一种转炉氧枪口密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种密封装置，具体涉及一种转炉氧枪口密封装置，属于转炉炼钢技术领域。


背景技术：

2.转炉炼钢过程中，由于炉内剧烈的反应会产生较大的火焰和大量的烟尘，若不采取有效的密封措施，不仅不利于设备的安全运行，造成厂房冒烟、污染环境，同时会造成厂房塔楼内煤气浓度超出报警值，从而无法对设备进行点检、维护和维修。为了防止从转炉氧枪口位置外溢烟尘和火焰，常规技术通常采用氮气对氧枪口进行密封，具体的做法是在转炉氧枪口位置正上方固定安装一个与氧枪相同直径的空心圆环，在圆环内壁上均匀地开几个向下倾斜一定角度的孔，从每个孔内喷射出氮气，从而实现氧枪口密封。采用氮气密封虽然可防止烟尘外溢，获得较好的密封效果，但是氮气流量较高，在转炉吹炼过程中须时刻进行密封，使得氮气消耗量较大，密封成本较高。
3.蒸汽是转炉冶炼过程中余热回收的副产品，蒸汽若不及时外送会造成蒸汽放散，造成浪费。蒸汽成本明显低于氮气，用蒸汽替代氮气对转炉氧枪口进行密封，可大幅降低能源成本。但是目前的氮气密封装置不适用于蒸汽介质进行密封，且无法解决蒸汽供应异常而无法密封的问题。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型正是针对现有技术中存在的问题，提供一种转炉氧枪口密封装置，该技术方案提供一种可以对转炉氧枪口进行蒸汽密封、氮气密封、或蒸汽氮气双重密封三用的装置，以蒸汽密封用途为主、氮气密封作为备用，密封方式可以快速实现切换，从而降低转炉氧枪口密封成本，确保设备稳定，满足转炉吹炼过程需要。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种转炉氧枪口密封装置，其特征在于，所述装置包括氧枪密封塞、导向座、上部蒸汽密封座和下部氮气密封座，所述氧枪密封塞固定在氧枪枪体上，用于覆盖上部蒸汽密封座与氧枪枪体之间的缝隙，形成机械密封，所述导向座锥面尺寸与氧枪密封塞的锥面尺寸一致，互相配合形成机械密封。所述上部蒸汽密封座设置在导向座和下部氮气密封座之间并与其固定连接。
6.作为本实用新型的一种改进，所述上部蒸汽密封座包括上座体、上部外侧板、上部内侧板和底部法兰，上述四个部件围成环形腔室，在上部外侧板上沿周向设有第一蒸汽进气管和第二蒸汽进气管，在上部内侧板上沿周向自上而下间隔设置有四层与环形腔室相通的蒸汽出气孔。
7.作为本实用新型的一种改进，所述下部氮气密封座包括顶部法兰、下部外侧板、下部内侧板和底部法兰，上述四个部件围成环形腔室，在下部外侧板上沿周向设有第一氮气进气管和第二氮气进气管，在下部内侧板上沿周向自上而下间隔设置有两层与环形腔室相通的氮气出气孔。
8.作为本实用新型的一种改进，导向座和上部蒸汽密封座通过上部蒸汽密封座的上座体进行固定连接，上部蒸汽密封座和下部氮气密封座通过上部蒸汽密封座的底部法兰和下部氮气密封座的顶部法兰进行固定连接。
9.作为本实用新型的一种改进，所述氧枪密封塞的剖面为五边形，所述的导向座的剖面为直角梯形。
10.作为本实用新型的一种改进，所述上部蒸汽密封座4，在上部外侧板42上的两个蒸汽进气管即第一蒸汽进气管和第二蒸汽进气管呈180
°
角布置。
11.作为本实用新型的一种改进，所述上部蒸汽密封座的四层蒸汽出气孔，每层的蒸汽孔布置均匀，数量为36～44个，直径为3～6mm，每一层的蒸汽孔的剖面角度从上至下分别为 13
°
～17
°
、28
°
～32
°
、43
°
～47
°
和43
°
～47
°
，上下两层的蒸汽孔交叉布置，垂直间距为28～32mm，同一层的蒸汽孔间距为55～65mm。
12.作为本实用新型的一种改进，所述下部氮气密封座，在外侧板上的两个氮气进气管即第一氮气进气管和第二氮气进气管呈180
°
角布置。
13.作为本实用新型的一种改进，所述下部氮气密封座的两层氮气出气孔，每层的氮气孔布置均匀，数量为20～28个，直径为6～10mm，每一层的氮气孔的剖面角度从上至下分别为 43
°
～47
°
、55
°
～59
°
，上下两层的氮气孔垂直对齐，垂直间距为50～70mm，同一层的氮气孔间距为85～115mm。
14.相对于现有技术，本实用新型具有如下优点，1)该技术方案两个蒸汽进气管和两个氮气进气管均呈180
°
角布置，可使腔内的蒸汽压力或氮气压力更加均匀，有利于加快密封气帘形成速度，保证每一个孔出来的蒸汽或氮气均能喷射到氧枪枪体上，从而提高密封均匀性；2) 上部蒸汽密封座与导向座采用上座体相连，一方面便于蒸汽密封座的制作，使得上部蒸汽密封座的尺寸更加准确，另一方面可减少蒸汽密封座空腔体积，从而增加出口蒸汽压力，提高密封效果；3)上部蒸汽密封座的内侧板上布置四层蒸汽孔，每层蒸汽孔数量为36～44个、直径为3～6mm，可以实现蒸汽进气截面积和蒸汽出气孔的总截面积相当，提高出口蒸汽压力，确保蒸汽喷射至转炉氧枪枪体上；从上至下每一层的蒸汽孔角度分别为13
°
～17
°
、28
°
～32
°
、 43
°
～47
°
和43
°
～47
°
，这可以避免上下两层气幕间干扰；蒸汽孔的剖面角度不能太大，否则会增加蒸汽的喷射距离；蒸汽孔的剖面角度也不能太小，否则无法保证蒸汽幕的方向朝向下，因此蒸汽孔的角度太大或太小均会影响密封效果；4)本实用新型氧枪口密封装置结构简单，密封效果好，密封用气源选择灵活、多样，运行可靠，可进行蒸汽密封、氮气密封、氮气和蒸汽双重密封，蒸汽密封和氮气密封可进行快速切换，从而确保了设备的可靠性，确保蒸汽异常时仍可实现氧枪口密封。采用蒸汽密封时，氧枪口密封成本降低0.6元/吨钢。
附图说明
15.图1为本实用新型结构正视示意图；
16.图2为本实用新型结构a向展开局部示意图；
17.图3为本实用新型结构b向展开局部示意图；
18.图4为本实用新型结构蒸汽孔剖面示意图；
19.图5为本实用新型结构氮气孔剖面示意图；
20.图6为本实用新型结构图1的俯视图。
21.图中：1、转炉氧枪；2、氧枪密封塞；3、导向座；4、上部蒸汽密封座；41、上座体；42、上部外侧板；43、上部内侧板；44、蒸汽孔；45、底部法兰；46、第一蒸汽进管；47、第二蒸汽进管；5、下部氮气密封座；51、顶部法兰；52、下部外侧板；53、下部内侧板；54、氮气孔；55、底部法兰；56、氮气进管；57、氮气进管。
具体实施方式
22.为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
23.实施例1：参见图1-图6，一种转炉氧枪口密封装置，包括：氧枪密封塞2、导向座3、上部蒸汽密封座4和下部氮气密封座5，其中：所述的氧枪密封塞2固定在氧枪枪体上，用于覆盖上部蒸汽密封座4与氧枪枪体1之间的缝隙；所述的导向座3尺寸与氧枪密封塞2的尺寸相适配；所述的上部蒸汽密封座4包括由上座体41、上述外侧板42、上部内侧板43和底部法兰45，上述四个部件围成环形腔室，在上部外侧板42上沿周向设有两个蒸汽进气管 46和47，在上部内侧板43上沿周向自上而下间隔设置有四层与环形腔室相通的蒸汽出气孔 44；所述的下部氮气密封座5包括由顶部法兰51、下部外侧板52、下部内侧板53和底部法兰55，上述四个部件围成环形腔室，在外侧板52上沿周向设有两个氮气进气管56和57，在内侧板53上沿周向自上而下间隔设置有两层与环形腔室相通的氮气出气孔54；导向座3和上部蒸汽密封座4通过上部蒸汽密封座4的上座体41进行固定连接，上部蒸汽密封座4和下部氮气密封座5通过上部蒸汽密封座4的底部法兰45和下部氮气密封座5的顶部法兰51进行固定连接。
24.实施例2：作为本实用新型的一种改进，所述的氧枪密封塞2的剖面为五边形，所述的导向座3的剖面为直角梯形。其余结构和优点与实施例1完全相同。
25.实施例3：作为本实用新型的一种改进，所述的上部蒸汽密封座4，在外侧板42上的两个蒸汽进气管46和47呈180
°
角布置。所述的下部氮气密封座5，在外侧板上的两个氮气进气管56和57呈180
°
角布置；这样设置可使腔内的蒸汽压力或氮气压力更加均匀，有利于加快密封气帘形成速度，保证每一个孔出来的蒸汽或氮气均能喷射到氧枪枪体上，从而提高密封均匀性；其余结构和优点与实施例1完全相同。
26.实施例4：作为本实用新型的一种改进，上部蒸汽密封座的内侧板上布置四层蒸汽孔，每层蒸汽孔数量为36～44个、直径为3～6mm，可以实现蒸汽进气截面积和蒸汽出气孔的总截面积相当，提高出口蒸汽压力，确保蒸汽喷射至转炉氧枪枪体上；从上至下每一层的蒸汽孔角度分别为13
°
～17
°
、28
°
～32
°
、43
°
～47
°
和43
°
～47
°
，该方案中，所述的上部蒸汽密封座4的四层蒸汽出气孔44，每层的蒸汽孔布置均匀，数量为40个，直径为4mm，每一层的蒸汽孔的剖面角度从上至下分别为15
°
、30
°
、45
°
和45
°
，上下两层的蒸汽孔交叉布置，垂直间距为 30mm，同一层的蒸汽孔间距为60mm。这可以避免上下两层气幕间干扰；蒸汽孔的剖面角度不能太大，否则会增加蒸汽的喷射距离；蒸汽孔的剖面角度也不能太小，否则无法保证蒸汽幕的方向朝向下，因此蒸汽孔的角度太大或太小均会影响密封效果；其余结构和优点与实施例1完全相同。
27.实施例5：作为本实用新型的一种改进，所述下部氮气密封座的两层氮气出气孔，每层的氮气孔布置均匀，数量为20～28个，直径为6～10mm，每一层的氮气孔的剖面角度从
上至下分别为43
°
～47
°
、55
°
～59
°
，上下两层的氮气孔垂直对齐，垂直间距为50～70mm，同一层的氮气孔间距为85～115mm。该方案中，所述的下部氮气密封座5的两层氮气出气孔54，每层的氮气孔布置均匀，数量为24个，直径为8mm，每一层的氮气孔的剖面角度从上至下分别为45
°
、57
°
，上下两层的氮气孔垂直对齐，垂直间距为60mm，同一层的氮气孔间距为100mm。其余结构和优点与实施例1完全相同。
28.正常情况下，本实用新型的转炉氧枪口密封装置只通蒸汽，对氧枪口进行蒸汽密封，当蒸汽压力异常低时停用蒸汽，通氮气对氧枪口进行密封。使用本实用新型的转炉氧枪口密封装置后，转炉氧枪口密封成本降低0.6元/吨钢。
29.本实用新型还可以将实施例2、3、4、5所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。
30.需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。