，产品质量越高。
冶金企业也在普遍使用炉口水箱和炉帽的水冷，其目的在于防止炉壳的高温变形，提高服役寿命。
在炉壳与托圈之间，由于热量散发不出去，该部分炉壳变形最为严重，不采取任何冷却措施，在几年内就会使转炉发生大量变形，严重者将使转炉炉壳顶靠托圈，导致不可预见的应力水平，可能损坏炉壳与托圈的连接装置，影响转炉安全生产。目前部分企业采用风冷装置冷却该部分的炉壳，其目的在于降低炉壳的温度，减少炉壳蠕变的发生，延长转炉寿命。
由于转炉在生产过程中是在不断旋转运动的，这就要求有一个匹配的旋转接头来适应转炉上述三个方面的介质需要。其中为了实现复吹风口一对一控制的要求，旋转接头的复吹介质也必须要实现多通道，而且互相不能干扰。为了实现对转炉炉口水箱和炉帽部分的水冷，必须在旋转接头设有进水和回水通道，有单独的密封装置，互相也不能干涉。为了实现对炉壳与托圈之间风冷的要求，必须在旋转接头上设置独立的风冷通道。上述三个方面的通道互相独立，不能相互干涉。现在国内外除了在转炉水冷方面使用较为普遍外，复吹风口“一对一”单独控制及炉壳与托圈之间的风冷技术使用基本空白，还没有有效的推广。因此，国内的一些旋转接头相当简单，只要设有单独进水和回水通道就已满足生产要求。有的厂家根本就不设置旋转接头装置，用加长的金属软管来满足转炉旋转的需要，但往往存在着软管拉断，漏水的故障发生率相对比较高，而转炉的高温生产是比较忌讳漏水现象的。最近也有厂家在多通道复吹上开始研究，取得了进展。该类型的旋转接头也有报道。但目前旋转接头均没考虑炉壳与托圈之间的风冷的要求。从了解的国内外相关技术来看，现有的旋转接头一般只含有进水出水的通道，有复吹的冶金企业在上面设有复吹用气的通道，但往往只有一路，然后到了转炉炉底再分成若干分支分别对应炉底风口，实现向转炉炉底供气，但对每个风口的气体压力流量均无法实现调控的作用。而且现有的旋转接头基本上都没有考虑风冷的通道。中国专利02286550.0介绍了一种“转炉水汽旋转接头”，该旋转接头有进水回水通道，也有多个复吹用气的通道，它的进水回水通道设在中间空腔内的管子上，无法保证足够的进水和回水水量。它没有考虑转炉强制风冷的压缩空气通道，使其不能实现提高转炉炉身寿命的要求。它将复吹用气的环形气道和密封槽均设置在定子上的内壁，由于工艺要求这些部件需要精加工，在孔内加工这些环节显得相当困难。它在进水管与进气管之间就设置一道简单的密封，一旦该道密封失效，将导致严重的后果，可能会使水通过转炉底部的复吹风口进入钢水，可能引发爆炸等严重事故。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种转炉用多介质旋转接头。需要解决的技术问题是提高旋转接头内冷却水流量，降低炉壳和托圈的温度，降低工件加工难度，提高密封效果。
本实用新型的技术方案为一种转炉用多介质旋转接头，由固定件和旋转件构成，固定件和旋转件均为柱状体，固定件用两个或三个滚动轴承支撑在旋转件上，固定件和旋转件可相对转动，固定件上开有多个进气口，旋转件上设有进水、回水槽，固定件端部设有总进水和回水管法兰装置，用以连接外部管道，固定件进、出水口位于管法兰装置上、下端。固定件进、出水口与固定件进气口不在同一水平位置，且方向相互垂直，固定件进、出水口与固定件进气口之间在不同水平各设置两道密封圈。旋转件进水槽和回水槽设置在旋转件的两层圆周内。旋转件端部设有旋转件通向转炉的出水口和转炉通向旋转件的回水口，在旋转件内部中间设有空腔，为风冷压缩空气通道。旋转件上对应于固定件进气口设有圆周槽，并设有内部气体通道，内部气体通道连通各个圆周槽。固定件对应的进气口之间设置两道密封圈，密封圈之间留有加油口。
本实用新型的有益效果是将进水回水通道设在转子的两层圆周内，其优点是保证了足够的进水和回水水量，确保水路畅通。本实用新型在旋转件内设置了压缩空气通道，对转炉与托圈之间的转炉外壳进行有效冷却，提高了转炉寿命。本实用新型将复吹用气的内部气体通道和圆周槽均设置在旋转件上，解决了加工难题，使密封更加有效。由于多种介质通过同一个旋转接头装置向转炉供应，互相隔离不能干涉显得十分重要。特别复吹用气是通向熔融的钢水，一旦水气混入，有爆炸的危险。因此在本实用新型中特别在这两种介质之间设置多道密封圈，以确保水不能进入复吹用气通道。除此之外，还将水气通道不布置在同一水平面，也是加强其安全性的措施之一。
图1为本实用新型外部形状结构示意图图2为本实用新型图1A-A截面结构示意图图3为本实用新型在转炉上工作位置示意图图中1-固定件进水口，2-固定件出水口，3-旋转件，4-旋转件出气口，5-固定件，6-旋转件介质出口，7-轴承端盖，8-密封圈，9-固定件进气口，10-圆周槽，11-旋转件回水槽，12-旋转件进水槽，13-旋转件通向转炉的出水口，14-连接法兰，15-滚动轴承，16-旋转件内部气体通道，17-转炉通向旋转件的回水口，18-压缩空气通道，19-转炉，20-托圈，21-风冷喷嘴。
具体实施方式
参照图3，由固定件5和旋转件3组成的旋转接头通过连接法兰14与支撑转炉的托圈20耳轴装置连接在一起，托圈20通过驱动装置可以自由360度旋转，托圈20通过连接装置带动转炉19一起旋转工作。炉壳与托圈之间由于间隙较小，一般只有100多毫米，转炉冶炼的高热量很难从中散发出去，从而导致转炉炉壳的膨胀变形，挤压托圈，可能导致转炉系统的早期失效损坏。现在炉壳与托圈之间的间隙设置风冷喷嘴21对炉壳进行空气强制冷却。从而提高炉壳和托圈的使用寿命。参照图1、2，一种转炉用多介质旋转接头，由固定件5和旋转件3构成，固定件5和旋转件3均为柱状体，固定件5用两个或三个滚动轴承15支撑在旋转件3上，固定件5和旋转件3可相对转动，固定件上开有4-8个固定件进气口9，间距为100-200mm，旋转件3上设有旋转件进水槽12、旋转件回水槽11，固定件端部设有总进水和回水管法兰装置，用以连接外部管道，管法兰装置通过轴承端盖7与固定件、旋转件连接，轴承端盖7与旋转件之间设有两道密封圈；固定件进、出水口1、2位于管法兰装置上、下端。固定件进、出水口1、2与固定件进气口9不在同一水平位置，且方向相互垂直。旋转件进水槽和回水槽12、11设置在旋转件的两层圆周内。旋转件端部设有旋转件通向转炉的出水口13和转炉通向旋转件的回水口17，在旋转件内部中间设有空腔，口径在300-500mm，为风冷压缩空气通道18，压缩空气通过旋转介质出口6进入托圈。旋转件上对应于固定件进气口设有圆周槽10，并设有旋转件内部气体通道16，内部气体通道连通各个圆周槽10。固定件对应的进气口之间设置两道密封圈8，密封圈之间留有加油口。连接法兰14与旋转件焊接在一起，实现整个旋转接头与托圈的连接。冷却水通过旋转接头固定件进水口1沿着旋转接头旋转件进水槽12到达旋转件通向转炉的出水口13实现向转炉炉帽和炉口水箱供水。转炉冷却后的回水通过转炉通向旋转件的回水口17沿着旋转件回水槽11流向旋转接头的固定件出水口2，完成整个系统的冷却水循环。而复吹用惰性气体通过固定件进气口9(可以根据工艺需要有四组或更多)，沿着旋转件上的圆周槽10，通过旋转件内部气体通道16，流向通往转炉的旋转件出气口4，实现向转炉底部的供气。
权利要求1.一种转炉用多介质旋转接头，由固定件和旋转件构成，固定件和旋转件均为柱状体，固定件用两个或三个滚动轴承支撑在旋转件上，固定件和旋转件可相对转动，固定件上开有多个进气口，固定件端部设有总进水和回水管法兰装置，用以连接外部管道，其特征是固定件进、出水口位于管法兰装置上、下端，固定件进、出水口与固定件进气口不在同一水平位置，且方向相互垂直，不同水平各设置密封，旋转件上设有进水、回水槽，旋转件进水槽和回水槽设置在旋转件的两层圆周内，在旋转件内部中间设有空腔，为风冷压缩空气通道，固定件对应的进气口之间设置密封。
2.根据权利要求1所述的一种转炉用多介质旋转接头，其特征是，固定件进、出水口与固定件进气口之间在不同水平各设置两道密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种转炉用多介质旋转接头，其特征是，旋转件端部设有旋转件通向转炉的出水口和转炉通向旋转件的回水口。
4.根据权利要求1所述的一种转炉用多介质旋转接头，其特征是，旋转件上对应于固定件进气口设有圆周槽，并设有内部气体通道，内部气体通道连通各个圆周槽。
5.根据权利要求1所述的一种转炉用多介质旋转接头，其特征是，固定件对应的进气口之间设置两道密封圈，密封圈之间留有加油口。
专利摘要本实用新型涉及一种转炉旋转接头，特别涉及一种转炉用多介质旋转接头。解决现有旋转接头冷却水流量低、无法对炉壳冷却、工件加工难度大等技术问题。一种转炉用多介质旋转接头，由固定件和旋转件构成，固定件和旋转件均为柱状体，固定件用两个或三个滚动轴承支撑在旋转件上，固定件和旋转件可相对转动，固定件上开有多个进气口，固定件端部设有总进水和回水管法兰装置，用以连接外部管道，其特征是固定件进、出水口位于管法兰装置上、下端，固定件进、出水口与固定件进气口不在同一水平位置，且方向相互垂直，不同水平各设置密封，旋转件上设有进水、回水槽，旋转件进水槽和回水槽设置在旋转件的两层圆周内，在旋转件内部中间设有空腔，为风冷压缩空气通道，固定件对应的进气口之间设置密封。本实用新型主要用于转炉炼钢生产。
文档编号C21C5/46GK2786135SQ200520041139
公开日2006年6月7日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者黄建东 申请人:宝山钢铁股份有限公司