专利名称：高炉变径风口小套的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高炉变径风口小套，属于高炉技术领域。
背景技术：
据申请人了解，高炉生产中需要根据实际需求提高送风速度，以改善高炉炉况，提高出铁量。目前虽然已经出现了一些与风口小套相关的改进技术，但是都无法实现在高炉生产过程中、在保持送风压力不变的情况下按需实时提高送风速度。比如，授权公告号为CN2797375Y的中国实用新型专利公开了一种高炉风口变径套，可套在风口内缩小风口面积以提高风速，但是该变径套只能在高炉开炉时或停炉休风时放入风口小套，无法在高炉生产过程中按需使用。此外，由于风口小套工作时环境温度高达1500°C -2800°C，风口小套使 用寿命较短，在其使用寿命将尽时必须停炉休风更换风口小套，而停炉休风代价高昂，有碍企业经济效益增长。
实用新型内容本实用新型所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提出一种能按需缩小口径的高炉变径风口小套，可以在高炉生产过程中在保持送风压力不变的情况下调节小套内径，按需实时提高送风速度。本实用新型所要解决的第二技术问题是，在解决首要技术问题的基础上，提出一种能显著延长使用寿命的高炉变径风口小套。为实现上述首要目的，本实用新型技术方案如下一种高炉变径风口小套，包括基本呈圆台状且具有进、出风端的小套主体，所述小套主体内设有沿小套主体中心轴延伸且具有进、出风口的风道，所述风道进、出风口分别与进、出风端对应，所述进风端端面面积大于出风端端面面积；其特征是，所述小套主体中部与出风端之间设有阀腔，所述阀腔由所述风道同时朝小套主体两相对径向扩展而成；所述阀腔具有分别位于风道两侧且通向小套主体进风端的两控制孔；所述阀腔内装有沿小套主体径向滑移的一对节流阀芯；当所述一对阀芯处于径向接近位置时，所述风道呈流通面被局部遮挡的节流状态；当所述一对阀芯处于径向分离位置时，所述风道呈流通面畅通的开流状态。当需要提高送风速度时，由外部加压装置经两控制孔向阀腔内加压，使一对节流阀芯被推至径向接近位置，使风道呈流通面被局部遮挡的节流状态；该状态下，由于风道流通面面积变小，可在风道送风压力保持不变的情况下，迅速提高送风速度，改善高炉内部燃烧状态。当不再需要提高风速时，可控制外部加压装置降低输出气压，或者直接撤去外部加压装置，这样，在风道送风压力作用下，一对节流阀芯分别被推至径向分离位置，风道呈流通面畅通的开流状态，此时风速恢复至初始状态。上述结构通过在风口小套中加设可按需移动的一对节流阀芯来改变风道流通面面积，从而实现在高炉生产过程中根据炉况调节风口小套内径，在保持送风压力不变的情况下按需实时提高送风速度，可改善高炉炉况，提高出铁量，改变风速时无需停炉休风，可降低生产成本。为实现上述第二目的，本实用新型进一步完善的技术方案如下所述小套主体内设有冷却水通道，所述冷却水通道具有位于小套主体进风端的进水孔和出水孔；所述冷却水通道包括从进水孔延伸至小套主体出风端的进水腔、以及从小套主体出风端延伸至出水孔的出水腔；所述进水腔和出水腔靠近小套主体出风端的部位相互连通。该结构中，冷却水走向为进水孔一进水腔一小套主体出风端一出水腔一出水孔。采用该结构后，可为整个风口小套提供有效冷却，延长其使用寿命，从而减少停炉休风次数，有利于降低生产成本，扩大企业经济效益。
图I为本实用新型实施例的剖面示意图，图中的箭头表示流动方向。 图2为图I的A-A剖视图，其中A为非节流状态，B为节流状态。图3为图I的B向视图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。实施例本实施例的高炉变径风口小套基本结构如图I所示，包括由铜或黑色金属制成的基本呈圆台状且具有进、出风端的小套主体I,小套主体I内设有沿小套主体I中心轴延伸且具有同轴进、出风口的基本呈圆台状的风道2，风道2进、出风口分别与进、出风端对应。风道2进风口截面面积大于出风口截面面积；小套主体I进风端端面面积大于出风端端面面积。小套主体I中部与出风端之间设有阀腔4。如图2所示，阀腔4由风道2同时朝小套主体I两相对径向扩展而成，阀腔4远离风道2的末端具有分别位于风道2两侧且通向小套主体I进风端的两控制孔P1、P2 ;阀腔4内装有分别位于风道2两侧的一对节流阀芯LI、L2,均由耐高温金属或耐高温非金属或耐火材料制成(耐高温金属或耐高温非金属须耐温1000°C -2500°C );阀芯分别具有朝向风道2的端面、远离风道2的球冠端面、以及连接这两端面并沿小套主体I径向延伸的侧面；阀芯L1、L2远离风道2的端面与阀腔4远离风道2的末端之间分别留有与对应控制孔P1、P2相通的气压控制腔fl、f2 ;两阀芯的侧面分别与阀腔4滑动连接、并构成移动副；当一对阀芯处于径向接近位置时，风道2呈流通面被局部遮挡的节流状态，阀芯朝向风道2的端面之间留有节流风道6 ;当一对阀芯处于径向分离位置时，风道2呈流通面畅通的开流状态，阀芯分别靠近阀腔4远离风道2的末端。具体而言，阀芯朝向风道2的端面分别为在对应位置处设有缺口的平面，当一对阀芯处于径向接近位置时，阀芯朝向风道2的端面相互贴合且前述缺口拼合成圆形节流风道6。需要说明的是，阀芯朝向风道2的端面也可以分别为曲面；当一对阀芯处于径向接近位置时，阀芯朝向风道2的端面之间也可以留有缝隙作为节流风道6，此时则不用设置半圆形缺口。此外，节流风道截面可以是圆形、椭圆形、菱形等形状，只要起到节流作用就可以。[0019]此外，阀芯L1、L2沿小套主体I径向延伸的侧面分别具有滑块、阀腔4具有与滑块相配的滑槽，或者阀芯的侧面分别具有滑槽、阀腔4具有与滑槽相配的滑块；滑块与滑槽配合形成滑动副，分别实现阀芯侧面与阀腔4的滑动连接。当需要提高送风速度时，由外部加压装置经控制孔P1、P2增加气压控制腔H、f2中的气压(优选使两控制腔内气压保持相同)，当该气压大于风道2送风压力时，节流阀芯LUL2会被推至径向接近位置，使风道2呈流通面被局部遮挡的节流状态，阀芯缺口拼合成节流风道6，如图2的B图所示；该状态下，由于节流风道6直径Φ d小于风道2流通面直径ΦD，可在风道2送风压力保持不变的情况下，迅速提高送风速度，改善高炉内部燃烧状态。当不再需要提高风速时，可控制外部加压装置降低输出气压，或者直接撤去外部加压装置，使气压控制腔H、f2中的气压小于风道2送风压力，这样，在风道2送风压力作用下，一对节流阀芯LI、L2分别被推至径向分离位置，风道2呈流通面畅通的开流状态，此时风速恢复至初始状态。小套主体I内设有冷却水通道，冷却水通道具有位于小套主体I进风端的进水孔Ql和出水孔Q2 ;冷却水通道包括从进水孔Ql延伸至小套主体I出风端的进水腔3-1、以及从小套主体I出风端延伸至出水孔Q2的出水腔3-2 ;进水腔3-1和出水腔3-2靠近小套主体I出风端的部位相互连通。冷却水走向为进水孔Ql —进水腔3-1 —小套主体I出风端—出水腔3-2 —出水孔Q2。如图3所示，进水孔Ql位于风道2进风口的上方(优选正上方)，出水孔Q2位于风道2进风口的下方(优选侧下方)，进水孔Ql中心、风道2进风口中心、出水孔Q2中心三者成圆心角α (其角度范围优选大于0°且小于或等于180° );控制孔Ρ1、Ρ2中心的连线过风道2进风口中心；进水腔3-1和出水腔3-2对称分布在控制孔Ρ1、Ρ2中心连线的两侧。实验表明，采用该结构的冷却水通道能显著降低风口小套的温度，从而显著延长风口小套的使用寿命，彻底解决风口小套的冷却问题。本实施例风口小套在使用时出风端靠近高炉内部、进风端则远离高炉。与现有技术相比，本实施例风口小套有益效果如下(I)可以在高炉生产过程中在保持送风压力不变的情况下改变小套内径，按需实时提高送风速度，改善高炉炉况，提高出铁量，改变风速时无需停炉休风，可降低生产成本。(2)采用独特结构的冷却水通道，能显著低风口小套的温度，从而显著延长风口小套的使用寿命，彻底解决风口小套的冷却问题，可减少停炉休风次数，有利于降低生产成本，扩大企业经济效益。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种高炉变径风口小套，包括基本呈圆台状且具有进、出风端的小套主体，所述小套主体内设有沿小套主体中心轴延伸且具有进、出风口的风道，所述风道进、出风口分别与进、出风端对应，所述进风端端面面积大于出风端端面面积；其特征是，所述小套主体中部与出风端之间设有阀腔，所述阀腔由所述风道同时朝小套主体两相对径向扩展而成；所述阀腔具有分别位于风道两侧且通向小套主体进风端的两控制孔；所述阀腔内装有沿小套主体径向滑移的一对节流阀芯；当所述一对阀芯处于径向接近位置时，所述风道呈流通面被局部遮挡的节流状态；当所述一对阀芯处于径向分离位置时，所述风道呈流通面畅通的开流状态。
2.根据权利要求I所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述节流阀芯分别位于所述风道的两侧；所述阀芯分别具有朝向风道的端面、远离风道的端面、以及连接两端面且沿小套主体径向延伸的侧面；所述阀芯远离风道的端面与所述阀腔远离风道的末端之间分别留有与对应控制孔相通的气压控制腔；所述阀芯的侧面分别与阀腔滑动连接、并构成移动副；当所述一对阀芯处于径向接近位置时，所述阀芯朝向风道的端面之间留有节流风道；当所述一对阀芯处于径向分离位置时，所述阀芯分别靠近阀腔远离风道的末端。
3.根据权利要求2所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述小套主体内设有冷却水通道，所述冷却水通道具有位于小套主体进风端的进水孔和出水孔；所述冷却水通道包括从进水孔延伸至小套主体出风端的进水腔、以及从小套主体出风端延伸至出水孔的出水腔；所述进水腔和出水腔靠近小套主体出风端的部位相互连通。
4.根据权利要求3所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述进水孔位于风道进风口的上方，所述出水孔位于风道进风口的下方，所述进水孔中心、风道进风口中心、出水孔中心三者成圆心角a ;所述两控制孔中心的连线过风道进风口中心；所述进水腔和出水腔对称分布在两控制孔中心连线的两侧。
5.根据权利要求4所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述进水孔位于风道进风口的正上方，所述出水孔位于风道进风口的侧下方；所述圆心角a的角度范围为大于0°且小于或等于180°。
6.根据权利要求I至5任一项所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述两控制孔分别位于所述阀腔远离风道的末端。
7.根据权利要求I至5任一项所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述阀芯朝向风道的端面分别为在对应位置处设有缺口的平面；当所述一对阀芯处于径向接近位置时，所述阀芯朝向风道的端面相互贴合且所述缺口拼合成节流风道。
8.根据权利要求I至5任一项所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述阀芯沿小套主体径向延伸的侧面分别具有滑块且所述阀腔具有与滑块相配的滑槽，或者所述阀芯的侧面分别具有滑槽且所述阀腔具有与滑槽相配的滑块；所述滑块与滑槽配合形成滑动副。
9.根据权利要求I至5任一项所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述风道基本呈圆台状，所述风道进风口截面面积大于出风口截面面积。
10.根据权利要求I至5任一项所述的高炉变径风口小套，其特征是，所述小套主体由铜或黑色金属制成；所述节流阀芯由耐高温金属或耐高温非金属或耐火材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种高炉变径风口小套，包括具有进、出风端的小套主体，其内设有风道；小套主体中部与出风端之间设有阀腔，阀腔由风道同时朝小套主体两相对径向扩展而成；阀腔内装有一对节流阀芯，当一对阀芯处于径向接近位置时，风道呈流通面被局部遮挡的节流状态；当一对阀芯处于径向分离位置时，风道呈流通面完全畅通的开流状态；阀腔具有控制阀芯移动的两控制孔。小套内还设有冷却小套的冷却水通道。采用本实用新型结构后，可以在高炉生产过程中根据炉况调节风口小套内径，在保持送风压力不变的情况下按需实时提高送风速度。
文档编号C21B7/16GK202576463SQ20122016016
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者宗品禾 申请人:宗品禾