专利名称：用于高炉炉顶布料器的密封结构及高炉炉顶布料器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封结构，尤其涉及一种用于高炉炉顶布料器的密封结构及高炉炉顶布料器，属于密封领域。
背景技术：
高炉炉顶装料设备是高炉炼铁的关键设备，该设备能否满足工艺要求直接制约着高炉的产量。近二十年高炉炉顶装料设备逐步用无料钟炉顶替代钟式炉顶，改变了原来布料形式单一、工艺性能及操作控制性能差、维护检修困难的状况，实现了精确布料，提高了高炉冶炼技术水平和效率。布料器是高炉炼铁无料钟炉顶设备中实现料流控制的关键设备。为了防止高炉内高温且带有大量粉尘的荒煤气进入到布料器的内腔，影响布料器的正常运行，因此需要采用密封结构进行密封。目前国内外的布料器采用水冷氮封的方式密封，但是由于高炉炼铁状况复杂，控制合理的氮气密封间隙非常困难。目前具体的密封结构主要为图1中所采用的大环缝间隙结构A和图2中所采用的迷宫密封结构B两种。该两种结构中喉管101与旋转套筒102之间，以及旋转套筒102与水冷底盘103之间密封后的间隙过大(3 5mm)。 间隙过大，充入布料器内腔的氮气无法与高炉内部形成压力差，无法实现真正的氮气密封， 布料器内腔往往积灰严重，十分影响布料器使用寿命，不但氮气消耗量异常巨大，而且会影响后续煤气质量。但是如果间隙过小，炉顶温度一旦升高，将会导致布料器卡死不能正常工作，严重影响高炉生产。
实用新型内容鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对高温适应性好、密封效果高、能实现真正的氮气密封的用于高炉炉顶布料器的密封结构。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案一种用于高炉炉顶布料器的密封结构，包括搁置于所述高炉炉顶布料器的旋转套筒的上端面上并套设在所述高炉炉顶布料器的喉管的下部的密封环以及搁置于所述高炉炉顶布料器的水冷底盘的上端面上并套设在所述旋转套筒的下端的滑环。作为优选，所述密封环为圆环状，且采用不锈钢材料制成。作为优选，所述滑环由至少三瓣滑片段通过弹簧首尾相接构成。作为优选，所述滑环由六瓣滑片段通过弹簧首尾相接构成。作为优选，所述滑环的外圆周上开设有环形凹槽，每瓣所述滑片段的两端的环形凹槽内分别设置固定块，所述弹簧的两端分别连接在相邻两瓣所述滑片段相对端的固定块上。作为优选，还包括活结螺栓，所述固定块上开设固定孔，所述活结螺栓穿设在所述固定孔内，所述活结螺栓的螺杆端设置有螺母，相邻两瓣所述滑片段相对端的固定块的固定孔内的所述活结螺栓的栓头分别与所述弹簧的两端连接。[0011]作为优选，所述滑环的内圆面靠近水冷底盘的一侧的内径大于远离水冷底盘的一侧的内径。作为优选，在所述水冷底盘上设置多个沿所述滑环的外圆周均布用于限制所述滑环向上浮动的范围的压板。作为优选，所述密封环与所述喉管之间的间隙小于1. Omm ；所述滑环与所述旋转套筒之间的间隙小于0. 05mm。本实用新型同时公开了高炉炉顶布料器，包括旋转套筒、用于驱动所述旋转套筒旋转的驱动装置、位于旋转套筒外侧的布料器内腔、溜槽、喉管和水冷底盘，所述喉管位于所述旋转套筒的上方，所述溜槽位于所述喉管下方并与所述旋转套筒连接；所述水冷底盘设置于所述旋转套筒的下方，其中所述旋转套筒的上端面上搁置上面所述的密封环，所述密封环套设在所述喉管的下部，所述水冷底盘的上端面上搁置上面所述的滑环，所述滑环套设在所述旋转套筒的下端。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型的用于高炉炉顶布料器的密封结构高温适应性好，能使布料器内腔与高炉内部形成压差，有效阻止高炉荒煤气及炉尘进入布料器内部，实现真正的氮气密封，从而延长布料器的使用寿命，同时减少了氮气的消耗量，节约了能源。
图1为现有技术中高炉炉顶布料器的大环缝间隙密封结构剖视图。图2为现有技术中高炉炉顶布料器的迷宫密封结构剖视图。图3为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构的剖视图。图4为图3中C部分的放大图。图5为图4中D部分的放大图。图6为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑环的立体结构示意图。图7为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑环的主视图。图8为图7中的滑环的俯视图。图9为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑片段的立体结构示意图。图10为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑片段的另一方向的立体结构示意图。图11为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的活结螺栓的立体结构示意图。图12为本实用新型的高炉炉顶布料器的局部结构剖视图。附图标记说明1-旋转套筒2-密封环3-喉管4-滑环5-水冷底盘6-滑片段7-弹簧8-环形凹槽[0033]9-固定块11-活结螺栓
10-固定孔 12-螺母 14-螺杆 16-螺栓13-栓头孔15-压板17-驱动装置19-溜槽
18-布料器内腔 20-高炉内部腔室
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。图3为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构的剖视图。图4为图3中 A部分的放大图。图5为图4中B部分的放大图。如图3至5所示，本实用新型实施例公开的用于高炉炉顶布料器的密封结构，包括密封环2和滑环4。如图4所示，密封环2靠重力搁置于所述高炉炉顶布料器的旋转套筒1的上端面， 在旋转套筒1旋转时，密封环2与旋转套筒1间可以发生相对滑动。密封环2同时套设在喉管3的下部，如图4所示，密封环2与喉管3之间存在一定的间隙L，在本实施例中该间隙 L小于1. 0mm。在正常情况下，密封环2不发生移动或运动，并与不旋转的喉管3之间保持相对静止状态，当温度异常(高于300°C)时，密封环2与喉管3之间由于热膨胀卡死，即密封环2紧箍在喉管3上，但不会影响旋转套筒1的旋转。因此在任何情况下都能起到很好的密封效果。本实施例中，密封环2为圆环状，并采用耐磨、防锈蚀材料制成，如不锈钢或其他耐磨防锈蚀材料。如图5所示，滑环4搁置于所述高炉炉顶布料器的水冷底盘5的上端面上，并且套设在旋转套筒1的下端，滑环4与旋转套筒1之间存在一定的间隙，在本实施例中该间隙为小于0. 05mm。滑环4在旋转套筒1的带动下能在水冷底盘5上滑动。图6为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑环的立体结构示意图。图7为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑环的主视图。图8为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑环的俯视图。图9为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑片段的立体结构示意图。图10为本实用新型的用于高炉炉顶布料器上的密封结构中的滑片段的另一方向的立体结构示意图。本实施例的滑环4由图9和图10示出的至少三瓣滑片段6通过弹簧7首尾相接构成。如图6和图7 所示，滑环4优选由六瓣滑片段6通过弹簧7首尾相接构成。滑片段6之间可以相互滑动但又能保证滑环4形状的完整性，能适应异常炉况时由于温升引起的喉管3的热膨胀，确保此时的密封结构仍然有效。结合图6至图10，滑环4的外圆周上开设有环形凹槽8，每瓣滑片段6的环形凹槽 8的两端的内部分别设置固定块9，弹簧7的两端分别连接在相邻两瓣滑片段6相对端的固定块9上，以便通过弹簧7使相邻两瓣滑片段6的首尾相接。为了能够方便的调节弹簧7的状态(自然状态或张紧状态)，固定块9上设有轴线沿环形凹槽8的固定孔10，每个固定孔 10内均穿设一如图11所示的活结螺栓11，活结螺栓11的螺杆14上设置有螺母12，相邻两瓣滑片段6相对端的固定块9的固定孔10内的活结螺栓11的栓头分别与弹簧7的两端连接，如图6所示，弹簧7的端头分别钩在活结螺栓11的栓头孔13内。通过调节螺母12，便能调节活结螺栓11的螺杆14伸出固定孔10的长度，使得弹簧7处于所需要的自然状态或者略有张紧的状态。六瓣滑片段6依靠弹簧7拉靠在一起，正常情况下，滑环4的内径与套接处旋转套筒1的外径相适应，间隙小于0. 05mm,当炉顶温度升高时，滑环4随着旋转套筒1的膨胀一起向外扩张并在固定的水冷底盘5上滑动，此时由于弹簧的拉紧力，使得滑环4与旋转套筒之间仍然能保持极小的间隙，从而实现对环境的适应，并能起到很好的密封效果。如图3和图5所示，作为本实施例的一种优选方案，滑环4的内圆面靠近水冷底盘 5 一侧的内径大于远离水冷底盘5 —侧的内径，这样能有效减少热膨胀时滑环4与旋转套筒 1之间的接触面积，保证滑环4不会抱死在旋转套筒1上。再次结合图3和图5，作为本实施例的再一种优选方案，为了进一步限定滑环4，在水冷底盘5设置多瓣绕滑环4的外圆周均布的用于限制滑环4向上浮动的范围的压板15， 压板15通过螺栓16与水冷底盘5连接。如图12所示，本实用新型公开的高炉炉顶布料器，包括旋转套筒1、用于驱动旋转套筒1旋转的驱动装置17、位于旋转套筒1外侧的布料器内腔18、溜槽19、喉管3和水冷底盘5，喉管3位于旋转套筒1的上方，溜槽19位于喉管3下方并与旋转套筒1连接；水冷底盘5设置于旋转套筒1的下方。为了防止高炉内部腔室20内部的高温煤气进入布料器内腔18而影响布料器的性能，在旋转套筒1的上端面上搁置密封环2，并且密封环2套设在喉管3的下部，水冷底盘5的上端面上搁置滑环4，并且滑环4套设在旋转套筒1的下端。当布料器内腔18中充入氮气时，由于密封环2和滑环4的设置使布料器内腔18与高炉内部形成压差，从而实现真正的氮气密封。在高炉炉顶布料器上设置密封结构时，首先根据布料器的喉管3的外径，按照预留Imm余量的原则确定密封环2的尺寸，然后按照下部水冷底盘5上部的外径尺寸以及旋转套筒1下部的回转直径尺寸确定滑环4的尺寸。安装时，将密封环2套在喉管3上并使其靠重力搁置于旋转套筒1的上端即可。将多瓣滑片段6先按照旋转套筒1的回转直径首尾相接围成一个圆形，在再相邻两瓣滑片段6之间通过活结螺栓11安装弹簧7，通过调解螺母12和活结螺栓11的长度，使得弹簧7处于自然状态或者略有张紧状态，最后在水冷底盘 5上沿滑环4的外圆周通过螺栓16安装多个压板15。以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，包括搁置于所述高炉炉顶布料器的旋转套筒的上端面上并套设在所述高炉炉顶布料器的喉管的下部的密封环以及搁置于所述高炉炉顶布料器的水冷底盘的上端面上并套设在所述旋转套筒的下端的滑环。
2.根据权利要求1所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，所述密封环为圆环状，且采用不锈钢材料制成。
3.根据权利要求1所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，所述滑环由滑片段通过弹簧首尾相接构成。
4.根据权利要求3所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，所述滑环由六瓣滑片段通过弹簧首尾相接构成。
5.根据权利要求3或4所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，所述滑环的外圆周上开设有环形凹槽，每瓣所述滑片段的两端的环形凹槽内分别设置固定块，所述弹簧的两端分别连接在相邻两瓣所述滑片段相对端的固定块上。
6.根据权利要求5所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，还包括活结螺栓，所述固定块上开设固定孔，所述活结螺栓穿设在所述固定孔内，所述活结螺栓的螺杆端设置有螺母，相邻两瓣所述滑片段相对端的固定块的固定孔内的所述活结螺栓的栓头分别与所述弹簧的两端连接。
7.根据权利要求1所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于，所述滑环的内圆面靠近水冷底盘的一侧的内径大于远离水冷底盘的一侧的内径。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于， 在所述水冷底盘上设置多个沿所述滑环的外圆周均布的用于限制所述滑环向上浮动的范围的压板。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构，其特征在于， 所述密封环与所述喉管之间的间隙小于1. Omm ；所述滑环与所述旋转套筒之间的间隙小于 0. 05mmo
10.高炉炉顶布料器，包括旋转套筒、用于驱动所述旋转套筒旋转的驱动装置、位于旋转套筒外侧的布料器内腔、溜槽、喉管和水冷底盘，所述喉管位于所述旋转套筒的上方，所述溜槽位于所述喉管下方并与所述旋转套筒连接；所述水冷底盘设置于所述旋转套筒的下方，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的用于高炉炉顶布料器的密封结构。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高炉炉顶布料器的密封结构及高炉炉顶布料器，所述密封结构包括搁置于所述高炉炉顶布料器的旋转套筒的上端面上并套设在所述高炉炉顶布料器的喉管的下部的密封环以及搁置于所述高炉炉顶布料器的水冷底盘的上端面上并套设在所述旋转套筒的下端的滑环。本实用新型的用于高炉炉顶布料器的密封结构高温适应性好，能使布料器内腔与高炉内部形成压力差，有效阻止高炉荒煤气及炉尘进入布料器内部，实现真正的氮气密封，从而延长布料器的使用寿命，同时减少了氮气的消耗量，节约了能源。
文档编号C21B7/20GK202116573SQ20112016141
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者倪建通, 冯文强, 刘同春, 华成, 周永利, 宋训雷, 李凤茹, 王晓丽, 袁志勇, 许振东, 陈晓光 申请人:秦皇岛秦冶重工有限公司