专利名称：外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金行业冶炼炉的附属设备，主要提出一种外装分体式透气砖防
渗漏锁紧机构。
背景技术：
随着炼钢工业和有色金属工业对产品洁净度要求的提高，在钢包、铁包、硅包、有色冶炼炉的底部安装透气砖，通过透气砖向炉内喷吹惰性气体的精炼工艺已广泛采用。透气砖已成为精炼工艺的核心部件。其中外装分体式透气砖作为适用于使用条件比较苛刻的精炼炉，如LF、LF-VD等精炼炉，其应用的重要性与广泛性已日益显现。目前，普通的外装分体式透气砖锁紧装置，主要作用是把外装分体式透气砖顶紧安装在钢包等精炼炉底部，外装分体式透气砖的供气尾管直接与气源连通对精炼炉内部喷吹惰性气体，并不设置防渗漏方面的装置，当有任何高温液体渗、漏现象出现时，没有缓和处理事故的时间。外装分体式透气砖出现渗漏现象的主要原因是当对高温液体喷吹惰性气体结束时，供气尾管内的气体压力随即消失，由于喷吹惰性气体过程中沸腾的高温液体具有了很大的动能，当高温液体平静下来时，动能转化为势能产生反压，加之高温液体压差势能的作用，高温液体会渗入透气砖的狭缝中造成渗漏现象。渗漏现象所产生的后果是高温液体凝固后将外装分体式透气砖中的透气狭缝即气体通道堵塞，使得后续生产过程中惰性气体的流量达不到设计要求，影响了对高温液体的吹气净化及均匀温度和成份的处理。目前，常用的解决出现渗漏现象问题的方式是采用烧氧反吹的措施进行疏通。但在这一过程中，通常会使所述外装分体式透气砖的出气端表面受到烧蚀，大大降低了外装分体式透气砖的使用寿命，严重时还会造成底吹失败，影响钢包等精炼炉的正常运转。
发明内容本实用新型的目的是提出一种外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，使其实现外装分体式透气砖在停止吹气时压力稳定减少而不是骤降，从而既能有效缓解高温液体渗漏进入外装分体式透气砖狭缝堵塞气道的问题，又能保障在一旦发生严重渗漏时，及时有效的
自动阻断外装分体式透气砖的供气通道，降低渗漏风险；同时具备热更换操作简便、快捷、准确的特点。 本实用新型完成其发明任务采取的技术方案是一种外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其主要包括固定板、安装板、锁紧体和防渗漏结构，所述凸缘式结构的固定板安装于钢包底壳的用于装配外装分体式透气砖组件的开口上，安装板固定安装于所述固定板下方；所述安装板上设置有一个滑动式门轴机构，用以为防渗漏锁紧结构提供必要的支撑；所述锁紧体通过所述滑动式门轴机构与安装板联接，锁紧体内设置有单向阀，所述单向阀与所述锁紧体的进气端口连通；在所述固定板和安装板构成的安装孔内设置耐火材料组件，在所述垫砖的底部设置垫板。 所述滑动式门轴机构由支承座、滑动轴和定位支承座构成；所述安装板上的支承座具有一个U形轨道，用以使锁紧体通过滑动轴与支承座连接，所述安装板上的定位支承座上设置有一个可调球面支承，用于所述锁紧体安装锁紧时实现定位。 所述单向阀主要包括阀体、阀芯和阀珠，所述高导热不锈钢的阀体、梅花形截面的气流(高温液体)驻留式阀芯和碳化钨基硬质合金阀珠构成了供气流流动的若干气流通道和足够的气流驻留空间，同时，构成了渗漏高温液体的驻留空间和若干分流通道，所述阀芯下端具有一个高度略大于所述阀珠半径且与所述阀珠相吻配的半球面凹槽，所述阀珠装配于所述半球面凹槽内；在阀芯的下方依次设置有一级气流密封体、二级高温液体密封体和三级高温液体密封体；所述阀珠与不锈钢的一级气流(高温液体)密封体配合，构成刚性密封面，用以在喷吹惰性气体结束时，封闭气流回流路径及在出现渗漏现象时，封闭高温液体下漏路径；所述阀珠与所述柔性石墨的二级高温液体密封体配合，构成柔性密封面，用以在出现较严重渗漏现象时，封闭高温液体下漏路径；所述阀珠与所述不锈钢的三级高温液体密封体配合，构成刚性密封面，用以在出现严重渗漏现象时，在最大程度上阻滞高温液体下漏，延长及时处理突发事件的必要时间。 所述固定板和安装板构成的安装孔内设置的耐火材料组件包括座砖、外装分体式透气砖和垫砖，所述外装分体式透气砖装配于所述座砖内，所述垫砖位于所述座砖内外装分体式透气砖的底部。 所述垫砖的底部设置有用于调整垫砖与锁紧体之间配合的垫板，通过设置在其中心位置的密封接头和密封环使所述供气尾管至所述单向阀体内连通，在所述外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构锁紧状态下，所述锁紧体锁紧所述外装分体式透气砖的同时挤压所述密封环，使所述供气尾管与所述单向阀体密闭连通，构成供气密闭气室。 本实用新型的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构与现有技术相比具有以下优点 1、本实用新型所述的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，能够杜绝外装分体式透气砖的狭缝渗漏问题，当喷吹惰性气体结束时，单向阀芯下端的压力瞬间消失，阀珠与一级气流(高温液体)密封体紧密配合，关闭气流通道，以保持外装分体式透气砖内有足够的气体压力来阻止钢水的反压，从而防止钢水渗入外装分体式透气砖的狭缝内部，使外装分体式透气砖的寿命大大提高。 2、阀芯的截面形状采用类梅花形状，在正常供气过程中与所述阀体构成若干供气流通过的通道和气流的驻留空间；在出现渗漏现象时，与所述阀体构成供渗漏高温液体分流的通道和渗漏高温液体的驻留空间。 3、碳化钨基硬质合金阀珠，具有高熔点、高比重的物理特性。在出现渗漏现象时，所述阀珠不会被高温高温液体所熔融，且在高温液体中处于下沉状态，因而可以保证密封面的绝对密闭。 4、阀芯与阀珠的一体式结构。在正常工作状态下，阀芯与阀珠紧配合，表征为整体状态工作；在发生较严重渗漏现象时，阀芯受热膨胀与阀珠分离，表征为阀珠独立工作。[0014] 5、多级防渗漏密封结构，采用不同材料构建多级防渗漏密封。其中二级防渗漏密封采用柔性石墨，利用石墨耐高温的特性和其自身的可压縮性，使得出现较为严重的渗漏现象时，阀珠可以与其配合，构成对渗漏通道有效的阻断。 6、本实用新型在锁紧体与安装板之间引入了滑动式门轴机构的连接方式，大大的
4降低了外装分体式透气砖锁紧机构在现场安装使用的劳动强度，縮短了外装分体式透气砖 的热更换时间。
图1为本实用新型的分解立体图； 图2为本实用新型的结构示意图； 图3为本实用新型的仰视图； 图4为图1至3中所示实施例中的固定板的剖面示意图； 图5为图1至3中所示实施例中的安装板的结构示意图； 图6为图1至3中所示实施例中的密闭气室的结构示意图； 图7为图6中所示的单向阀体的结构示意图； 图8为图7中单向阀体的阀芯结构示意图。 图9为本实用新型的滑动式门轴机构使用示意图。 1 、固定板，2、安装板，3、锁紧体，4、外装分体式透气砖耐火材料组件，5、垫板，6、钢 包底壳，7、 T型螺栓，8、座砖，9、外装分体式透气砖，10、垫砖，11、供气尾管，12、滑动式门轴 机构，13、支承座，14、U形轨道，15、定位支承座，16、可调球面支承，17、中心孔槽，18、密封接 头，19、密封环，20、滑动轴，21、单向阀体锁紧件，22、圆形凸台，23、单向阀，24、阀体，25、阀 芯，26、半球面凹槽，27、阀珠，28、气体(高温液体)驻留空腔，29、气流(高温液体)通道， 30、一级密气流(高温液体)封体，31、二级高温液体密封体，32、三级高温液体密封体，33、 密封面，34、锁紧体进气孔。
具体实施方式为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施 例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，但不作为对本实用新型的限定。 如附图1至4所示的本实用新型的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，包括一个 固定板1、一个安装板2、一个锁紧体3、一组外装分体式透气砖耐火材料组件4和一个垫板 5。所述凸缘结构的固定板1固定安装在钢包底壳6的用于装配外装分体式透气砖组件的开 口上；所述安装板2固定安装于所述固定板1的下方；参见图5和图9，所述锁紧体3通过 滑动式门轴机构连接于所述安装板2上。所述一组外装分体式透气砖耐火材料组件4安装 于所述固定板1和安装板2构成的安装孔内。所述垫板5设置于所述垫砖10的底部。参 见图2和图6，所述供气尾管11连接至所述垫板5的所述密封接头18内；所述供气尾管11 的下端通过所述密封环19与所述锁紧体3内所述单向阀体23的出气端连通。参见图2、3 和9，所述锁紧体3通过所述T型螺栓7锁紧于安装板2的下方，使縮紧体3压紧，从而形 成一个用于密闭供气的封闭气室。参见图6，所述封闭气室的构成包括一个垫板5、一个密 封接头18、一个密封环19、一个锁紧体3和一个单向阀体23。所述垫板5通过位于其中心 的所述密封接头18套装在所述供气尾管11上，所述密封接头18的内径与进气尾管11的 外径相匹配。所述密封环19内径与所述进气尾管11相匹配，外径与所述垫板5中心位置 中心孔槽17的内径相匹配，所述密封环19采用柔性材料制成，具有受压后产生非弹性形变 的特性，因此将所述密封环19套装在所述进气尾管11上，压入所述垫板5中心位置中心孔槽17内后，利用所述锁紧体3上所述单向阀体锁紧件21上部的所述圆形凸台22与所述垫 板5中心位置中心孔槽17配合，在所述锁紧体3锁紧所述外装分体式透气砖9的同时，挤 压所述密封环19变形，从而在所述、所述供气尾管11和所述锁紧体进气孔34之间建立起 密封关系，构成所述密闭气室。 参见图7、8，在喷吹惰性气体开始时，当所供惰性气体通过所述锁紧体进气孔34 进入所述单向阀体23的进气端中，气流在所述阀珠27的下方形成高压区。于是，所述阀芯 25和所述阀珠27在该高压的作用下向上开启，使所述阀珠27与所述一级气流(高温液体) 密封体30构成的所述密封面33打开，使得气流通过若干所述气体通道29进入气体(高温 液体)驻留空腔28中，由此再经过所述进气尾管11进入到所述外装分体式透气砖9中。 在喷吹惰性气体结束时，所述单向阀体23的进气端的气压下降，使得所述阀珠27 下移，使所述密封面33闭合，从而保持所述单向阀体23内有足够的气体压力来阻止钢水的 反压，减少钢水对所述外装分体式透气砖9的渗入。 当所述外装分体式透气砖9内部出现渗漏现象时，由于本实用新型的所述密闭气 室构件的设置，使得渗漏的高温液体沿气流通道流动。其首先通过设置在所述外装分体式 透气砖9下面的所述供气尾管11，进入所述单向阀体23内的所述气体(高温液体)驻留 空腔28中，而后分流至若干所述气体通道29中，由于所述气体(高温液体)驻留空腔28 较大，为渗漏的高温液体提供了有效的驻留空间和时间，同时，若干所述气体通道29的截 面面积较小，所述阀体24和阀芯25的体积较大，由此为渗漏的高温液体提供了较大的散热 面积，可以使渗漏的高温液体的流动速度减缓、凝固时间縮短，使渗漏高温液体即时冷却凝 固，形成对高温液体渗漏通道的阻塞，起到阻断高温液体渗漏的作用。当出现较严重渗漏现 象时，所述气体(高温液体)驻留空腔28中泄漏的高温液体较多，所述阀芯25受热膨胀与 所述阀珠27分离，泄漏高温液体的压力越大，所述密封面33的密封效果越有效。当出现严 重渗漏现象时，泄露高温液体的温度达到熔融所述阀芯25时，由于所述阀芯25为不锈钢 材质，不锈钢高温液体与泄漏高温液体混合，其中金属铬的引入，可以增大泄漏高温液体的 黏度，降低泄漏高温液体的流动性，起到阻滞泄漏高温液体流动的作用。同时，所述阀珠27 为碳化钨基硬质合金材质，在泄漏高温液体中不会被熔融且处于下沉状态，可以和所述多 级密封体，根据高温液体泄露情况，逐级形成密封配合，有效控制出现渗漏现象所带来的风 险。 参见图9，为降低现场安装使用的劳动强度，縮短外装分体式透气砖的热更换时 间，本实用新型在所述锁紧体3与所述安装板2之间引入了所述滑动式门轴机构12的连接 方式。所述滑动式门轴机构12包括一个锁紧体支承座13，设置于所述安装板2上，所述锁 紧体支承座13上设置有一个U形轨道14 ;一个滑动轴20，设置于所述锁紧体3上，所述锁 紧体3通过所述滑动轴20连接于所述锁紧体支承座13上的所述U形轨道14上；一个锁紧 体定位支承座15，设置于所述安装板2上，所述锁紧体定位支承座15上设置有一个可调球 面支承16，所述可调球面支承16用于辅助所述锁紧体3闭合到位。 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚的说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实时方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以 穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型
6的保护范围之中,
权利要求一种外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其主要包括固定板(1)、安装板(2)、锁紧体(3)和防渗漏结构，所述凸缘式结构的固定板(1)安装于鐀￠包底壳的用于装配外装分体式透气砖组件(4)的开口上，安装板(2)固定安装于所述固定板(1)下方；其特征是所述安装板(2)上设置有一个滑动式门轴机构(12)；所述锁紧体(3)通过所述滑动式门轴机构(12)与安装板(2)联接，锁紧体(3)内设置有单向阀(23)，所述单向阀(23)与所述锁紧体(3)的进气端口连通；在所述固定板(1)和安装板(2)构成的安装孔内设置耐火材料组件(4)，在所述垫砖(10)的底部设置垫板(5)。
2. 根据权利要求1所述的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其特征是所述滑动式门轴机构(12)由支承座(13)、滑动轴(20)和定位支承座(15)构成；所述安装板(2)上的支承座(13)具有一个用以使锁紧体(3)通过滑动轴(20)与支承座(13)连接的U形轨道(14)，所述安装板(2)上的定位支承座(15)上设置有一个用于所述锁紧体(3)安装锁紧时实现定位的可调球面支承(16)。
3. 根据权利要求1所述的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其特征是所述单向阀(23)主要包括阀体(24)、阀芯(25)和阀珠(27)，所述高导热不锈钢的阀体(24)、梅花形截面的气流驻留式阀芯(25)和碳化钨基硬质合金阀珠(27)构成了供气流流动的若干气流通道和足够的气流驻留空间，同时，构成了渗漏高温液体的驻留空间和若干分流通道，所述阀芯(25)下端具有一个高度略大于所述阀珠(27)半径且与所述阀珠(27)相吻配的半球面凹槽，所述阀珠(27)装配于所述半球面凹槽内；在阀芯(25)的下方依次设置有一级气流密封体(30)、二级高温液体密封体(31)和三级高温液体密封体(32);所述阀珠(27)与不锈钢的一级气流(高温液体)密封体(30)配合，构成刚性密封面，所述阀珠(27)与所述柔性石墨的二级高温液体密封体(31)配合，构成柔性密封面，所述阀珠(27)与所述不锈钢的三级高温液体(32)密封体配合，构成刚性密封面。
4. 根据权利要求1所述的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其特征是所述固定板(1)和安装板(2)构成的安装孔内设置的耐火材料组件(4)包括座砖(8)、外装分体式透气砖(9)和垫砖(IO)，所述外装分体式透气砖(9)装配于所述座砖(8)内，所述垫砖(10)位于所述座砖(8)内外装分体式透气砖(9)的底部。
5. 根据权利要求4所述的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，其特征是所述垫砖(10)的底部设置有用于调整垫砖(10)与锁紧体(3)之间配合的垫板(5)，并通过其中心设置的密封接头(18)和密封环(19)，使所述供气尾管(11)与所述单向阀(23)密闭连通，构成供气密闭气室。
专利摘要本实用新型属于冶金行业冶炼炉的附属设备，提出的外装分体式透气砖防渗漏锁紧机构，包括固定板1，固定安装于所述固定板1下方的安装板2，所述安装板1上设置有一个滑动式门轴机构12；所述锁紧体3通过所述滑动式门轴机构12与安装板2联接，锁紧体3内设置有单向阀23，所述单向阀23与所述锁紧体3的进气端口连通；在所述固定板1和安装板2构成的安装孔内设置耐火材料组件4，在所述垫砖10的底部设置垫板5。本实用新型能够有效的阻止高温液体铝液等高温液体向外装分体式透气砖的透气狭缝中渗透，避免透气狭缝堵塞问题；同时能够有效的降低渗漏现象所带来的危险性，保证透气砖的安全使用，延长透气砖的使用寿命。
文档编号F27D1/04GK201548051SQ20092022338
公开日2010年8月11日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者刘志宏, 尹洪丽, 张晖, 张立明, 胡海生, 魏昌晟, 齐志刚 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司