装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置的制作方法

专利名称：装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种装配到布置在竖炉(诸如冶金鼓风炉) 上的转动加料装置中的冷却系统。
背景技术：
如今，许多冶金竖炉(特别是鼓风炉)都装配有用于将炉料加 入到炉中的转动加料装置。这种转动加料装置通常布置在炉喉上， 且因此在运转期间至少部分;也暴露在存在于炉内的高温下。因》匕， 为了避免损坏、减少维修介入并延长加料装置的使用寿命，加料装 置的暴露部分尤其是其驱动及齿轮构件的有效冷却是重要的。 一个 具体的难题在于从加料装置的通常大部分暴露于炉热的转动部分 中有效地带走热量。
用于冷却加料装置的一种/^知方法是，以超过炉喉处的运转压 力的压力将惰性的冷却气体注入到加料装置的壳体内。尽管呈现出 减少加料装置内的灰尘堆积的优点，但该方法具有非常有限的冷却
效率。例如已在JP55 021577 A中描述了该方法。
EP0 116 142披露了一种用于竖炉加料装置的水冷却装置，具 体地是一种用于具有转动滑槽(该转动滑槽有可变倾角)的加料装 置的水冷却装置。该冷却装置包括环形进料桶，该环形进料桶连4妾 于转动外壳的上部且可与该外壳一起移动。该桶设置有至少一个开
口 ，因而水靠重力通过环绕转动套定位的多个冷却水走管从桶供出。 收集桶接收从旋管流出的水。转动套支撑转动滑槽并且还作为炉内 部与加料装置的构件之间的分隔结构。该水冷却装置提供了优于惰 性气体冷却的明显纟是高的冷却效率。然而，由于所需的冷却水回路部分地暴露于环境中(即，在进料桶和收集桶处暴露于环境中)的 事实，所以该冷却装置存在缺陷。因此，冷却水会被例如细小的颗 粒和炉灰污染。因此，需要专门的装置来处理用过的冷却水。采用 惰性气体注入可减轻该问题，但不能完全消除。
WO99/28510描述了一种具有环状转动4妄头的装置，该环4犬沣争 动接头具有固定环状部分以及用于向转动的冷却旋管供给冷却液 体的转动环状部分。根据WO99/28510的改进主要在于，向转动接 头的固定部分供以过量的冷却液体，从而产生了泄流。该泄流在转 动4妾头的固定部分与转动部分之间的分隔槽中流通，以在该槽中形 成-液体汇合。因此，明显减轻或消除了冷却液体的污染。然而，该 解决方案需要相对^"细且因此昂贵的环状4妄头结构。不幸地，4妄头 件受到很大的磨损，并因此需要频繁且耗费劳力的更换。

发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种装配到用于竖炉的转动加剩-装置中的高效冷却系统，本冷却系统消除了对加料装置的固定部分 与转动部分之间的复杂、昂贵且总需养护的接头的需要。
为了实现该目的，本发明提出了 一种用于竖炉的转动加并+装 置，本转动加料装置装配有冷却系统，其中本转动加料装置包4舌用 于转动分配装置的可转动支撑件以及用于该可转动支撑件的静止 壳体，并且其中本冷却系统包括以随可转动支撑件转动的方式固定 的转动冷却回路以及位于静止壳体上的静止冷却回路。根据本发明的一个重要方面，设置有传热装置，该传热装置包括静止传热ff，
该静止传热件;陂构造成由流经静止冷却回路的冷却流体冷却，并且 该传热装置包括转动传热件，该转动传热件;故构造成由在转动冷却 回路中循环的独立冷却流体加热。这些传热件以面对的关系来布置 且在它们之间具有传热区域，该传热区域用于通过穿过该传热区域* 的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合转动冷却回路和静止冷却 回^各的各自的冷却流体。
在本传热装置中，转动传热件和静止传热件由小的间隙或间隔 隔开，该间隙或间隔形成其中发生传热的区域。本传热装置使得转 动冷却回^各与静止冷却回3各之间能够发生传热，同时还在所述回路
之间提供了流体间隔。因此，完全消除了对于回路之间的转动接头 的需要。事实上，借助于根据本发明的传热装置，使得长期以来建 立的在冷却回路之间具有流体连接的原则废除了 。此外，还消除了 对相对频繁的养护介入(涉及更换转动接头的磨损部分或清洗转动 冷却旋管)的需要。
优选地，该转动冷却回鴻"波构造成封闭式回路。由于封闭式循 环的布置，用在转动冷却回路中的冷却液体可^皮加压以才是高其汽it 点。事实上，在现有技术的冷却系统中，由于回路并不是完全封闭
的(参见EP0 116 142)或者由于通过转动4妄头将出现不能4妄受的 冷却液体损耗(参见WO99/28510),显著地加压是不可行的。要想 没有液体损库4且没有污染，现在切实可行的是，在转动冷却回i 各中 4吏用更昂贵的冷却液体。通过消除由蒸发引起的沉淀的风险，过压 及足够的流体均能够实现转动冷却回^各的更髙的运转温度。此外， 由于无需保持冷却液体的完全重力流动以保i正充分的冷却，在專争动 冷却回if各中可4妄受更高的压降。因此，降^^了结构限制和成本。
在第一构造中，转动冷却回路可被构造成闭环自然对流回^各。 在第二构造中，转动冷却回路可包括至少一个热管。这些构造具有 相对简单的结构，无需致动部件且无需动力源，并确保了较好的冷 却效率。而且，这些构造是易于养护的，即〗吏需要任何的服务介入 也是很少的。
在第三构造中，转动冷却回3各可纟皮构造成闭环强制对流回3各。
在第四构造中，转动冷却回鴻4皮构造成闭环蒸汽压缩制冷循环，并 且在第五构造中，转动冷却回路可被构造成吸附冷却单元。这些构 造需要一些致动部件和用动力推动的部件(诸如泵或压缩机)及可 能的控制阀。尽管与前面的两种构造相比较，后面的构造中的每一 种均是更昂贵的，但后面的构造提供了冷却效率的进一步提高，而 仍只需要很少的养护。应该理解，在与重力流动冷却(从EPO 116 142及WO99/28510获知)相比较时，具有强制循环的封闭循环构 造允许冷却流体速度的显著增大，而冷却效率也随之提高。尽管通 常不要求，但冷却系统还可包括两种或多种这些构造的组合。
可借助于由可转动支撑件的转动而驱动的冲几构来才几械地实现 为泵或压缩才几供以动力。可替:t奐;也或互补地，可4昔助于由发电才几(由 可转动支撑件的转动驱动)供电的电池组、借助于滑动接触或借助 于非4妾触的感应电流传^T来电力i也实现供以动力。
应该理解的是，由于传热装置在專争动冷却回i 各与,争止冷却回^各 之间提供了流体间隔，因此消除了静止冷却回i 各及转动冷却回3各中 的冷却液体的污染。因此，无需处理装置。而且，静止冷却回if各可 被布置成竖炉的封闭环形冷却回路的整体部分，以带走传递至静止 传热件的热量。竖炉，特别是鼓风炉，在多数情况下装配有封闭的 循环冷却系统，例如用于冷却炉壳。因此，由于省却了处理装置并 由于利用了现有的基础结构，故装配于加料装置的冷却系统的总成 本,皮大大降j氐。
为了在传热装置中提供很大的传热表面，有利地具有设置在转 动传热件或静止传热件中的至少一个凹槽以及设置在静止传热件
或转动传热件中的至少一个相应的突起。该凹冲曹及该突起装配在一
起以便为传热区域提供弯曲的纵向截面，进而增大了传热件的总并 列面对表面。如应该理解的，可设置多个穿插或交错的凹槽及突起 以进一步增大有效传热表面。
在提供了很大传热表面的另 一简单结构中，转动传热件及静止
区域4是供弯曲的纵向截面。
优选地，该传热区域至少部分地填充有导热液体以提高传热劲: 率。在另一有益布置中，所述转动传热件和/或所述静止传热件的至 少一个突起包括用于使所述导热流体产生湍流的装置。流体中的湍 流允许进一步增大可实现的传热。优选地，传热区域的横向宽度在 0.5 mm到3 mm的范围内。
动分配槽的回^各部分，该转动分配槽是被称为无津牛钟炉顶(BELL LESS TOP )型的加料装置的最暴露的构件中的一个。
由于本冷却系统适于用在鼓风炉中，故本发明还涉及一种包括 装配有如上所述的冷却系统的加料装置的鼓风炉。


从以下参照附图对各种非限定性实施例的描述中，本发明将更 显而易见，在附图中，通篇用相同的参考标号或具有增加的百位数 字的参考标号来表示相同或相似的元件。在这些附图中
图1是根据本发明的装配有冷却系统的用于竖炉的加料装置的
局部竖直截面图2是用在图1的冷却系统中的包括转动传热件及静止传热件 的传热装置的竖直截面图3是可替换的传热装置的竖直截面图4是另一可替换的传热装置的竖直截面图5是又一可替换的传热装置的竖直截面图6是用在根据图1的冷却系统中的转动冷却回路的第一构造 的示意图7是转动冷却回路的第二构造的示意图8是转动冷却回路的第三构造的示意图9是转动冷却回路的第四构造的示意图10是转动冷却回^各的第五构造的示意图11是根据本发明的装配有可替换冷却系统的用于竖炉的加 料装置的局部竖直截面图12是图11的冷却系统中的传热装置的放大的竖直截面图13是图12中的传热装置的局部立体图14是根据图13的分解立体图15是图11的冷却系统中的传热装置的另一个竖直截面图， 示出了供给喷嘴；
图16是根据图15的局部视图，示出了排放喷嘴；
图17是根据图15的局部视图，示出了清洁喷嘴。
具体实施例方式
图1部分地示出了用于鼓风炉的转动加料装置，该转动加料装 置通常以参考标号10标识出。转动加并牛装置10装配有冷却系统12， 该冷却系统用于冷却被炉内的加工温度加热的构件。在加料装置10 中，可转动支撑件14用来支撑转动斜槽16。转动斜槽16通过用于 改变转动斜槽16的倾斜角的悬架连接至可转动支撑件14。转动加 料装置10进一步包括可转动支撑件14布置于其中的静止壳体18。 静止壳体18包括布置在炉的中心轴线A上的固定中心进料通道20。 在加料过程期间，以本身为公知的方式，大块材料经由进料通道20、 经过静止壳体18及可转动支撑件14而被供给到转动斜槽16上， 根据斜槽16的倾角和转动通过该转动斜槽将大块材料分配到炉内。
除冷却系统12以外，加料装置10本身的构造是公知的且通常 被称为BELL LESS TOPTM ( BLT )。加料装置10的各种公知的静止 构件及可转动构件(诸如传动及齿轮构件)未在图1中示出。例如 在US 3'880'302中对这些构件进行了详细描述。
如图1中所示，支撑件14通过轴岸义22围绕轴线A可转动地安 装在静止壳体18内。可转动支撑件14具有基本上为环形的构造， 该构造在中心进料通道20的延长部分中具有用于大块材料的中心 通道。该可转动支撑件包括邻近中心进料通道20的圓柱形内壁部 24、用于支撑斜槽16的下凸缘部26以及安装有轴承22的上凸缘 部28。静止壳体18及可转动支撑件14构成转动加料装置10的外 壳。而且，它们形成位于鼓风炉的炉喉上的炉顶封闭(图1中未完 全示出)。
如图1中进一步所示，冷却系统12包括固定在可转动支撑件 14上的转动冷却回i 各30以及位于^争止壳体18上的"l争止冷却回路 32 H又部分:t也示出)。在运转期间，转动冷却回3各30与支撑4牛14 一起转动，而静止冷却回路32与壳体18—起保持静止。转动冷却 回路30被布置成在与用于大块材料的通道相对的一侧上同内壁部 24和下凸缘部26热接触，以确保加料装置10的暴露于炉热的那些 部件的冷却。此外，它还4是供了对加料装置10的传动及齿轮构件 (未示出)的冷却。
在运转期间，冷却系统12通过^争止冷却回路32带走由转动冷 却回路30收集的热量。为此，如图1中最佳所示，冷却系统12包 括传热装置40，该传热装置将转动冷却回路30与静止冷却回路32 热连接。传热装置40包括转动传热件42，该转动传热件在上凸 缘部28处连接至可转动支撑件14;以及静止传热件44，该静止传 热件连接在静止壳体18的顶盖下面。转动件42连4妄至转动冷却回 路30的一部分，而静止件44连接至静止冷却回路32的一部分。 在运转期间，静止传热件44净皮流经静止冷却回^各32的冷却流体冷 却，而转动传热件42由在转动冷却回路30中循环的独立冷却流体 加热，如以下将详细描述的。为了允许转动件42相对于静止件44 的不受阻碍的转动，件42、 44由限定出传热区域的相对小的开放 空间隔开。3口应该理解的，件42、 44以面只于的关系来布置，即， 并列但不接触。由于运转期间件42、 44之间的温差，通过该传热 区域，通过件42、 44之间的介质中的对流和/或辐射而实现从转动 冷却回3各30向,争止冷却回路32的有效传热。应该理解的是，不存 在转动冷却回^各30和静止冷却回^各32的各自的冷却流体的混合， 即，在转动冷却回^各与静止冷却回路之间发生传热 <旦两者之间没有
发生冷却流体的交换。从图1显而易见的是，转动件42和静止件 44具有以转动轴线A为中心的转动对称构造。尽管未以水平截面 图示出，但件42和44被布置成圓环形，基本围绕轴线A在整个圓 周上延伸，以〗吏传热最大化。件42和44具有在垂直(径向)和水 平(周向)投影两者中均配合在一起的相匹配外形。
传热件42、 44在转动冷却回路30与静止冷却回^各32之间提 供了流体分离，以佳:转动冷却回i 各和"l争止冷却回^各的冷却流体不会 混合。而且，传热件42、 44允许将转动冷却回路30及静止冷却回 路32中的每一个均构造成封闭的循环构造，如以下将详细描述的。 尽管在此是结合鼓风炉上的BLT型加料装置10来描述冷却系统 12，但该冷却系统也可与用于竖炉的其他类型的转动加料装置结合 使用。
以下将参照图2-5详细描述适当的传热件的某些变型。在描述 过程中，可能省去之前所描述的变型的重复特征。
图2更详细地示出了包括转动传热件142及静止传热件144的 第一变型的传热装置140。在图2的变型中，转动件142包括竖直 凹槽145, ^争止件144的与之配对(conjugated )的竖直突起143延 伸到该竖直凹槽中。因此，转动件142具有大致U形的竖直截面， 而,争止件144具有大致T形的竖直截面。并列的^牛142和144，具 体地突起143和凹槽145的尺寸被设计成相匹配，以使得在它们各 自的传热表面148与150之间存在具有近似均匀横向宽度的较小传 热区域146。才艮据加泮+装置10的转动构件的竖直及水平运动7>差、 并且根据由于不同的热膨胀造成的公差来设定传热区域146的横向 宽度，这两种公差在竖直及水平方向合起来通常是十分之几毫米 级。因此，具有较小均匀横向宽度(例如，lmm)的区域146确保 了不受阻碍的转动，而没有影响传热。然而，才艮据加料装置10的
实际需求，不同的水平和垂直横向宽度也是可能的。如图2的竖直
截面中所示，相对的件142和144的互补的配对形状在区域146的 竖直截面中产生了弯曲，这为传热表面148和150提供了较大的有 效面积。如果需要且不受结构限制的阻碍，例如，通过增大环形件 142和144的半径(如以下参照图11-17所详细描述的)，和/或通过 另外的弯曲(如以下参照图4和图5所详细描述的)，可进一步增 大i亥区i或。
如图2中所示，每个传热件142、 144均包括分别用于冷却流 体的内沟冲曹152、 154。如/人图1显而易见的，每个内沟冲曹152或 154分别是转动冷却回路30或静止冷却回路32的一部分。为了提 高传热效率，区域146的下槽部充满热偶流体156,在图2中示为 导热液体，诸如水或具有高汽化点和润滑能力的高传导液体。具有 高粘度的半液体流体(例如导热油脂)也可以被用作热偶流体。使 用水作为热偶流体156，通过1 mm横向宽度的传热区域，能够实 现转动期间大约20000 W/ ( m2 )以及停止时大约6000 W/ ( m2 )的 热传递。这些数值是假设传热件142、 144之间具有0.8 m/s的相对 转动速度以及4CTC的温差AT。因此，传热装置140确4呆了/人转动 冷却回路30到静止冷却回路32的有效热传递，而在它们之间没有 发生冷却流体的交换。根据流体156的类型，提供了液位检测器、 填充线(由液位检测器控制并且通向区域146的下部)、以及朝向 填充线供料的供给箱(未示出)，用于自动弥补流体156的可能蒸 发。
图3示出包^"转动传热件242和,争止传热件244的第二变型的 传热装置240。在图3中，水平凹槽245设置在静止件244中。转 动传热件242包括与凹槽245成对并延伸到凹槽245中的水平突起 243。并置的件242和244，特别是突起243和凹槽245形成具有均 匀横向宽度的弯曲的传热区域246。在无需其它措施的情况下，根
据图3的变型不允许用液体热偶流体填充传热区域246,但取决于 内沟槽252和254各自的传热表面248和250的全部有效面积，即 使使用空气作为热偶流体，也可保证从第 一 内沟槽152至第二内沟 槽154的充分传热。事实上，在件242和244的相对转动期间，在 上述假定条件(转动速度0.8 m/s以及40。C的AT)下，通过1 mm 横向宽度的填充有空气的传热区域，可以实现大约2000 W/ (m2) 的热传递。比较而言，在停止时仅能够实现大约600 W/(m2)的热 传递。但是，当多数时间具有相对转动时，关键阶段通常处于操作 期间。由于构造的限制(例如，对于根据图2的构造来说，拆除加 料装置10是不可能的)，因此根据图3的传热装置240可以是优选 的。
图4示出具有转动传热件342和静止传热件344的第三变型的 传热装置340。如图4所示，转动件342包括多个垂直凹槽343和 突起343'。静止件344也包括多个垂直突起345和凹槽345'。在实 践中，对于每个件来说，能够通过例如以适当的间隔将矩形横截面 的环形槽加工在热传导金属的整块环状物中而获得这种构造。突起 345、 343，以及四才曹343、 345，具有成乂于的形4犬，并且一皮i殳置成互才目 交叉。并置的件342和344之间的中间传热区域346的大面积弯曲 通过这些成对的突起345、 343'以及凹槽343、 345'实现。因此，在 没有明显增大传热件342、 344尺寸的情况下，增大了传热表面348 和350的有效面积。静止传热件344还包括用于沖洗气体的多个圓 周分布的沟槽358。
图5示出了第四变型的传热装置440。与之前的变型类似，转 动传热件442及^争止传热件444以面》t的关系来布置并通过穿4翁而 紧密地装配在一起，从而在它们之间形成具有较小横向宽度的弯曲 传热区域446。传热装置440主要在以下三个方面不同于之前的变 型。第一，转动传热件442包括环状的一黄向侧壁460，该横向侧壁
在径向上限定出区域446并在高度上超出相互交叉的突起443，和 445与凹槽443和445，。因此，侧壁460形成了容纳相互交叉的突 起和凹槽的槽。因此，区域446几乎完全填满热偶流体456。第二， 排放沟槽462被布置在转动传热件442中以更换导热流体456。排 放沟槽462沿周向分布在环状转动件442中，至少一个排放沟槽462 与每个凹槽443相关联。第三，放气沟槽464被布置在静止件444 中并连4妄至每个凹槽445'。 一旦液体456已#1排出，》文气沟槽464 也可用来通过气体或液体沖洗来清洁区i或446。如应该理解的，由 于区域446的大量弯曲，传热表面448、 450的有限面积明显大于 平面面7于表面的情况。
以下将参照图6-图10对根据本发明的冷却系统(具体地，转 动冷却回路)的一些构造进行描述。以上已提及的重复特征以下可省略。
在图6-图9中，传热装置以参考标号40标识出，尽管变型140、 240、 340及440可同样应用。另外，在图6-图10中，静止冷却回 3各以参考标号32标识出。由于传热件42、 44的存在，优选实施例 中的静止冷却回路32没有任何朝向外界的开口。这使得静止冷却 回路32能够与鼓风炉的封闭回路软水冷却系统(未示出)形成一 体。类似地，转动冷却回路被布置成封闭的循环回路。因此，不再 需要用来对在用于加并牛装置12的冷却系统中所-使用的冷却液体进 行处理的昂贵装置。转动冷却回3各中所〗吏用的冷却流体的类型将取 决于如以下将变纟寻显而易见的相应i殳计。
在图6中十分示意性地示出了第一构造的冷却系统112。转动 冷却回3各130纟皮构造成闭环自然对流回^各并连^妄至传热装置40。冷 却系统112包括蛇形冷却管170,与加料装置10的最暴露部分(例 如，内壁部24及下凸缘部26)热接触；以及膨胀箱172，以允许 对冷却流体加压乂人而4是高其汽化点。通过对暴露的转动部件处的冷
却液体进4于加热以及通过对转动传热件42处的冷却液体进4于冷却 而引起的自然对流而在冷却系统112中发生冷却液体(例如，脱矿 质软水)的循环。如从图6显而易见的，在运行过程中，静止传热 件44 ^皮由流经静止冷却回^各32的冷却流体冷却，而转动传热件42 由在寿争动冷却回^各130中循环的独立冷却流体加热。所形成的件42 、 44之间的温差在传热装置40中引起所希望的传热。
图7示出了第二构造的冷却系统212，该构造与之前的构造的 不同之处在于，转动冷却回路230被构造成闭环强制对流回路。其 他部分类似于第一构造，冷却系统212包括循环泵274，该循环泵 被布置在传热装置40的下游以确〗呆用在转动冷却回路230中的冷 却流体(例如，脱矿质软水)的强制循环。可通过诸如滑动触点集 电环、或电池发电机布置(发电机安装在支撑件14上并通过支撑 件的转动被驱动)、或非接触感应电流传输(未示出)等各种方案 来实现对循环泵274的电能供给。可替换地，循环泵274还可通过 由可转动支撑件14的转动所驱动的机构机械地供以动力，如LU 84520中所描述的。
图8示出了第三构造的冷却系统312。与在此所披露的其他构 造相比，根据图8的转动冷却回路330包括多个热管376,这些热 管本身是公知的。每个热管376的热(下)部被布置成与加料装置 10的暴露的转动构件热-接触，而热管376的冷(上)部^皮布置成与 转动传热件42热接触。因此，热管376可具有与加料装置10的内 部结构相一致的弯曲形状。由于热管376的存在，冷却系统312的 转动部分是完全净皮动的，即，没有枳4成部件并且没有将热量从待冷 却的部件传递至转动传热件42所需的能量。然而，由于包含在潜 热中的大量能量，热管376在传热方面是十分有效的。
图9示出了第四构造的冷却系统412，其中，转动冷却回路430
被构造成采用适当的制冷剂(例如，卣代烃类)的闭环蒸汽压缩制 冷循环。故布置成与待冷却的部件热*接触的蛇形冷却管470代表制
冷循环的蒸发器。位于传热装置40上游的压缩机474增大了蛇形 冷却管470中产生的蒸汽的压力，该蒸汽此后在代表冷凝器的转动 件42中^皮冷凝。冷凝后的冷却流体通过位于转动件42下游的膨月长 装置478膨胀至蒸发压力。针对第二构造所描述的任何方案均可用 来向压缩才几474供以动力。
图10示出了第五构造的冷却系统512，其中，转动冷却回3各 530 一皮构造成基于用于冷却的吸附循环的吸附单元。；帔布置成双向 封闭循环的吸附单元530包括具有固体吸附剂的吸附器、以及用于 液体/气体吸附的冷凝器，该吸附器与冷凝器均#皮布置在改进后的传 热装置540的转动件542内。用于吸附的蒸发器由布置成与4寺冷却 的部件热接触的蛇形冷却管570形成。由另外的蛇形加热管580形 成的加热系统;故布置在可转动下凸纟彖部26上，乂人而面向鼓风炉的 内部。管570及580的回i 各均连4l:至传热装置540。以7>知的方式， 吸附单元530通过在一个循环过程中经历四个不同的周期来才是供间 歇式冷却。如图IO中示意性地示出的，蛇形冷却管570 ^皮布置在 炉外侧下凸纟彖部26和/或内壁部24上，而蛇形加热管580 一皮布置在 才目反,'J上，即，炉内個'J。
因此，该第五构造中的传热装置540具有带走由蛇形冷却管 570吸收的热量并用作吸附单元530的吸附器及冷凝器的三重功能。 间歇式循环，即，p及附单元530所经历的不同周期(加热并加压— 解吸并冷凝—冷却并减压—冷却并吸附)通过第一和第二泵574和 574'以及适当布置的阀(未示出)来控制。用于泵及阀构件的机械/ 电能通过以上关于第二构造所描述的任何方案来提供。尽管附图中 未示出，但本领域技术人员应该理解的是，可基于具有用于冷凝器 及蒸发器的准连续运行以及之后的准连续冷却的交流换热的吸附 循环构想出不同的构造。然而这一构造确实需要另外的部件，其中 尤其需要第二吸附单元，该第二吸附单元是在与第一吸附单元不同 的阶l殳运行的。
图11示出了根据本发明的、位于安装在鼓风炉顶部上的加料
装置10中的冷却系统612的替换实施例。其他部件均是与图1中 所示实施例类似的，以下将^又详细描述相对于图1中所示的实施例 的不同之处。
如图11中所示，冷却系统612也包4舌具有4争动传热件642及 静止传热件644的传热装置640。在才艮据图11的构造中，传热装置 640被布置在转动加料装置10的外壳的下部中，更准确地，被布置 于可转动支撑件14的下凸缘部26的下圆周处。因此，转动冷却回 路630连接至该下部区域中的转动传热件642。如应该理解的，转 动冷却单元630的实际构造可以是以上参照图6-图10所描述的那 些中的任何一种或它们的组合。静止冷却回3各632连接至同样位于 静止壳体18下部区域中的静止传热件644。如上所述，静止传热件 644由流经静止冷却回^各632的冷却流体冷却，而热量通过在转动 冷却回路630中循环的冷却流体从加料装置10的需要冷却的构件 周4皮传递至转动传热件642。借助于传热装置640 4吏转动冷却回路 中的冷却流体与静止冷却回^各632中的冷却流体隔开并不会与之混 合。如应该理解的，与图1的实施例相比4交，才艮据图11实施例中 的通常为环形的传热装置640的增大直径使得件642、 644的面对 表面具有更大的总面积，并因此增大了传热。
图12更详细地示出了图11的传热装置640。如图12中所示， 转动和静止传热件642和644均分别包括突起643和645,所述突
区域646。在运4亍期间，通过传热区域646来实现乂人转动件642至 静止件644 (特别是从突起643到突起645)的热传递。如应该理 解的，通过传热区域646的介质中的对流和/或辐射发生该热传递。
每个传热件642和644均分别包括转动对称地布置在轴线A上的块 状环孔的形式的底座部651和653。突起643和645 乂人它们各自的 底座部651和653冲黄向地突出，在图12的情况下，垂直地朝向另 一并列的传热件突出。转动传热件642的底座部651中的内沟槽652 通过连接管655连接至转动冷却回路630,如图12中所示。类似地， 连接管657将静止传热件644的底座部653中的内沟槽654连接至 请争止冷却回if各632。
在图12中，传热件642、 644被布置在环形槽690内，该环形 槽用来容纳作为介于件642、 644以及介于它们的突起643、 645之 间的传热区域646中的热偶流体的导热液体。通过将传热装置640 安装在槽6卯内，件642、 644均可浸没在导热液体中以增大它们 之间的热传递。如图12中所示，槽690以随转动传热件642转动 的方式固定并还将转动传热件支撑在下凸缘部26上。如图12中进 一步所示，每个传热件642、 644均设置有各自的盖692或694,该 盖被构造成具有倾斜上表面的屋顶状罩。盖692、 694邻近地布置， 它们之间仅留有允许相对转动的小间隙。盖692、 694允许减小传 热区域646中暴露于气载尘埃的导热液体的表面。部分的静止盖694 -陂布置成与转动盖692交迭，以减少灰尘(例如，炉灰)渗入到传 热区域646中的液体内。为了同样的效果，槽690的外侧壁紧沿静 止传热件644及其盖694向上延伸。尽管图12中未示出，^f旦槽690 的暴露于炉内的下侧优选地i殳置有适当的绝热件，以减少经由槽 6卯的壁传递至传热件640的热量。
图13部分地示出了传热件642、 644的环状结构。更准确地， 底座部651和653以及它们各自的突起643和645在图13中部分 ;也示出。每个突起643、 645均具有4交为平坦的环状带的形状。突 起例如通过焊接交替地固定至转动底座部651或静止底座部653。 由于必须保证不受阻碍的相对转动，故突起643、 645且因此以及
突起643、 645的相应直径朝向轴线A减小。应该注意的是，为了 緩和的目的，转动传热件642的最内部的突起没有在图13和图14 的局部;现图中示出。
图14部分;也示出了处于分解^犬态下的传热4牛642和644。如从 图14中清楚所示，每个环形带状突起643、 645分别i殳置有多个沿 周向分布的横向通孔696。如应当理解的，在转动支撑件14的转动 期间，通孔696使得在传热区域646中的热偶流体(例如，由槽6卯 容纳的导热液体)中能够产生湍流。如还应当理解的，件642、 644 之间的热偶流体中的湍流增强了可通过传热装置640来实现的热传 递。尽管附图中未示出，但是突起643、 645并非必须具有带状形 状。实际上，要实现湍流，也可以使用其他类型的突起，只要总传 热表面是足够的、不阻碍转动、并且可以实现与相应转动冷却回路 30或静止冷却回^各32的热连4妄;就可以。例如，可构思在4壬一侧均 具有非穿透型凹部的带状突起、或者通过从转动件或静止件的相应 底部伸出而形成突起的沿周向分布的分离销或条所构成的环形排。
图15以不同的截面示出了图12的传热装置640的纟从向截面。 如图15所示，安装在静止壳体18上的供给管道700中断(interrupt) 了静止传热件644的突起之一。供给管道700在其下端处具有供给 喷嘴702，该喷嘴布置在槽690的下部中、接近转动传热件642。 供给管道700通过阀704连接于导热液体源。如上所述，通过利用 适当的液位检测器控制阀704，供给管道700确保传热区域646中 导热液体的自动补充。从而，补偿由于蒸发而造成的液体损失并自 动保i正足够的液位。
图16以另一不同截面示出了图12的传热装置640的》从向截面。 图16示出了连接至排放管道708的排放喷嘴706，该排放管道根据 图15那样安装。借助于炉喉压力(该压力将传热区域646中的液体增压至高于大气压)，通过简单地打开排》文管道708上的相应阀 (正常情况下关闭)就可容易地清除液体。当液体受到微尘的过度 污染时或者当需要对传热件642、 644进4亍清洁以去除过多沉积物 时，可能需要排出该液体。
图17以又一不同截面示出了图12的传热装置640的纟从向截面。 如图17所示，在相应清洁管道712的端部上布置有清洁喷嘴710, 该清洁管道设置有如图15所示的阀。清洁喷嘴710被构造成借助 于沿水平方向的喷射来提供高压清洗。由于转动传热件642布置在 槽690的底部中，因此该转动传热元件将最大程度地暴露于灰尘沉 积物或其他淤积物。根据图12的构造便于传热装置640的清洁， 这是因为，当转动传热件642转动时，可借助于一个或几个清洁喷 嘴710来容易地对整个转动传热元件进行清洁。因此，在正常情况 下，不必为了清洁目的而拆除传热装置640。在清洁期间，可以利 用炉喉压力将聚集在传热区域646中的清洁液体(正像导热液体那 样)通过图16的排放管道708排出，而无需其他措施。
尽管在附图中没有明确示出，但是应当理解，如果需要的话， 上述;令却系纟充12、 112、 212、 312、 412、 512或612的任意一个均 包括用于冷却转动斜槽16的装置。实际上，在加料装置10的部件 中，转动斜槽16最大程度地暴露于炉的内部环境。因此，如果需 要的话，冷却系统中包含有用于斜槽冷却的改进布置(类似于US 5,252,063中所7>开的)。在该实施例中，转动分配斜槽16包括用于 冷却该^H曹本体下表面的回^各部(未示出)，该回路部与寿争动冷却 回^各30 、130 、230 、330 、430 、530或630 i乾体才目通。^口从US 5,252,063 所知的，通过穿过悬轴(4+槽16通过这些悬轴可枢转地连接至可 转动支撑件14)的通道并通过适当的转动连接件来实现该连接。4旦 是，与US 5,252,063相反，根据本发明，用于斜槽冷却的回路部是
寿争动;令丟卩回^各30、 130、 230、 330、 430、 530或630的去于闭循3不才勾 造的整体部分。
在又一变型中，在用于转动冷却回路中的冷却流体是液体的情 况下，可以用该转动冷却回^各来向传热装置140、 440中的传热区 域146、 446 ^是供热偶液体156、 456。这可以借助于液位冲企测器以 及控制向传热区域146、 446中的液体供应的适当供给阀来实现。 在这种情况下，优选地，在加料装置10的静止部分上安装供给箱， 以提供导热液体，以便补偿热偶液体156、 456的蒸发损失。
还应该注意的是，在上述变型及构造中，转动传热件和静止传 热件42、 44; 142、 144; 242、 24* 342、 344; 442、 44* 542、 544;或642、 644由具有高导热性能的材料(诸如，银、铜或铝或 包含这些金属中的一种或多种的适当合金)制成。如应当理解的， 优选地，对传热元件施加防腐蚀导热涂层，以便延长它们的使用寿 命。
最后，应当概括出上述冷却系统所共有的一些优点。由于转动 冷却回3各的封闭循环布置，^非除了对具有水处理装置的独立回i 各的 需求。可以将静止冷却回路与通常已经设置在炉处的闭环冷却回路 充分集成。该冷却系统不存在任何明显的易损件。维护频率降低且 费用减少。由于并非专门通过重力来传输流体，因此转动冷却回路 中的压降或流阻的重要性降j氐。因此，可以〗吏用i者如适于手工弯曲
的小直径铜管的低成本且易于安装的管道。可以相对于现有技术提 高转动冷却回路的最大操作温度。实际上，首先，可以在封闭循环
中4吏用4交昂贵的冷却剂，乂人而可避免转动冷却回路中的任何有害沉 积物，并且其次，由于4争动回3各的去:)"闭回3各构造，因而可以只寸其中 的冷却剂增压，以提高其汽化点。
权利要求
1.一种装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置，其中，所述转动加料装置包括用于转动分配装置的可转动支撑件以及用于所述可转动支撑件的静止壳体；并且其中，所述冷却系统包括以随所述可转动支撑件转动的方式固定的转动冷却回路以及位于所述静止壳体上的静止冷却回路；其特征在于，传热装置，所述传热装置包括构造成由流经所述静止冷却回路的冷却流体冷却的静止传热件，并且包括构造成由在所述转动冷却回路中循环的独立冷却流体加热的转动传热件，所述传热件以面对的关系来布置且在所述传热件之间具有传热区域，以便通过穿过所述区域的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合所述独立冷却流体。
2. 根据权利要求1所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被 构造成封闭式回路。
3. 根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被 构造成闭环自然对流回路。
4. 根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路包 括至少一个热管。
5. 根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被 构造成闭环强制对流回路。
6. 根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被 构造成闭环蒸汽压缩制冷循环。
7. 根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路^皮 构造成吸附冷却单元。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的加料装置，其中，所述转 动;令却回路包括至少 一 个泵或压缩才几，所述泵或压缩才几通过由所述可转动支撑件的转动而驱动的机构被4几械地供以动力。
9. 根据权利要求5至7中任一项所述的加料装置，其中，所述转 动冷却回路包括至少 一 个泵或压缩才几，所述泵或压缩才几通过由所述可转动支撑件的转动而驱动的发电机供电的电池、或通过 滑动接触、或通过非接触感应电流传输中的一种^皮电力地供以 动力。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的加料装置，其中，所述静 止冷却回路是所述竖炉的闭环冷却回路的一部分，用以带走传递至所述静止传热件的热量。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的加料装置，其中，在所 述转动传热件或静止传热件中设置有至少一个凹槽，并且在所 述静止传热件或转动传热件中设置有至少一个相应的突起，所 述凹槽和所述突起装配在一起以便为所述传热区i或提供弯曲的竖直截面。
12. 根据权利要求1至10中任一项所述的加料装置，其中，所述 转动传热件和所述静止传热件中的每一个均包括环状底座部 以及从所述底座部横向地突出的至少 一个突起，所述突起以面 对的关系布置并装配在到一起以便为所述传热区域提供弯曲 的竖直截面。
13. 根据权利要求11或12所述的加料装置，其中，所述传热区域 至少部分地填充有导热液体。
14. 根据权利要求13所述的加料装置，其中，所述转动传热件和/ 或所述静止传热件的至少 一个突起包括用于4吏所述导热液体 产生湍流的装置。
15. 根据权利要求1至13中任一项所述的加料装置，其中，所述 传热区域的横向宽度在0.5-3 mm的范围内。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的加料装置，其中，所述转动 槽的回路部分。
17.—种鼓风炉，所述鼓风炉包括根据前述权利要求中任一项所述 的装配有冷却系统的加并+装置。
全文摘要
本发明披露了一种用于竖炉、具体地用于鼓风炉的转动加料装置。本加料装置装配有冷却系统。本转动加料装置包括用于转动分配装置的可转动支撑件以及用于该可转动支撑件的静止壳体。本冷却系统包括以随可转动支撑件转动的方式固定的转动冷却回路以及位于静止壳体上的静止冷却回路。设置有传热装置，该传热装置包括被构造成由流经静止冷却回路的冷却流体冷却的静止传热件，并包括被构造成由在转动冷却回路中循环的独立冷却流体加热的转动传热件。这些传热件以面对的关系来布置且它们之间具有传热区域，该传热区域用于通过穿过该传热区域的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合转动冷却回路和静止冷却回路的独立冷却流体。
文档编号C21B7/20GK101346477SQ200680048720
公开日2009年1月14日 申请日期2006年10月3日 优先权日2005年12月23日
发明者保罗·托克尔特, 埃米尔·洛纳尔迪, 居伊·蒂伦, 帕特里克·胡特马赫, 让诺·卢特施 申请人:保尔伍斯股份有限公司