专利名称：热压铁块制备装置及包括该装置的铁水制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热压铁块制备装置及包括该装置的铁水制备装置。尤其涉及一种可牢固地密封在辊胎内部循环的冷却流体的热压铁块制备装置及包括该装置的铁水制备
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背景技术：
在熔融还原炼铁方法中，将块状煤炭和块状还原铁装入到熔融气化炉，并制备铁水。因此由粉矿制备块状还原铁(即，热压铁块)后供给至熔融气化炉。压缩直接还原铁(direct reduced iron,DRI)而制备热压铁块。朝一对辊子之间形成的缝隙间装入直接还原铁，并通过驱动一对辊子压缩直接还原铁，用以制备连续连接的热压铁块。其中，辊子包括辊芯(roll core)和辊胎(roll tyre)，所述辊胎以环形结合于辊芯周围。
发明内容
本发明的目的是提供一种能牢固地密封在辊胎内部循环的冷却流体的热压铁块制备装置。而且，提供一种包括如前所述的热压铁块装置的铁水制备装置。本发明一实施例的热压铁块制备装置，包括i)辊芯，包括轴；及ii)辊胎，围绕辊芯周围，在辊胎的表面形成有凹形部，所述凹形部用于压缩粉体而制备热压铁块。其中，冷却管道形成于辊胎和辊芯相互接触的边界面上，冷却管道内流有冷却流体，冷却流体用于使辊胎冷却，在所述边界面上形成有至少一个密封槽，用于密封边界面，与冷却管道并排配置。至少一个密封槽包括一对密封槽，冷却管道可以位于一对密封槽之间。在密封槽中可以填充密封填料。密封填料可以包含橡胶。密封填料还可包含石墨。密封填料的熔点可为 600°C至 800"C。密封槽可沿着辊芯的圆周方向，且沿着辊芯表面而形成。密封槽可包括i)中心部，向辊胎凹陷而形成；及ii) 一对台阶部，向所述辊胎凸出而形成于中心部的两侧。中心部的曲率半径相对于一对台阶部中的一个台阶部的曲率半径的比例可为4至10。一对台阶部分别朝向的方向可以与所述轴延伸的方向交叉，并向虚拟面倾斜，虚拟面包含所述中心部的中心。辊芯可以包括i)至少一个第一密封通道，沿着与所述轴延伸的方向交叉的方向延伸，并与所述密封槽连接；及ii)至少一个第二密封通道，沿着与轴延伸的方向并排的方向延伸，并与第一密封通道连接，第二密封通道的一端形成于所述辊芯的侧面。可通过第一密封通道和第二密封通道压送密封填料，密封填料填充密封槽。至少一个第二密封通道可包括多个第二密封通道，多个第二密封通道可以以实质上相同的间距相隔配置。本发明一实施例的热压铁块制备装置，还可以包括结合于第二密封通道的一端并密封第二密封通道的一端的盖。可在所述第二密封通道的一端上形成有螺旋槽，盖可以结合于螺旋槽。本发明一实施例的铁水制备装置，包括i)热压铁块制备装置；及ii)熔融气化炉，接收从所述热压铁块制备装置供给的热压铁块而制备铁水。其中，热压铁块制备装置，包括i)辊芯，包括轴；及ii)辊胎，围绕辊芯周围，在辊胎的表面形成有凹形部，凹形部用于压缩粉体而制成热压铁块。并且，冷却管道形成于辊胎和辊芯相互接触的边界面上，冷却管道内流有冷却流体，冷却流体用于使辊胎冷却，在所述边界面上形成有至少一个密封槽，用于密封边界面，与冷却管道并排配置。本发明能够防止由于在高温状态下旋转的辊胎滑动而导致冷却流体向辊胎外部流出的现象。其结果可以延长辊胎的寿命。而且，通过被密封的冷却流体可有效地冷却辊胎，因此能够稳定地连续制备热压铁块。从而能够有效地实施热压铁块和铁水的制备。
图1是本发明一实施例的热压铁块制备装置的立体示意图。图2是图1的热压铁块制备装置所包括的辊子的立体示意图。图3是沿着图2中III-III线剖开辊子的剖视示意图。图4是图3的IV部分的密封过程的示意图。图5是密封槽的放大示意图。图6是包括图1的热压铁块制备装置的铁水制备装置的示意图。
具体实施例方式图1是本发明第一实施例的热压铁块制备装置500的立体示意图。图1的热压铁块制备装置500的结构仅仅是为了例示本发明而提供的，本发明并不局限于此。因此热压铁块制备装置500的结构可变更为多种形式。如图1所示，热压铁块制备装置500包括装料斗50、一对螺旋进料机52及一对辊子1000。一对辊子1000固定在壳体M内。另外，热压铁块制备装置500还可以包括其他部件。如图1所示，粉体例如直接还原铁(direct reduction iron, DRI)沿着ζ轴方向通过装料斗50的供给口 501装入至装料斗50的内部。虽然图1示出作为粉体使用直接还原铁的例子，但是除了直接还原铁，其他物质也可以作为粉体使用。在接收被供给的还原气体的流动床型还原炉中，可以装入粉矿并使之流动而还原粉矿，以制备还原铁(DRI)。利用设置于装料斗50内部的一对螺旋进料机52，将利用所述方法制备的粉体装入到一对辊子1000之间。一对辊子1000互相朝相反方向旋转并压缩粉体而制备热压铁块。如图1所示，设置于装料斗50的多个排气口 503将从粉体产生的气体排到外部。 由于可消除来自粉体的气体，因此可将粉体压缩得没有任何空隙。下面通过图2更详细地说明图1的热压铁块制备装置500所包括的辊子1000的结构。图2示出图1的热压铁块制备装置500所包括的辊子1000。图2的辊子1000的结构仅仅是为了例示本发明而提供的，本发明并不局限于此。因此辊子1000的形态可进行多种变形。
如图2所示，辊子1000包括辊胎20和辊芯30。其中，辊胎20围绕辊芯30的周围。在辊胎20的表面，沿着y轴方向形成有多个凹形部201。因此辊子1000旋转时，用多个凹形部201将粉体压缩成热压铁块，从而能够连续制备瓦楞板(corrugated board)状的热压铁块。辊胎20与高温粉体接触并且压缩粉体，由此可能会发生热变形或者损坏。因此周期性地加热辊胎20将之从辊芯30卸下，然后修理后再使用或者换成新产品。如图2所示，辊芯30包括沿着y轴方向延伸的轴301。在轴301上沿着y轴方向形成有冷却管道3011。冷却流体通过冷却管道3011，冷却被加热后的辊胎20和辊芯30。 其中，冷却流体意味着能够使辊胎20和辊芯30冷却的包括水的所有物质。因此除了水以外的其他介质也可使用为冷却流体。在辊子1000高速旋转时，辊胎20通过旋转力而滑动，并在辊胎20与辊芯30相互接触的边界面上产生划痕或者间隙。其结果，沿着在边界面上形成的冷却管道3011(图3 中示出)流动并冷却辊胎20的冷却流体可向外部流出。因此在本发明的一实施例中利用密封槽10 (图3中示出)密封辊胎20和辊芯30 相互接触的边界面25(图3中示出)。结果，能够阻断冷却流体向外部流出。如图2所示，多个盖12附着于辊芯30的一侧面。多个盖12以轴301为中心，以相同的间距相隔配置并附着于辊芯30的侧面。例如，图2中有一个盖12未显现出来，但是包括示出的三个盖12，总共四个盖12以相互相同的间距相隔配置并附着于辊芯30的侧面。 而且，虽然图2未示出，在辊芯30的另一侧面也附着有多个盖12。多个盖12用于密封在辊芯30的内部沿着y轴方向形成的第二密封通道19 (图3中示出)。由于多个盖12，杂质无法浸透到辊芯30的内部。由于多个盖12以相互相同的间距相隔配置，因此多个第二密封通道19(图3中示出)实质上也以相同的间距相隔配置而形成在辊芯30的内部。在以下通过图3进一步详细说明用于密封冷却流体的辊子1000的结构。图3是沿着图2中III-III线而剖开辊子1000的剖视示意图。图3的辊子1000 的结构仅仅是为了例示本发明而提出的，本发明并不局限于此。因此辊子1000的结构可以变形为其他形态。如图3所示，在辊子1000的内部形成有供冷却流体循环的冷却管道3011。通过在轴301的中心形成的冷却管道3011(用点线表示)供给的冷却流体，沿着在边界面25形成的冷却管道3011以螺旋形旋转并与辊胎30接触。因此冷却流体使辊胎30冷却并防止辊胎30的热变形，且可以连续制备热压铁块。图3示出了辊胎20内形成有冷却管道3011，但是也可以在辊芯30内形成冷却管道。如图3所示，一对密封槽10沿着y轴方向，与在边界面25形成的冷却管道3011并排相隔配置。在图3示出了形成有四个密封槽，但是上下面对的多个密封槽10互相相同。 上下面对的多个密封槽10沿着边界面25具备环形形状且连续地连接。即，密封槽10沿着辊芯30的圆周方向，即沿着平行于ζ轴的方向，且沿着边界面25 (更具体为辊芯30的表面 303)而形成。图3示出了密封槽10形成于辊芯30的表面303，但是密封槽10也可以形成于辊胎20的表面。形成于边界面25上的冷却管道3011位于一对密封槽10之间。因此当在通过辊胎20及辊芯30的旋转，在辊胎20及辊芯30之间发生间隙而冷却流体有沿着边界面25向外部泄漏的可能性时，可以向一对密封槽10填充密封填料60 (图4中示出)，以防止冷却流体向外部流出。即，可以利用一对密封槽10将边界面25密封。如图3所示，在辊芯30中形成有第一密封通道17及第二密封通道19。第一密封通道17沿着与轴301的延伸方向交叉的方向，即沿着ζ轴方向延伸而与密封槽10连接。而且，第二密封通道19沿着与轴301的延伸方向平行的方向，即沿着y轴方向延伸而与第一密封通道17连接。下面通过图4进一步具体说明冷却流体的密封过程。图4是在图3的IV部分中的冷却流体的密封过程示意图。图4的密封过程仅仅是为了例示本发明而提出的，本发明并不局限于此。如图4所示，随着辊胎20及辊芯30旋转，辊胎20及辊芯30之间发生间隙且冷却流体L可能从冷却管道3011(图3中示出)泄漏。此时，如箭头所示，打开盖12，通过第一密封通道17及第二密封通道19，并沿着弯曲的箭头方向压送以特定温度范围加热的密封填料60。当只使用一个第一密封通道17及一个第二密封通道19压送密封填料60时，密封填料60装入密封槽10后，与该密封槽连通的其余三个第一密封通道(未示出)及三个第二密封通道(未示出)被装入密封填料60。因此在确认三个第一密封通道(未示出)及三个第二密封通道中完全装满密封填料后，可以关闭盖12。密封填料60被加热至70°C至80°C而具有粘性后可以使用。其结果，可以将密封填料60装入密封槽10。四个第一密封通道17及四个第二密封通道19形成于辊芯30，且与密封槽10连通，因此通过四个第一密封通道17及四个第二密封通道，能够将密封填料60 有效地填充至密封槽10。另一方面，将密封填料60装入密封槽10后，可以旋转辊胎20及辊芯30。另一方面，盖12结合于第二密封通道19的一端191，用以密封一端191。第二密封通道19的一端191形成于辊芯30的侧面。由于填料60的粘性高，若通过第二密封通道 19的一端191将液态填料60填充至辊芯30的内部，则填料60不会从一端191泄漏，而是在内部凝固。在一端191形成有螺旋槽1911，在盖12上形成有螺纹121。因此通过螺旋槽 1911及螺纹121的结合，盖12坚固地结合在一端191。其结果，填料60不易向外部流出。密封填料60包含橡胶。橡胶包括天然橡胶或人造橡胶。由于将橡胶作为密封填料60的材料使用时，能够有效地密封辊胎20和辊芯30的边界面25。而且，橡胶在150°C至 200°C的高温环境下也能够使用，因此适合用作密封填料60。此外，橡胶具有优秀的弹性，因此可有效地应对辊胎20及辊芯30的旋转引起的振动。进一步，密封填料60可包含石墨等。石墨包含在密封填料60中用以提高密封填料60的熔点。此外，密封填料60还可包含必要的材料。密封填料60的熔点可以是600°C 至800°C。如果密封填料60的熔点过低，则密封填料60会熔化而难以密封边界面25。另外，如果密封填料60的熔点过高，则密封填料60过于硬化而降低弹性。以下，参照图5更加详细地说明密封槽10的形状。图5是密封槽10的剖面结构的放大示意图。为了便于说明，图5中未示出辊胎 20。而且，图5中示出未与第一密封通道17(图4中示出)相连接的密封槽10。如图5所示，密封槽10包括中心部101及一对台阶部103。中心部101向所述辊胎20(图4中示出)凹陷而形成。另外，一对台阶部103形成在中心部101的两侧。一对台阶部103向辊胎20(图4中示出)凸出而形成。因此，密封槽10能够在中心部101中稳定地容置密封填料60 (图4中示出，以下相同)，藉由一对台阶部103能够防止密封填料60溢出至密封槽10的外部。其中，中心部的曲率半径IOlr与台阶部103的曲率半径103r的比例可以是4至 10。如果该比例值小于4，则由于中心部101过小而不能将密封所需的足量的密封填料60 容置在密封槽10中。另外，如果所述比值大于10，则由于台阶部10过小，容置在密封槽10 中的密封填料60容易溢出。因此，优选将中心部101的曲率半径IOlr相对于台阶部103 的曲率半径103r的比例维持在上述范围内。另外，如图5所示，可以考虑包含中心部101的中心IOlc的虚拟面101p。虚拟面 IOlp沿着中心部101的中心IOlc而形成。因此，虚拟面IOlp与图2的ZX平面平行。艮口， 虚拟面IOlp沿着与轴301(图2中示出)的延伸方向交叉的方向延伸。其中，一对台阶部 103分别朝向的方向(用点线表示)向虚拟面IOlp倾斜。因此，一对台阶部103倾斜地形成，从而能够将密封填料60稳定地容置在密封槽10中。图6示意地表示包括图1的热压铁块制备装置500的铁水制备装置9000。如图6所示，铁水制备装置9000包括热压铁块制备装置500及熔融气化炉700。 其中，熔融气化炉700接收被供给的块煤、煤压块和热压铁块以制备铁水。此外铁水制备装置9000还可进一步包括粉体加料仓200、破碎机400及存储槽600。粉体加料仓200储藏粉体。而且，破碎机400从热压铁块制备装置500接收热压铁块并加以破碎。存储槽600 临时存储破碎的热压铁块后供给至熔融气化炉700。本发明所属领域的具有通常知识的技术人员可易于理解熔融气化炉60的具体结构，因此省略其仔细的说明。如图6所示，供给至熔融气化炉60的块煤或者煤压块在氧气中加热而起到使热压铁块熔融的热源的作用。由此使热压铁块熔融以制备铁水。根据如前所述的内容说明了本发明，但本发明所属技术领域的技术人员可易于理解，在不脱离如下所述的权利要求书的概念与范围的情况下可进行多种修正和变形。
权利要求
1.一种热压铁块制备装置，包括辊芯，包括轴；及辊胎，围绕所述辊芯的周围，在表面形成有用于压缩粉体而制备热压铁块的凹形部，其中，冷却管道形成于所述辊胎和所述辊芯相互接触的边界面上，所述冷却管道内流有用于冷却所述辊胎的冷却流体，在所述边界面上形成有用于密封所述边界面的至少一个密封槽，并与所述冷却管道并排配置。
2.根据权利要求1所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述至少一个密封槽包括一对密封槽，其中，所述冷却管道位于所述一对密封槽之间。
3.根据权利要求2所述的热压铁制备装置，其特征在于，在所述密封槽中填充有密封填料。
4.根据权利要求3所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述密封填料包含橡胶。
5.根据权利要求4所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述密封填料还包含石墨。
6.根据权利要求4所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述密封填料的熔点为600°C M 800 °C ο
7.根据权利要求2所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述密封槽沿着所述辊芯的圆周方向，且沿所述辊芯的表面而形成。
8.根据权利要求7所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述密封槽包括中心部，向所述辊胎凹陷而形成；及一对台阶部，向所述辊胎凸出而形成于所述中心部的两侧。
9.根据权利要求8所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述中心部的曲率半径与所述一对台阶部中的一个台阶部的曲率半径的比例为4至10。
10.根据权利要求8所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述一对台阶部分别朝向的方向与所述轴延伸的方向交叉，并向虚拟面倾斜，所述虚拟面包含所述中心部的中心。
11.根据权利要求7所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述辊芯包括至少一个第一密封通道，沿着与所述轴延伸的方向交叉的方向延伸，并与所述密封槽连接；及至少一个第二密封通道，沿着与所述轴延伸的方向延伸，并与所述第一密封通道连接， 所述第二密封通道的一端形成于所述辊芯的侧面。
12.根据权利要求11所述的热压铁制备装置，其特征在于，通过所述第一密封通道和所述第二密封通道压送密封填料，并使所述密封填料填充所述密封槽。
13.根据权利要求11所述的热压铁制备装置，其特征在于，所述至少一个第二密封通道包括多个第二密封通道，所述多个第二密封通道以相同的间距相隔配置。
14.根据权利要求11所述的热压铁制备装置，其特征在于，还包括结合于所述一端并密封所述一端的盖。
15.根据权利要求14所述的热压铁制备装置，其特征在于，在所述一端形成有螺旋槽， 所述盖结合于所述螺旋槽。
16.一种铁水制备装置，包括热压铁块制备装置；及熔融气化炉，接收从所述热压铁块制备装置供给的热压铁块而制备铁水， 其中，所述热压铁块制备装置，包括 辊芯，包括轴；及辊胎，围绕所述辊芯的周围，在表面形成有用于压缩粉体而制成热压铁块的凹形部， 其中，冷却管道形成于所述辊胎和所述辊芯相互接触的边界面上，所述冷却管道内流有冷却流体，所述冷却流体用于使所述辊胎冷却，在所述边界面上形成有至少一个密封槽，用于密封所述边界面，与所述冷却管道并排配置。
全文摘要
本发明涉及一种热压铁块制备装置及包括该装置的铁水制备装置。热压铁块制备装置包括，i)辊芯，包括轴；及ii)辊胎，围绕所述辊芯的周围，在所述辊胎的表面形成有凹形部，所述凹形部用于压缩粉体而制备热压铁块，冷却管道形成于所述辊胎和所述辊芯相互接触的边界面上，所述冷却管道内流有冷却流体，所述冷却流体用于使所述辊胎冷却，在所述边界面上形成有至少一个密封槽，用于密封所述边界面，与所述冷却管道并排配置。
文档编号C22B1/16GK102498222SQ201080041460
公开日2012年6月13日 申请日期2010年6月24日 优先权日2009年9月17日
发明者全相镇, 郑都秀, 金度昇, 金秉泰 申请人:Posco公司