专利名称：转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁冶金学科和节能技术学科领域的密封装置，特别是 涉及一种转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置。
背景技术：
转炉炼钢汽化冷却系统现一般采用未燃法设计，以尽量回收烟气中可
燃成分co。冶炼过程中需控制高温炉气在炉口处燃烧的份额，提高烟气净
化设备的工作效率和回收的转炉煤气质量。因此必须限制通过活动烟罩与炉 口固定段水冷壁之间的间隙进入的空气量，同时也要避免烟气从该缝隙漏 出。现有活动烟罩与炉口固定段水冷壁之间的密封一般采用氮气密封或蒸汽 密封方式，请参阅附图l所示。采用氮气密封方式需消耗大量的氮气，并且
这些氮气混入烟气中，会降低转炉煤气品质；蒸汽密封方式容易引起蒸汽喷 嘴附近的烟道水冷壁腐蚀，降低烟道寿命。
由此可见，上述现有的转炉汽化冷却系统活动烟罩密封在结构与使用 上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决活动烟罩 密封存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直 未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问 题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的活 动烟罩密封装置，便成了当前业界极需改进的目标。
发明内容
针对现有氮气密封方式存在消耗大量氮气及氮气混入烟气中降低转炉 煤气品质的问题，以及蒸气密封方式易引起蒸汽喷嘴附近烟道水冷壁腐蚀的 问题，本发明提供一种填料密封辅助氮气密封式的机械密封装置，它能够大 大减少氮气消耗，提高密封效果，同时提高煤气质量，延长设备使用寿命。
为实现上述目的所采用的技术方案是
一种转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置，其特征在于在活动烟 罩与炉口固定段水冷壁之间的缝隙处同时设置填料密封装置和氮气密封装 置进行密封。
优选，所述氮气密封装置的结构为，包括氮气母管和氮气密封腔所述 氮气密封腔是由炉口固定段水冷壁为一边围成的空腔，与氮气母管连通的多 个氮气喷嘴都设置在氮气密封腔内。
所述氮气密封装置固定在活动烟罩上，具体连接关系为所述活动烟罩 上固定有三号夹板，三号夹板的上方设置有二号夹板，所述三号夹板与二号 夹板之间通过纵向焊接的密封板进行固定，所述氮气密封腔由二号夹板、三 号夹板、密封板及炉口固定段水冷壁围成。
优选，所述三号夹板上通过可拆方式固定有铜片，所述铜片设置在靠近 炉口固定段水冷壁处；所述二号夹板上通过可拆方式固定有铝片，所述铝片 设置在靠近炉口固定段水冷壁处；所述空腔由密封板、固定在二号夹板上的 铝片、固定在三号夹板上的铜片与炉口固定段水冷壁围成。所述三号夹板是 钢板。
更优选地，本专利所述密封装置还包括循环冷却装置，它由导热板和循 环冷却槽组成，所述导热板与氮气密封腔通过螺栓固定连接，具体连接位置为，所述导热板可以与三号夹板、铜片、二号夹板或铝片固定连接；所述循 环冷却槽固定在与氮气密封腔相对应的导热板的另一端，所述循环冷却槽与 转炉汽化冷却系统的低压循环泵连通。前述循环冷却槽横截面优选为长方形 或圆形。
前面所述填料密封装置包括一号夹板，所述一号夹板与二号夹板之间通 过螺栓、螺母及锁紧螺母进行配合固定，在一号夹板与二号夹板之间围成的 腔体内装有填料，所述填料是高硅氧超细棉毡。
优选，在一号夹板上通过可拆方式固定有铝片，所述铝片设置在靠近炉 口固定段水冷壁处。
本发明具有以下优点 (1 )本发明通过填料与氮气密封方式封住活动烟罩与炉口固定段水冷壁 之间的缝隙，由于氮气是设置在一相对封闭的空腔内，只需通入少量低压氮 气，因此不会再出现大量氮气混入烟气中而降低转炉煤气品质的问题，也不 会再出现蒸汽腐蚀烟道水冷壁的问题，因此节约了氮气，提高了密封效率， 且成本得到降低，大大降低能耗，设备使用寿命延长，并且煤气质量高，便 于检修。
(2)本发明通过设置循环冷却槽，结构简单，能达到较好冷却效果，延 长使用寿命。
综上所述，本发明所述机械密封装置，在保证炼钢生产的前提下，大大降 低了吨钢氮气耗量，延长设备使用寿命，提高煤气质量，提高了经济效益， 因此利于推广应用。
图1是现有技术的活动烟罩密封结构示意图。
图2是本发明活动烟罩机械密封的结构示意图。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下 结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的活动烟罩机械密封其具体实施 方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术 手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附文字及附图仅是提供参考 与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
具体实施方式
一
本专利的创新点之一在于同时利用填料与氮气实现对活动烟罩与转炉 炉口固定段水冷壁之间的密封。
本实施方式所述转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置的结构为，在 活动烟罩26与炉口固定段水冷壁25之间的缝隙处同时设置填料密封装置A 和氮气密封装置B进行密封，参照图2。
所述氮气密封装置B包括氮气母管16和氮气密封腔24。所述氮气密封 腔24是由炉口固定段水冷壁25为一边围成的空腔，与氮气母管16连通的 多个氮气喷嘴23都设置在氮气密封腔24内，所述氮气母管16被包裹在保 温材料18中。
所述氮气密封装置固定在活动烟罩26上，具体连接关系为-所述活动烟罩26上固定有三号夹板17，三号夹板17的上方设置有二
号夹板14，所述三号夹板17与二号夹板14之间通过纵向焊接的密封板15 进行固定，所述氮气密封腔24是由二号夹板14、三号夹板17、密封板15 及炉口固定段水冷壁25围成的矩形腔。本实施方式所述氮气密封腔24通过 现有技术中活动烟罩的冷却方式进行冷却。
实际使用中，所述密封板15是可以省略的，即由二号夹板14、三号夹 板17及炉口固定段水冷壁25围成的三角形氮气密封腔，也可以实现本专利 的目的，或者根据需要再增加其他密封板而形成其他形状的空腔，只要是以 炉口固定段水冷壁25为一边围成的空腔，都应在本专利的保护范围。
所述三号夹板17是钢板，钢板具有强度高不易变形的优点。
前述填料密封装置A可以是现有活动烟罩中填料密封装置的结构，也可 以采用本实施方式所述结构。
本实施方式所述填料密封装置包括一号夹板10，所述一号夹板10与二 号夹板14之间通过螺栓22、螺母21及锁紧螺母12进行配合固定，通过螺 母紧縮可压紧填料。在一号夹板10与二号夹板14之间围成的腔体内装有填 料13，所述填料13采用较高熔点的高硅氧超细棉毡。由于填料13直接装 入两块夹板与炉口固定段水冷壁围成的空间内，所以一号夹板10与炉口固 定段水冷壁之间、二号夹板14与炉口固定段水冷壁之间应具有较小的缝隙， 以避免填料掉出。在一号夹板10的外侧涂耐火材料11。
另外，二号夹板与一号夹板之间的固定不限于本实施方式所述的螺栓连 接，能够实现二者位置相对固定的任何连接方式，如焊接等，都应在本专利 的保护范围之内。
具体实施方式
二 本实施方式是在具体实施方式
一结构的基础上对氮气密封腔的变形，从 而更好地实现密封。
当实施方式一所述二号夹板14、三号夹板17与炉口固定段水冷壁之间 距离过大时，可以采用本实施方式所述结构。
本实施方式的结构与具体实施方式
一区别在于，所述三号夹板17上通 过可拆方式固定有铜片7，铜片7可以为双层，所述铜片7设置在靠近炉口 固定段水冷壁25处。所述二号夹板14上通过可拆方式固定有铝片6，所述 铝片6可以通过扁螺母21和螺栓22的配合固定在二号夹板上，所述铝片6 设置在靠近炉口固定段水冷壁25处；由于铝片6和铜片7的一端都靠近炉 口固定段水冷壁，因此避免由于缝隙过大而致氮气过多地泄露；
所述空腔24由密封板15、固定在二号夹板14上的铝片6、固定在三号 夹板17上的铜片7与炉口固定段水冷壁25围成。
该空腔24具有与实施方式一相同的作用。
需要说明的是，本专利中提到的铝片、铜片还可以由其他具有不同力学 或传热性能的材料进行代替，如钢板、铜板、镀锌铁皮、非金属纤维板等， 同时，它们既可以设置在夹板的上方也可以设置在夹板的下方，其与夹板之 间的固定方式也不限于本实施方式所说的螺栓连接，只要能够实现可拆方式 的其他连接方式，都在本专利的保护范围之内。
具体实施方式
三
对于一号夹板10、 二号夹板14与炉口固定段水冷壁之间具有较小缝隙 的结构，可以采用如具体实施方式
一所述密封方案。
当考虑到方便安放填料时， 一号夹板10和/或二号夹板14与炉口固定
段水冷壁之间就应具有较大距离，此时可以采用本实施方式所述结构。 本实施方式与具体实施方式
一的区别在于
在一号夹板10上通过可拆方式固定有铝片5，铝片5通过相互配合的 螺栓1、螺母3以及锁紧螺母2固定在一号夹板10上，所述铝片5设置在 靠近炉口固定段水冷壁25处，它不仅可以实现较好的密封效果，同时可以 实现方便更换填料。
实际使用中，当一号夹板10与炉口固定段水冷壁之间己经具有较小距 离而又考虑方便安放填料时，所述铝片5的固定位置则不限于在靠近炉口固 定段水冷壁25处，只要能够实现铝片与一号夹板之间的方便拆装，其固定 在一号夹板上的任何位置都应在本专利的保护范围之内。
本专利中， 一号夹板10是镀锌铁皮，二号夹板14是钢板。实际使用中， 一号夹板IO也可以用具有不同力学或传热性能的材料进行代替，如钢板、 铜板、铝板、非金属纤维板等；二号夹板可以用具有不同力学或传热性能的 材料进行代替，如铜板、铝板、镀锌铁皮、非金属纤维板等，因此都在本专 利的保护范围之内。
具体实她方式四
本专利的另一个创新点是在前述实施方式所述结构基础上再增加循环 冷却装置C，具体结构如下
循环冷却装置C由导热板8和循环冷却槽9组成，所述导热板8与氮气 密封腔24通过螺栓22固定连接；
所述导热板8与三号夹板17、铜片7、 二号夹板14或铝片6固定连接 都可以实现导热板与氮气密封腔24的连接。
所述循环冷却槽9固定在与氮气密封腔24相对应的导热板8的另一端， 所述循环冷却槽9与转炉汽化冷却系统的低压循环泵连通，来自汽化冷却低 压循环泵的冷却水从槽内流过，能达到较好冷却效果，延长使用寿命。 所述循环冷却槽9横截面为长方形或圆形，结构简单，方便加工。 实际使用时，可以将循环冷却槽C固定在活动烟罩上，填料密封装置A、 氮气密封装置B都通过导热板、循环冷却槽固定在活动烟罩上。
具体实施方式
五
本实施方式所述方案是将实施方式一所述填料密封装置A、氮气密封装 置B及循环冷却装置C全部设置在同一密封装置上，如图2所示，从而更好 地实现便于检修、使用寿命长、降低能耗、产生较好冷却效果的优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明，任何熟悉 本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技 术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明 技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修 改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置，其特征在于在活动烟罩(26)与炉口固定段水冷壁(25)之间的缝隙处同时设置填料密封装置和氮气密封装置进行密封。
2. 根据权利要求1所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置，其特征在于所述氮气密封装置包括氮气母管(16)和氮气密封腔(24): 所述氮气密封腔(24)是由炉口固定段水冷壁为一边围成的空腔，与 氮气母管(16)连通的多个氮气喷嘴(23)都设置在氮气密封腔(24)内。
3. 根据权利要求2所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于-所述氮气密封装置固定在活动烟罩(26)上，具体连接关系为 所述活动烟罩(26)上固定有三号夹板(17),三号夹板(17)的上方 设置有二号夹板(14)，所述三号夹板(17)与二号夹板(14)之间通过纵 向焊接的密封板(15)进行固定，所述氮气密封腔(24)由二号夹板(14)、 三号夹板(17)、密封板(15)及炉口固定段水冷壁(25)围成。
4. 根据权利要求3所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于-所述三号夹板(17)上通过可拆方式固定有铜片(7)，所述铜片(7) 设置在靠近炉口固定段水冷壁(25)处；所述二号夹板(14)上通过可拆方式固定有铝片(6)，所述铝片(6) 设置在靠近炉口固定段水冷壁(25)处；所述空腔(24)由密封板(15)、固定在二号夹板(14)上的铝片(6)、固定在三号夹板(17)上的铜片(7)与炉口固定段水冷壁(25)围成。
5. 根据权利要求3所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于所述三号夹板(17)是钢板。
6. 根据权利要求2 5任意一项所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置，其特征在于:还包括循环冷却装置，它由导热板(8)和循环冷却槽(9)组成，所 述导热板(8)与氮气密封腔(24)通过螺栓(22)固定连接；所述循环冷却槽(9)固定在与氮气密封腔(24)相对应的导热板(8) 的另一端，所述循环冷却槽(9)与转炉汽化冷却系统的低压循环泵连通。
7. 根据权利要求6所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于所述导热板(8)与三号夹板(17)或铜片(7)、 二号夹板(14) 或铝片(6)固定连接。
8. 根据权利要求6所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于所述循环冷却槽(9)横截面为长方形或圆形。
9. 根据权利要求6所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于所述填料密封装置设置在与循环冷却装置相对应的氮气密封腔(24) 的另一端；所述填料密封装置包括一号夹板(10)，所述一号夹板(10)与二号夹 板(14)之间通过螺栓(22)、螺母(21)及锁紧螺母(12)进行配合固定， 在一号夹板(10)与二号夹板(14)之间围成的腔体内装有填料(13)，所 述填料(13)是高硅氧超细棉毡。
10. 根据权利要求9所述的转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置， 其特征在于在一号夹板(10)上通过可拆方式固定有铝片(5)，所述铝 片(5)设置在靠近炉口固定段水冷壁(25)处。
全文摘要
转炉汽化冷却系统活动烟罩机械密封装置。本发明针对现有活动烟罩密封装置的缺陷，提供一种辅助氮封式的机械密封装置，所采用的方案是在活动烟罩与炉口固定段水冷壁之间设置填料密封装置、氮气密封装置及循环冷却装置。本技术具有节约氮气，使成本降低、设备使用寿命延长、煤气质量高、便于检修的优点，因此，在保证炼钢生产的前提下，本专利大大降低了吨钢氮气耗量，提高了经济效益，因此利于推广应用。
文档编号C21C5/46GK101205566SQ20071017880
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者吴仕明, 周春丽, 杨明华, 石瑞松 申请人:中冶京诚工程技术有限公司