专利名称：炉子设备及保持环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炉子设备，其包括一炉子、一废热锅炉、以及一保持环，其中的保持环被设置在炉子与废热锅炉之间。本发明还涉及一种用于此类炉子设备的保持环。该保持环被用来密封炉子与废热锅炉之间的间隙。所述炉子尤其是指用在有色金属冶金领域中的炉子，优选地是，该炉子是转炉或阳极炉。
背景技术：
上述类型的炉子设备在工程实践或现有技术中是公知的。对于这些炉子设备，所关心的问题是如果可能的话，将温度达到1000℃以上的炉子废气直接地、不与外界空气混合地供送到废热锅炉中，使得废气在废热锅炉中的入口温度尽可能地高。这就具有优化节约废热锅炉的作用。炉子与废热锅炉之间的密封由保持环来实现，该密封的作用主要是防止外界空气或冷空气渗入到废热锅炉中。该密封还用来防止热的、部分有毒的炉子废气进入到环境大气中，其中的有毒废气例如是一氧化碳。但是，在现有技术的炉子设备中，可靠而有效的密封始终无法得到保证。密封对于回转炉尤其是一个难题，其中的回转炉例如是绕其纵向轴线旋转的炉子。
本发明致力于解决的基本技术问题是提供一种上述类型的炉子设备，对于该炉子设备，借助于保持环，能简单而低成本地对炉子与废热锅炉之间的间隙上实现有效而可靠的密封。本发明努力解决的特定技术问题是使具有回转炉的炉子设备达到这样的密封效果。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种合适的保持环。
发明内容
为了解决该技术问题，本发明提供了一种炉子设备，其包括一炉子、一废热锅炉、以及被布置在炉子与废热锅炉之间的一保持环，其中，炉子具有一废气出口，该出口带有一炉子凸缘，该凸缘遮盖着废气出口的周面，且废热锅炉具有一废气进口，其带有一孔口壁，该孔口壁遮盖着废气进口的周面。
其中，保持环可相对于孔口壁在其上被可移动地引导，保持环能利用一个密封部分压靠着炉子凸缘，在此条件下，炉子凸缘与孔口壁之间的间隙被密封起来。
其中，保持环的一个内侧部分与密封部分相连接，优选地是其间不带有间隙或中断部，且该内侧部分伸到废热锅炉的废气进口中。
如上文已解释的那样，所述炉子尤其是用在有色金属冶金领域中的炉子，特别是转炉或阳极炉。炉子产生的废气从废气出口排出，并流入到废热锅炉的废气进口中。根据本发明一优选实施方式，废气流入到该废热锅炉中。但原则上本发明还提出了这样的可能性将废气进口和包围着废气进口的孔口壁布置在用于容纳废气的任何空间中，例如布置在烟囱等位置处。因而，在本发明的该实施方式中，废热锅炉一词还非常宽泛地指代废气的容纳空间或容纳井道。
保持环密封了炉子与废热锅炉之间的间隙。其阻止废气渗透到外界中，并能防止外界空气渗透到废热锅炉中。根据本发明一特别优选的实施方式，保持环被制成一个环绕着孔口壁周面的一体部件，也就是说，保持环的密封部分和内侧部分被制成一体，从而能遮盖着孔口壁和废气进口的周面。但是，还可考虑由几个节段来构成保持环，这些节段被沿着废气进口的周面均匀地布置，可通过插入密封件将这些节段相互连接起来。例如可利用空气、水、或沸腾水对保持环实施合适的冷却。本发明提供了与废热锅炉废气进口的形状相适的止动环。根据一实施方式，环绕着废气进口孔的孔口壁是由一些冷却管组成的，冷却管遮盖着废气进口的周面。原则上，炉子凸缘一词是指任何炉子壁板或任何炉子壁板部分，它们可被连接到废气进口孔上，保持环的密封部分可压靠在这些壁板或壁板部分上，从而实现密封。
根据本发明一特别优选的实施方式，炉子相对于废热锅炉或孔口壁旋转着，并相对于保持环进行旋转，该旋转优选地是绕其纵向轴线进行的。炉子在一天内可绕其纵向轴线旋转几次，且每一处理周期中都旋转几次。可以理解如果炉子是旋转的，则必须对保持环和密封装置作对应的设计。利用根据本发明的措施而满足了这些条件。采用根据本发明的保持环或密封环确保了炉子能保留进行旋转的可能性。尤其是，炉子是一个圆筒形的炉子，其具有一在水平方向上定向的纵向圆筒轴线。因而，炉子的形状和布置形式对应于一个水平的圆筒体。废气进口被合适地设置在圆筒体的前平面上，且优选地是或大体上是圆形设计。本发明对废气出口进行了设计，使其未被布置在圆筒体前平面的中心处，在此情况下，必须对废热锅炉的废气进口进行合适的适配，以便于在炉子旋转时在废气进口孔与废气进口之间具有恒定的连接。在此情况下，对保持环也要作相应的设计。
本发明提供了至少一个密封元件，其遮盖着孔口壁的周面，以便于被插入到保持环与孔口壁之间。同样，此处的密封元件一词也指代一组多个密封节段，它们沿孔口壁的周面方向依次排列，利用合适的装置使这些节段相互紧密地连接。根据本发明一特别优选的实施方式，遮盖着孔口壁周面的至少两个密封元件被插入到保持环与孔口壁之间。如上文已指出的那样，两密封元件还可以是两组多个节段，它们在孔口壁的周面方向上依次排列。
优选地是，使用了用一种密封材料制成的密封元件，该密封材料是从由软金属密封料、陶瓷密封料、绝缘毛毡、纤维密封料、绝缘衬垫构成的一组密封材料中选出的。尤其是在密封材料是软金属密封料、陶瓷密封料、绝缘衬垫的情况下，可将多个密封节段合适地依次排列成一行，其遮盖着废气进口的周面。如果提出用绝缘毛毡或纤维密封料作为该密封元件，其可为该密封元件的一个环体，其遮盖着废气进口的周面。
根据本发明一优选实施方式，在保持环与孔口壁之间设置了至少一个密封元件，其被设计成滑动密封件，当保持环移动时，该滑动密封件在孔口壁上滑动，从而实施密封。根据一极为优选的实施方式，保持环具有一外侧部分，其从孔口壁的外侧伸出，且该外侧部分与至少一个密封元件相连接，该密封元件被设计成滑动密封件，当保持环移动时，滑动密封件在孔口壁的外侧上滑动，从而实施密封。如上文已介绍的那样，密封元件可包括一组多个滑动密封节段，这些节段沿废气进口的周面或孔口壁的周面依次排列。上述优选的、依次排列的这样一组多个滑动密封节段的优点在于能简单地适配于非圆形的或形状不规则的废气进口。滑动密封件优选地是软金属密封件、陶瓷滑动密封件或由纤维制成的滑动密封件，其中的纤维特别是碳纤维。如果软金属密封件被用作滑动密封件，则该软金属密封件是由一些小板件合适地构成的，这些小板件可被旋拧到孔口壁上，并相互旋拧起来。这些板件的优点在于它们可被推动并旋拧到孔口壁上，从而在孔口壁与滑动密封件之间只留有非常小的间隙。
如下的技术方案也在本发明的范围内在保持环与孔口壁之间、尤其是在密封环的外侧部分与孔口壁的外侧之间设置由耐热密封颗粒构成的至少一个密封件或至少一个密封元件。由耐热密封颗粒构成的该密封件在孔口壁的外侧上还受到引导，从而当保持环移动时能进行滑动和密封。在本发明的范围内，耐热密封颗粒尤其是指这样的情况在(废气)温度超过500℃、优选地是超过1000℃的条件下，密封颗粒能耐住高温，最重要的是不会熔融或分解。
根据本发明一特别优选的实施方式，被设计为滑动密封件的两密封元件被插在保持环与孔口壁之间，当保持环移动时，该滑动密封件在孔口壁上滑动，且将其密封，其中，两密封元件在止动环的移动方向上相互离开一定的距离。耐热密封颗粒的密封件被间隔设置在这两个滑动密封件之间。当保持环移动时，上述密封件也在孔口壁上滑动，并将其密封。如下的实施方式被证明是尤其合适的两滑动密封件和由耐热密封颗粒构成的另一密封件被设置在保持环的外侧部分与孔口壁外侧之间，且当保持环移动时，两滑动密封件和由耐热密封颗粒构成的密封件在孔口壁的外侧上滑动，并将其密封。如上文已提到的那样，滑动密封件包括多个独立的滑动密封节段，这些节段沿孔口壁的周面依次排列。在两滑动密封件被布置成相互离开一定距离的情况下，滑动密封节段布置成相互偏移。
根据一实施方式，耐热块粒是由纤维材料构成的，该纤维材料尤其是矿物纤维，根据另一实施方式，耐热块粒是由绝缘毛毡构成的。位于两滑动密封件之间的这些耐热密封颗粒可有效地防止已从滑动密封件与孔口壁之间小缝隙逃逸出的少量气体进入到大气中或渗入到废热锅炉中。根据本发明另一优选实施方式，在保持环(优选地是保持环的外侧部分)与孔口壁(或一个固定到孔口壁上的连接元件)之间夹住至少一个绝缘衬垫。该绝缘衬垫是可压缩的，因而不会给保持环的运动带来任何问题。一绝缘衬垫具有用密封材料制成的填充体或芯体，其被封套起来。尤其是，优选使用的绝缘衬垫具有一用陶瓷毡构成的填充体和由玻璃纤维或耐高温玻璃纤维制成的封套。在一个或多个绝缘衬垫背离孔口壁的那一侧上，优选地是设置一由柔性织物元件制成的覆盖物。该织物元件具有合适的耐热性，优选地是，该元件沿孔口壁的整个周面延伸。由于织物元件具有柔性，所以可确保保持环的移动性不会受到影响。
本发明将保持环设计为借助于一机电式驱动件、气动驱动件或液压驱动件进行移动。保持环或保持环的密封部分被该驱动件紧紧地压靠在炉子的炉子凸缘上。保持环可被适当地移动到合适的滑动引导件处。
本发明将保持环的内侧部分设计成这样内侧部分伸到废气进口中，在此条件下，内侧部分与孔口壁的内侧之间的一孔口间隙位于背离炉子废气出口孔的那一侧。这样就能防止炉子废气易于进入到保持环与孔口壁之间的间隔中。因而，这还形成了一种迷宫式密封结构。废气至少基本上要流经保持环的内侧部分或上述的孔口间隙。
本发明还涉及一种保持环，其带有一密封部分，该密封部分用于与一炉子上的炉子凸缘实现密封接触，保持环还具有一内侧部分，当保持环被组装完成后，该内侧部分伸到废热锅炉的废气进口中。
本发明是基于如下的认识而完成的利用根据本发明的措施，在作为一方的炉子与作为另一方的废热锅炉之间实现高度有效且可靠的密封。利用根据本发明的保持环或保持环设计方案以及密封措施，能没有任何问题地-尤其是低成本实现该密封。已经证明对于绕其自身纵向轴线旋转的炉子，将根据本发明的各个特征组合起来将是特别有利的。此情况下，保持环和密封措施必须要被设计成用于不断改变着的条件。根据本发明的措施对于这一目的而言是理想的。
下文将参照附图对本发明作详细介绍，示意性的附图只表示出了一种实施方式，在附图中图1中的俯视剖面图表示了根据本发明的炉子；图2是对图1所示物体所作的放大剖视图；图3是沿图2中箭头A的方向对所示物体所作的视图；以及图4表示了属于本发明一不同实施方式的、按照图2所示情形的物体。
具体实施例方式
图1中的俯视图表示了一种根据本发明的炉子设备，其包括一炉子1、一废热锅炉2、以及一保持环3，保持环3被设置在炉子1与废热锅炉2之间，且利用该保持环3来封闭或密封炉子1与废热锅炉2之间的间隙4。在图示的实施方式中，炉子1是一个圆筒形的炉子1，其可绕其自身纵向轴线L旋转，在图1中用箭头来标出该旋转运动。废热锅炉2在图1中的延伸方向是从纸面垂直向上。
炉子1具有一废气出口5，该出口带有一炉子凸缘6，其遮盖着废气出口5的周面。废热锅炉2具有一废气进口7，其带有一孔口壁8，其遮盖着该废气进口7的周面。在该实施方式中，孔口壁是由一些冷却管9构成的，这些冷却管遮盖着废气进口7的周面。
保持环3在孔口壁8上水平移动(相对于孔口壁8)地被引导，保持环利用一密封部分10压靠在炉子凸缘6上，在此条件下，炉子凸缘6与孔口壁8之间存在的间隙4被密封起来。保持环3的一内侧部分11靠着密封部分10密封，该内侧部分11伸到废气进口7中。此处，一个特别重要的特征在于内侧部分11伸到了废气进口7中，在此条件下，内侧部分11与孔口壁8内侧之间的一孔口间隙12位于与炉子1的废气出口5相背离的一侧。由于设置了这样的结构，从废气出口5逃逸出的炉子废气无法容易地进入到保持环3与孔口壁8之间的间隔中，而是被完全引入到了废热锅炉2中。
此外，保持环3借助于一个机电驱动件、气动驱动件或液压驱动件(图中未示出)合适地移动，并紧密地压靠着炉子凸缘6。在图中，这一运动由双箭头指代。另外，在图2和图4中，保持环3被表示为只位于孔口壁8的一侧。但是，可以领会到保持环3遮盖着孔口壁8的整个周面。此处，优选地是，保持环3被设计成以一整体件的形式而非分割体的形式遮盖着孔口壁的周面。
在图2所示的实施方式中，保持环3具有一外侧部分13，其伸出超过孔口壁8的外侧。在该外侧部分13上，插入两个密封元件，它们被设计为滑动密封件14、15，且被布置成在保持环3的移动方向上相互离开一定的距离。当保持环3移动时，滑动密封件14、15在孔口壁8的外侧上滑动，并将其密封。优选地是，滑动密封件是多个密封节段，这些节段沿孔口壁8的周面依次排列。这一状况被表示在图3中。此处，两滑动密封件14、15的密封节段16、17被布置成相互偏移。在图2所示的实施方式中，保持环3的外侧部分13具有一个鼻状部18，其背离孔口壁8。第一滑动密封件14及其密封节段16被固定到保持环3的外侧，其位于废热锅炉一侧，并位于保持环3鼻状部18的前方。在另一方面，第二滑动接触件15及其密封节段17可被看作是固定到保持环的内侧，并位于保持环3上鼻状部18的后方。如上文已指出的那样，当保持环3移动时(如双箭头所示)，两滑动密封件14、15都在孔口壁8的外侧上滑动。按照一种高度优选的实施方式，并如附图所示那样，在滑动密封件14、15之间的间隔内设置了一个由耐热密封颗粒构成的密封件19。在图示的实施方式中，该密封件19优选地是由绝缘毛毡构成的。
图4表示了根据本发明的炉子设备的另一实施方式。在该实施方式中，保持环3只具有密封部分10和与其相连的内侧部分11。在该实施方式中，三个绝缘衬垫21被紧密地夹在密封部分10与孔口壁8或固定在孔口壁8上的一个连接元件20之间。这些绝缘衬垫21是可压缩的，从而，保持环3能毫无困难地水平移动。在该实施方式中，在保持环3的密封部分10上连接了另一个连接元件22。在两连接元件20、22之间留有一个开口23，其被耐热柔性织物元件24遮盖着。当保持环3在废热锅炉2的方向上移动时，该织物元件24实现了所谓织物补偿器的功能，因而也允许保持环3毫无困难地移动。在图4所示的实施方式中，保持环3与孔口壁8之间的密封功能主要是由绝缘衬垫21完成的，但也获得了织物元件24的支持。优选地是，绝缘衬垫是由多个绝缘衬垫节段构成的，这些节段沿孔口壁的周面依次排列，因而，可以说这些节段相互补充而形成了周向的绝缘衬垫21。合适地是，织物元件24完全遮盖了孔口壁8的周面。
权利要求
1.一种炉子设备，其包括炉子(1)、废热锅炉(2)、以及被布置在炉子与废热锅炉(2)之间的保持环(3)，其中，炉子(1)具有一废气出口(5)，该出口带有一炉子凸缘(6)，该凸缘遮盖着废气出口(5)的周面，且废热锅炉(2)具有一废气进口(7)，其带有一孔口壁(8)，该孔口壁遮盖着废气进口(7)的周面；保持环(3)可在孔口壁(8)上移动，且用一个密封部分(10)压靠在炉子凸缘(6)上，在此条件下，炉子凸缘(6)与孔口壁(8)之间的间隙(4)被密封起来；其中，保持环(3)的一个内侧部分(11)与密封部分(10)相连接，且该内侧部分(11)伸到废气进口(7)中。
2.根据权利要求1所述的炉子设备，其特征在于炉子(1)相对于废热锅炉(2)和保持环(3)绕其纵向轴线(L)进行旋转。
3.根据权利要求1或2所述的炉子设备，其特征在于在保持环(3)与孔口壁(8)之间插入至少一个密封元件，其遮盖着孔口壁(8)的周面。
4.根据权利要求3所述的炉子设备，其特征在于密封元件是从由软金属密封料、陶瓷密封料、绝缘毛毡、纤维密封料、绝缘衬垫构成的一组密封材料中选出的。
5.根据权利要求1到4之一所述的炉子设备，其特征在于保持环(3)具有一外侧部分(13)，其伸出超过孔口壁(8)的外侧，且该外侧部分(13)与至少一个密封元件相连接，该密封元件被设计成滑动密封件(14，15)，当保持环(3)移动时，滑动密封件(14，15)在孔口壁(8)的外侧上滑动，并将其密封。
6.根据权利要求1到5之一所述的炉子设备，其特征在于两密封元件被设计为滑动密封件(14、15)，并被布置成在保持环(3)的移动方向上相互离开一定的距离，当保持环(3)移动时，滑动密封件(14、15)在孔口壁(8)上滑动，且将其密封，在这两个滑动密封件(14、15)之间的间隔上，设置有耐热密封颗粒的密封件或密封元件。
7.根据权利要求1到6之一所述的炉子设备，其特征在于在保持环(3)，优选地是保持环(3)的密封部分(10)与孔口壁(8)或一个固定到孔口壁(8)上的连接元件(20)之间紧夹着至少一个绝缘衬垫(21)，优选地是至少两个绝缘衬垫(21)。
8.根据权利要求1到7之一所述的炉子设备，其特征在于保持环(3)借助于一机电驱动件、气动驱动件或液压驱动件进行移动。
9.根据权利要求1到8之一所述的炉子设备，其特征在于密封环(3)的内侧部分(11)伸到废气进口(7)中，在此条件下，内侧部分(11)与孔口壁(8)的内侧之间设有孔口间隙(12)，其位于背离炉子废气出口(5)的一侧。
10.一种用于对炉子(1)与废热锅炉(2)之间的间隙(4)进行密封的保持环，其带有一密封部分(10)，该密封部分用于与炉子(1)上的炉子凸缘(6)实现密封接触，保持环还具有一内侧部分(11)，当保持环被组装完成后，该内侧部分伸到废热锅炉(2)的废气进口(7)中。
全文摘要
本发明公开了一种炉子设备，其包括一炉子、一废热锅炉、以及被布置在炉子与废热锅炉之间的一保持环。炉子具有一废气出口，该出口带有一炉子凸缘，该凸缘遮盖着废气出口的周面。废热锅炉具有一废气进口，其带有一孔口壁，该孔口壁遮盖着废气进口的周面。保持环可移动地压靠着孔口壁，并利用一个密封部分压靠着炉子凸缘，在此条件下，炉子凸缘与孔口壁之间的间隙被密封起来。保持环的一个内侧部分与密封部分相连接，且该内侧部分伸到废气进口中。
文档编号F27D7/00GK1796913SQ20051013574
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月29日 优先权日2004年12月30日
发明者M·布兰克, G·施潘加德特 申请人:奥莎茨有限公司