用于将热气从冶金的设备引导到抽气装置中的装置和系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于将热气从排气装置引导到抽气装置中的闭锁环（Schließring），该闭锁环具有基体和一个或者多个被连接在该基体上的密封元件，该密封元件覆盖了所述基体的周侧（Umfang）。

背景技术：

像例如在US3814402中所描述的那样的闭锁环应该在其降低的位置中保证无干扰地将初级气体从转炉转移到烟囱罩和被连接在其上面的排放烟囱中。初级气体既不应该到达外面，而且二次空气也不应该到达里面。但是，这种最佳的状态不能容易地获得，因为尤其在闭锁环的上边缘与烟囱罩之间交替地出现过压脉冲和负压脉冲。也不可能无限制地将所述闭锁环的上边缘与所述烟囱罩之间的环状缝隙选择得很小，因为在这种情况中由于主要在对所述闭锁环进行高度调节时出现的不可避免的机械接触而可能出现闭锁环和/或烟囱罩的损坏。此外，在从炉中出来的初级气体具有较高的温度时，闭锁环在剧烈变换的温度下必须履行其功能。同样，其功能即使在与腐蚀性的初级气体接触时也必须长期得到保证。

已知的是，借助于耐火垫对闭锁环与烟囱罩之间的环状缝隙进行密封。在长时间运行中，这种密封件遭受磨损，所述磨损导致用于更换密封件的周期性的停止状态，或者在运行中出现不允许的波峰（Ausschwallung）。

技术实现要素：

本实用新型的任务是，介绍一种闭锁环，该闭锁环一方面即使在剧烈的压力及温度波动的情况下并且在腐蚀性的条件下也保证对所述闭锁环与用于将初级气体转移到烟囱中的烟囱罩之间的环状缝隙进行密封，并且另一方面将闭锁环和/或烟囱罩在出现机械接触时的损坏的危险保持较低的程度，并且所述闭锁环不易磨损，并且因此在已磨损的部件的更换方面引起小的开销。

该任务通过用于将热气从冶金的设备引导到抽气装置中的闭锁环来解决，该闭锁环：

-具有基体，

-并且具有一个或者多个被连接在所述基体上的密封元件，该密封元件覆盖了所述基体的周侧，

其特征在于，至少一个密封元件包括由金属泡沫形成的密封体。

从所述排气装置中排出的热气可以被确定用于其他例如材料方面的用途，或者可以是废气-即可能在处理之后、例如在除去有害物质或者冷却之后在没有进一步利用的情况下被排放到环境中的气体。

例如所述冶金的设备可以是用于制造和/或处理金属熔化液的装置、例如炼钢转炉（Stahlwerkskonverter）或者EAF-电弧炉（英语：Electric Arc Furnace）。金属熔化液的制造和/或处理通常在高的温度情况下进行，使得从这样的装置中排出的气体也具有很高的温度。“热气”可以理解为具有超过1000℃、优选超过1200℃、完全优选超过1500℃的温度的气体。

抽气装置例如是排放烟囱，通过所述排放烟囱例如将热的、在吹炼过程中或者在装料时从所述炼钢转炉中流出的气体从所述炼钢转炉中排出-例如排给除尘装置和/或冷却装置。

所述闭锁环的基体可以由一个或者多个部件所构成。

存在一个或者多个密封元件，优选存在至少两个密封元件。也可以存在两个以上的密封元件，例如三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或者更多个例如直至24个分段或者更多分段。

所有密封元件一起将所述闭锁环的基体的整个周侧覆盖。在这方面，“覆盖”可理解为密封元件没有被压紧到所述烟囱罩上，而是在装配时如此安置所述密封元件，使得其抵靠在烟囱罩上或者甚至可能产生较小的缝隙。这种较小的缝隙-只要其出现-就仅仅为少许几mm、优选5mm、特别优选是3mm、尤其优选是2mm。所述密封元件的这种抵靠或者所述较小的缝隙一方面应该保证所述密封元件十分抗磨并且另一方面应该防止不允许的波峰。之所以不是在较大的压力下进行压紧，是因为由于这样的烟囱罩的较大的尺寸和-这样的冶金的设备的各种运行状态之间的-较高的温差而可能出现所述密封元件的较大的变形以及所述烟囱罩及闭锁环的膨胀。在对所述闭锁环进行高度调节时-由于在移动时通过所述膨胀和可能的冲击负荷而额外地得到提高的压紧-而会出现密封元件的较大的负荷。已经证实，5mm至2mm的缝隙对这样的设备的运行没有负面的影响。但是，在特定的运行状态中，可能由于所述膨胀而在较大的压力下出现所述密封元件的压紧情况。所述密封元件应该相对于所述抽气装置、例如相对于排放烟囱的烟囱罩用作密封件-相应地这些密封元件必须覆盖整个周侧。

由多个密封元件构成的密封件可以比较容易地制造、调整并且作为由仅仅一个密封元件构成的密封件来操纵。

优选地，所述密封元件构造为圆环扇形段（Kreisringsegmente）。

修饰密封件（Anstreifdichtung）的任务是，将活动的部件与固定的部件之间的缝隙保持尽可能小，其中，在导入阶段之后该缝隙自动调节到最小值。由于所述金属泡沫的特殊的结构，这种材料能够收集通过塑性变形引起的变形能量。在开始运转以及可能对所述密封元件进行再调整的过程中，所述缝隙已经与所存在的几何形状相匹配。

所述密封元件中的至少一个密封元件、优选所有密封元件包括由金属泡沫形成的密封体。所述密封元件也可以额外地包括基座元件和固定元件，其中所述金属泡沫安放在所述基座元件上，并且其中所述金属泡沫利用所述固定元件固定在所述基座元件上。所述密封元件也可以仅仅由所述密封体所构成。

所述金属泡沫可以由一种唯一的金属或者金属合金所构成。

本实用新型的有利的效用：

通过对于合适的金属或者合金的选择，可以利用由一种材料构成的金属泡沫，所述材料长期地在履行密封功能的情况下符合温度要求、耐腐蚀要求以及相应的使用情况的机械要求。

相对于传统的密封材料，金属泡沫提供了相对于高温的稳定性、更好的抗磨损性和耐腐蚀性。

镍-铁-铬-铝-合金-金属泡沫已经证实为使用在作为排气装置的、用于制造和/或处理金属熔化液的装置中。利用这样的材料，例如在与用于炼钢的炼钢转炉的初级气体接触时出现令人满意的耐腐蚀性，并且对于处于具有短时间能够忍受的高达1200℃的峰值负荷的1000℃的范围内的温度来说出现热稳定性。如果该材料在碰到大于500℃的温度时具有足够的强度值、蠕变持久性、结构稳定性、形状稳定性以及抗氧化性及耐腐蚀性，则材料的热稳定性得到了保证。由于金属泡沫的热稳定性和较高的机械负荷能力、尤其与多细孔的陶瓷的材料相比所具有的耐磨损强度，由这样的金属泡沫构成的修饰密封件的稳定性即使在交变的压力负荷和温度负荷的情况下也得到保证。由于所述热稳定性和机械的负荷能力，这样的金属泡沫对于在所述初级气体中存在的温度来说也形状稳定。在试验中对于900℃的温度来说，3.5MPa的抗压强度已经得到了证实。此外，所述合金-金属泡沫由于其细胞状的结构而具有很好的减振能力并且在热容量较低时而具有较高的导热能力。

按照一种优选的实施方式，包括所述金属泡沫的密封元件中的至少一个、优选全部的密封元件以夹层结构设有金属泡沫和金属板。所述金属板可以由与所述金属泡沫相同的材料构成或者由其它材料构成。

这样的金属的夹层结构重量轻并且要么在一面上要么在两面上具有光滑的或者结构化的金属板，以提高抗弯刚度或者制造特定的表面质量。

一种优选的实施方式是，所述密封元件以夹层结构来构成；并且能够额外地安置加固元件和/或固定元件。

根据另一种实施方式，至少一个密封体的金属泡沫的表面具有涂层，所述涂层例如通过电弧喷涂、火焰喷涂或者等离子喷涂或者类似方法-例如这样的方法的组合-来施加。这种涂层可以由金属合金或者陶瓷材料所构成。例如氧化物陶瓷、如氧化铝Al₂O₃和硅酸盐陶瓷、如SiO₂适合用作陶瓷材料。相对于作为涂层的金属合金，如果腐蚀性的和热的负荷相对于机械负荷具有占优势的意义，则对于Al₂O₃而言尤其产生了优点。

根据一种优选的实施方式，在所述密封元件上固定了遮盖板。优选地，这些遮盖板具有蜂窝结构，所述蜂窝结构具有用绝热材料、例如耐火的喷射混凝土或者陶瓷的防火材料来填充的蜂窝。通过所述遮盖板来降低例如在炼钢转炉上使用时尤其是由于钢飞溅物或者炉渣飞溅物引起的损坏的危险。

优选地，如此安装根据本实用新型的闭锁环，使得该闭锁环例如在其被装入在炼钢转炉与排放烟囱之间时能够高度调节。

一种优选的实施方式规定，在所述密封元件与所述烟囱罩之间存在最大3mm的缝隙。这种最大3mm的缝隙对冶金的设备的运行几乎没有不好的影响-但是对所述密封元件来说保证了较小的维护开销。通过这种实施变型方案，在已磨损的部件的更换方面引起很低的开销并且降低了停工期。

本申请的另一主题是，在炼钢转炉或者EAF与排放烟囱的、布置到所述炼钢转炉和EAF上的烟囱罩之间使用按本实用新型的闭锁环，用于将热气从所述炼钢转炉或者EAF引导到所述烟囱罩中。

由于按本实用新型的、具有由金属泡沫形成的修饰密封件的闭锁环的非常简单的结构和有效的作用原理，从现有技术中已知的麻烦的用于进行密封的结构、例如闭锁介质的输送机构或者具有矿物纤维的箱式结构并不需要，这在保证密封功能的情况下也在压力波动和温度波动剧烈的情况下并且在腐蚀性的条件下以及在由于机械接触而引起的损坏的危险比较小的情况下实现了成本的节省。

附图说明

下面借助于一种实施方式的示意图来对本实用新型进行详细解释。

图1示出了炼钢转炉作为排气装置，热气从所述炼钢转炉通过闭锁环被引导到抽气装置-排放烟囱中；

图2示出了图1的截取部分的放大图；

图3示出了烟囱罩与密封元件之间的缝隙；

图4a和图4b示出了密封元件的不同的视图。

具体实施方式

图1示出了炼钢转炉1，在该炼钢转炉中通过吹炼过程来对金属熔化液2进行处理。在此产生通过卷曲的箭头示出的热的初级气体3，该初级气体具有大于1000℃的温度，该温度具有超过2000℃的温度峰值。这种初级气体通过所述闭锁环4被引导到排放烟囱5中，尤其是被引导到所述排放烟囱5的烟囱罩6中。所述闭锁环4布置在所述烟囱罩6与所述炼钢转炉1之间。从所述排放烟囱5中仅仅示出了一部分；该排放烟囱例如能够汇入到未示出的气体处理装置中。根据本实用新型的闭锁环4具有一个基体以及多个被连接在所述基体上的、包括金属泡沫的密封元件，为了更加一目了然起见而仅仅示出了所述基体，在以下附图中示出了所述密封元件的视图。

图2放大地示出了在图1中用虚线围住的截取部分X。所述闭锁环4包括卷曲地被围住的基体7，该基体由冷却管路的截锥状的布置结构所构成。在所述基体7上连接了密封元件8。在所示出的情况中，所述密封元件8通过支撑板9被连接在所述基体7上，利用螺栓10将它们固定在所述支撑板上。所述密封元件8以夹层结构设有由金属泡沫和金属板12构成的密封体11。在图2的剖面图中仅仅示出了一个密封元件8；但是在这里在所述基体的-在运行位置中处于上方的-边缘上存在多个将所述基体的周侧覆盖的密封元件；所述密封元件构造为圆环扇形段。

在所述密封元件8上也固定了遮盖板13。该遮盖板在基板14上具有蜂窝结构，所述蜂窝结构由具有用绝热材料、在这种情况下是耐火的喷射混凝土16来填充的蜂窝的蜂窝板15构成。通过所述遮盖板13来降低在用在所述炼钢转炉1上时尤其通过钢飞溅物及炉渣飞溅物引起的损坏的危险。

图3示出了烟囱罩与密封元件8之间的缝隙17。该缝隙不一定有规律地在所述烟囱罩的整个周侧的范围内产生。在运行中也可能出现以下情况：所述缝隙在所述烟囱罩的整个周侧的范围内消失，仅仅在所述烟囱罩的周侧上在局部范围内出现或者在所述烟囱罩的周侧范围内具有十分不同的尺寸。所有未提到的附图标记都已经在图2中得到描绘。

图4a示出了两个设计为圆环扇形段的密封元件8a和8b的示意性的俯视图。图4b示出了所述密封元件8a和8b的示意性的侧视图。由金属泡沫形成的密封体12以及金属板12布置在支撑板9上。在图4a中也示出了遮盖板13a、13b的下边缘。

附图标记列表：

1 炼钢转炉

2 金属熔化液

3 初级气体

4 闭锁环

5 排放烟囱

6 烟囱罩

7 基体

8、8a、8b 密封元件

9 支撑板

10 螺栓

11 密封体

12 金属板

13、13a、13b 遮盖板

14 基板

15 蜂窝板

16 耐火的喷射混凝土

17 缝隙。