专利名称：钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金工业技术领域，具体涉及一种钢水真空精炼多功能顶枪密封保护 装置。 背聚技术现代的RH(钢水真空精炼)真空脱气装置均配置有多功能顶枪，用以实现钢水精炼时吹 氧脱碳、化学升温、真空槽加热等精炼工艺需要，为解决顶枪在真空处理和加热工作过程 中与真空槽之间的高温密封问题，设计先进可靠的真空密封保护装置是非常重要的。当前 国内外实用的RH顶枪密封保护装置主要有结构平台上固定形式和真空槽热弯管J二固定式 两种。结构平台上固定式将密封保护装置固定在厂房的结构平台上，采用带气缸膨胀节实 现与真空槽之间的连接，使密封保护装置与真空槽分离，安装于固定平台上，不仅可以降 低对厂房的标高要求，而且便于密封保护装置的检修和维护。真空密封保护装置固定在热 弯管上方，受到槽内涌出的高温气体的烘烤，密封用气囊容易烧坏，无法正常密封，影响 正常的处理工艺；移动真空槽时，密封保护装置脱离真空槽，槽内热气大量上升，密封保 护装置的伸縮节、气缸限位开关等电气设备经常被烧坏；电气设备的损坏使移槽时无法确 认伸縮节是否到位，经常导致伸縮节拉坏，造成生产事故；密封保护装置安装在槽体正上 方，占用真空槽和热弯管的吊出空间，不利于槽体的吊进和吊出，而且行车吊槽时也经常 拉坏伸縮节，引发操作事故。真空槽体热弯管上固定式密封保护装置固定在真空槽热弯管上，随着真空槽体一起 移动，顶枪工作时穿过密封保护装置进入真空槽，进行工艺处理，顶枪长时间不工作时， 为防止密封保护装置被真空槽内的热气烧坏，通过转动手柄，将密封保护装置旋转离开真 空槽的顶枪孔，把隔热盲法兰转入真空槽顶枪孔。采用这种结构，不占用真空槽吊出空间， 有利于真空槽和热弯管的吊出更换；密封保护装置安装在热弯管上，长时间、近距离处于 真空槽内涌出的高温气体的烘烤，密封用气囊、密封盘根极易烧坏，无法完成真空密封， 影响正常的处理工艺。手动切换密封保护装置和隔热盲法兰，工作强度大，作业危险。综上所述，研究一种结构简单，使用方便，成本低廉的钢水真空精炼多功能顶枪密封 保护装置是本领域技术人员的研究目标。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种结构简单、使用方便、成本低廉的钢水真空精炼多功 能顶枪密封保护装置。本实用新型提出的钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，为可上下升降结构，由导 向支架l，保护装置本体2、防护翠3、悬挂装置4和锁紧装置5，保护装置本体2由上部导向架6、密封气囊7、压紧盖8、下部导向架9、冷却吹扫装置10和法兰11组成，以上 部件自上而下与顶枪12靠接；其中，上部导向架6与压紧盖8通过蠊栓连接，位于上部 导向架6和压紧盖8之间的密封气囊7与上部导向架6之间配合紧密，压紧盖8与下部导 向架9通过螺栓连接，下部导向架9与冷却吹扫装置10通过蠊栓连接；导向支架1有四 组，分别由成型钢板和导柱焊接而成，在圆上成90度夹角均匀焊接在热弯管14上；锁紧 装置5为2个，分别固定于热弯管14上方位于顶枪12两側；悬挂装置4由上部悬挂件16、 环形链13、下部悬挂件17组成，上部悬挂件16固定于顶枪12的固定夹子下方，环形链 13与上部悬挂件16、下部悬挂件17之间分别采用链扣连接，下部悬挂件17用螺栓固定 于下部导向支架9上，用于提升保护装置本体2;防护軍3由圆型钢板焊接而成，可与保 护装置本体2—起升降，并位于保护装置本体2上方。本实用新型中，密封气囊7由中间环36、接头32、支據环33、气囊34和圆钢35组 成，中间环36位于压紧盖8的对应台阶上，其上表面与上部导向架6下表面的台阶对应 配合；接头32位于中间环36—端台阶上，支撑环33位于中间环36另一端台阶上，气囊 34包覆于支撑环33外，圆钢35固定于压紧盖8—侧。本实用新型中，冷却吹扫装置10由N2气幕冷却室19和循环水冷却室20，以及法兰 11上的吹扫气腔21组成，其中N2气幕冷却室19、循环水冷却室20和吹扫气腔21均为环 形腔体，循环冷却室20位于N2气幕冷却室19下方，两室由5块钢板一次焊接而成，冷却 气幕接入口 22;循环水冷却室20两端分别连接进水口 23和出水口 24，吹扫气腔21连接 吹扫气腔接口25。本实用新型中，压縮气体N2进入冷却气幕腔室19形成强气流隔热气帘，阻挡了槽内 热气对密封盘根和气襄的损伤，同时加上大截面的冷却循环水腔室，极大冷却从真空槽内 涌出的髙温气体，减少了废气对密封盘根和气囊的烧伤。本实用新型中，法兰11的外端面为锁紧斜面26，锁紧装置由锁紧气缸27、带导轮的 锁紧块28、安装限位开关的支架29和气缸支架30组成，气缸支架30固定于热弯管14上 方，锁紧气缸27固定于气缸支架30上，锁紧气缸27连接带导轮的锁紧块28,锁紧斜面 26与带导轮的锁紧块28相对应匹配。 本实用新型的工作过程如下1 、顶枪密封保护装置可由中央控制室或现场操作盘进行控制操作。2、 顶枪密封保护装置由悬挂装置4连接到顶枪提升装置上，可随顶枪12 --起提升--段距离，与真空槽上热弯管14可分可合，而导向支架l、锁紧装置5则固定在热 弯管14上。3、 顶枪密封保护装置工作时，首先密封保护装置的本体装置随顶枪朝热弯管上的顶 枪口法兰缓缓下降，当两个法兰面相距约200mm时(根据顶枪提升装置的行程编 码器来判断)，吹扫电磁阀打开工作，强劲的压縮空气通过一圈气孔喷向顶枪口法 兰的上平面，将灰尘和杂质吹除，两法兰面贴近时阀关闭。当真空密封保护装置 本体下法兰面与热弯管顶枪口法兰面贴近后，控制夹紧气缸的二位五通电磁阀换 向，两锁紧气缸27同时相向推动夹紧头，并利用楔形锁紧两法兰，其中一个锁紧 气缸27上设有行程开关，由它将法兰已被锁紧的信息传给控制室。4、 此时RH可进行处理工作，当顶枪插入到设定的位置时，控制气囊进排气的阀动 作，使密封气囊7瞬间充满额定压力的气体，此时向内鼓的气囊便紧紧抱住顶枪 12，消除了这里的间隙，起到真空密封的作用。5、 在处理过程中，当顶枪12需要移位时，电磁阀换向，使密封气囊7快速排气，松 开顶枪12，移位后，电磁阀阀再换向，密封气囊7又充气，重新保持真空密封状 态。6、 当锁紧气缸处在锁紧状态时，顶枪12不得超范围提升，即拉动密封保护装置本体 2，因两者动作有严格的互锁，只有当气缸上的另一只行程开关被退出的活塞杆触 发时，表示夹紧头已退到位了，密封保护装置本体才能安全地脱离热弯管法兰。7、 只有当顶枪提升并带着密封保护装置的本体提升到移槽枪位时，真空槽才能进行 移槽操作。8、 由于顶枪密封保护装置处于热弯管的顶部火口，高温灼热，工作环境恶劣，为防 止密封保护装置，尤其是其中的橡胶气囊、O型圈和盘根被烧烤坏，特在保护装置 本体上设计了循环冷却水套和环形气幕，以驱走热量，保证装置的安全工作。9、 装置设有导向支架4付，用以密封保护装置法兰对接时的定心定位。10、 顶枪密封保护装置本体上部设有一盘状防护罩，用以顶枪下降时圆环链的存放，防止圆环链的杂乱无序堆放造成事故。 本实用新型的密封气囊和传统结构为封闭橡胶环气囊相比，由于巧妙地把气囊包裹在钢架上的结构形式，不仅大大降低气囊的制作难度和制作成本，也改善了气囊的更换和安
装.另外通过把顶枪密封保护装置通过高强度链条悬挂在枪体上，使密封保护装置不工作时 可以随顶枪--起提升离开高温区域，提高密封保护装置的使用寿命。本实用新型真空密封保护装置法兰和顶枪口法兰采用由两侧推动的气动锁紧装置，利 用斜面紧锁，紧锁力大，密封可靠，而且气缸布置在顶枪口的两侧，不直接受到高温烘烤， 气缸使用寿命延长，增加快速抽气装置，实现密封气囊从工作状态向非工作状态的快速切 换，减少密封气囊和枪体之间的磨损，延长气囊的寿命。本实用新型的优点在于解决真空密封保护装置的密封气囊，密封盘根的烧坏问题，实现真空处理状态的iE常密 封，保证处理工艺过程。解决槽体上方的吊运空间，确保真空槽和热弯管的吊运安全，避免操作事故。 提髙操作的自动性、可靠性、减少人工作业量和作业强度。简化设备组成，改善设备的工作条件，大大提高设备寿命，降低生产维护成本。 附面说明
图1为本实用新型的结构图示。图2为本实用新型密封气囊7的结构图示。图中标号l为导向支架，2为保护装置本体，3为防护軍，4为悬挂装置，5为锁紧 装置，6为上部导向架，7为密封气囊，8为压紧盖，9为下部导向架，IO为冷却吹扫装置， ll为法兰，12为顶枪，13为环形链，14为热弯管，15为嫘栓，16为上部悬挂件，17为 下部悬挂件，18为螺栓，19为N2气幕冷却室，20为循环水冷却室，21为吹扫气腔，22 为冷却气幕接入口， 23为循环水冷却室20的进水口， 24为循环水冷却室20的出水口， 25为吹扫气腔接口， 26为锁紧斜面，27为锁紧气缸，28为锁紧块，29为支架，30为气 缸支架，31为盘根，32为接头，33为支撑环，34为气囊，35为圆钢，36为中间环。
具体实施方式
下面通过实施例进一进说明本实用新型实施例l:按图l-图2所示，钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，为可上下升降 结构，由导向支架l,保护装置本体2、防护罩3、悬挂装置4和锁紧装置5，保护装置本 体2由上部导向架6、密封气囊7、压紧盖8、下部导向架9、冷却吹扫装置10和法兰11 组成，以上部件自上而下与顶枪12靠接；其中，上部导向架6与压紧盖8通过螺栓连接， 位于上部导向架6和压紧盖8之间的密封气囊7与上部导向架6之间配合紧密，密封的盘 根31放于下部导向架9内台阶上，压紧盖8与下部导向支架9通过蠊栓连接，并通过压紧盖压紧盘根，起到更好的密封效果。下部导向架9与冷却吹扫装置10通过螺栓连接；
导向支架l有四组，分别由成型钢板和导柱焊接而成，在圆上成度夹角均匀焊接在热 弯管14上,使保护装置本体2在下降过程中，其法兰11与热弯管14上的大法兰准确对接， 同时，也减少了保护装置本体2的受损危险；锁紧装置5为2个，分别固定于热弯管14 上方位于顶枪12两侧，用于紧固法兰11与热弯管14上的法兰；悬挂装置4由上部悬挂件 16、环形链13、下部悬挂件17组成，上部悬挂件16固定于顶枪12的固定夹子下方，环 形链13与上部悬挂件16与下部悬挂件17之间分别采用拆卸方便的链扣连接，下部悬挂 件17用螺栓固定于下部导向支架9上，环形链13可以釆用高强度链条，两侧各-根，悬 挂装置4用于提升保护装置本体2;防护罩3为圆型钢板焊接而成，可与本体一起升降， 并位于保护装置本体2上方，保护保护装置本体2不受现场的恶劣环境的损坏，并可用于 放置当顶枪12下降过程中产生的多余环形链13。按图2所示密封气囊7由中间环36,接头32，支撑环33，气囊34，圆钢35。中间 环被放于压紧盖的对应台阶上，同时，上表面与上部导向支架的下表面的台阶上对应配合； 接头32被焊接在中间环上，接口为外蟝纹R1/2 ;支撑环33放于中间环36的台阶上， 由于气囊34为橡胶制品，支撑环使其不变形，充气时能更好的动作；圆钢35则是为了安 装时用户提起方便。本实用新型中，冷却吹扫装置10为三组环形腔室，分别设有冷却气幕接入口 22、进 水口 23和出水口 24,吹扫气腔接口 25， 。 N2腔室19由4块钢板成型后焊接而成，密封可 靠，有效保护了本体中的盘根和密封气囊。循环水冷却室20由5块成型后的钢板焊接而 成，密封可靠，对本体的冷却起了很大的作用。吹扫气腔21被开在保护装置本体2下端 的法兰11上，用于当保护装置本体2提升后，吹扫热弯管14的上法兰面，使两法兰再次 配合时，紧密可靠。法兰11外端面为锁紧斜面22，锁紧装置由锁紧气缸27、带导轮的锁紧块28和气缸支 架27组成，支架29用于放置限位开关，使气缸在工作过程中准确无误；气缸支架30固 定于热弯管14上方，锁紧气缸27固定于气缸支架30上，锁紧气缸27连接带导轮的锁紧 块28，锁紧斜面22与带导轮的锁紧块28相对应匹配。将上述所得的密封保护装置用于某RH精炼工程中，原设计顶枪密封保护装置采用的 是结构平台固定式，顶枪直径173CM，生产时间中发现密封气囊经常被烧坏(每5炉左右 气囊就发生损坏，导致真空泄露)，影响真空处理，密封装置结构复杂，制作难度高,生产 成本髙，真空槽上方拥挤，环境温度髙，维护难度大等问题。采用本实用新型将顶枪密封保护装置通过由12米长高强度链条组成的悬挂装置4悬 挂在枪体上，使密封保护装置不工作时可以随顶枪12 —起提升高温区域采用骨架式密
封气囊7，密封气囊7直径为278MM,气囊充气口 口径为Rl/2:隔热气膜喷嘴口径1MM, 形成强气流隔热气帘采用由两侧推动的气动锁紧装置5,利用斜面锁紧，将真空密封保 护装置压在顶枪口法兰上使用VP-1601型快速抽气装置，实现密封气囊对顶枪的快速抱 紧和松开。实施效果釆用本实用新型密封气囊未发生损坏，寿命极大提高而且由于密封状态 良好，没有真空泄露问题，真空处理的工艺要求得到保证新型设备结构简单合理，环境 整洁，维护方便。
权利要求1、一种钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，为可上下升降结构，由导向支架(1)，保护装置本体(2)、防护罩(3)、悬挂装置(4)和锁紧装置(5)组成，其特征在于保护装置本体(2)由上部导向架(6)、密封气囊(7)、压紧盖(8)、下部导向架(9)、冷却吹扫装置(10)和法兰(11)组成，以上部件自上而下与顶枪(12)靠接；其中，上部导向架(6)与压紧盖(8)通过螺栓连接，位于上部导向架(6)和压紧盖(8)之间的密封气囊(7)与上部导向架(6)之间配合紧密，压紧盖(8)与下部导向架(9)通过螺栓连接，下部导向架(9)与冷却吹扫装置(10)通过螺栓连接；导向支架(1)有四组，分别由成型钢板和导柱焊接而成，在圆上成90度夹角均匀焊接在热弯管(14)上；锁紧装置(5)为2个，分别固定于热弯管(14)上方位于顶枪(12)两侧；悬挂装置(4)由上部悬挂件(16)、环形链(13)、下部悬挂件(17)组成，上部悬挂件(16)固定于顶枪(12)的固定夹子下方，环形链(13)与上部悬挂件(16)、下部悬挂件(17)之间分别采用链扣连接，下部悬挂件(17)用螺栓固定于下部导向支架(9)上；防护罩(3)由圆型钢板焊接而成，并位于保护装置本体(2)上方。
2、 根据权利要求1所述的钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，其特征在于密封 气襄(7)由中间环(36)、接头(32)、支撺环(33)、气囊(34)和圆钢(35)组成，中间环(36)位于压 紧盖(8)的对应台阶上，其上表面与上部导向架(6)下表面的台阶对应配合；接头(32)位于中 间环(36)—端台阶上，支掸环(33)位于中间环(36)另一端台阶上，气襄(34)包覆于支撑环(33) 外，圆钢(35)固定于压紧盖(8)—侧。
3、 根据权利要求1所述的钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，其特征在于冷却 吹扫装置(10)由Na气幕冷却室(19)、循环水冷却室(20)和法兰(11)上的吹扫气腔(21)组成， 其中N2气幕冷却室(19)、循环水冷却室(20)和吹扫气腔(21)均为环形腔体，循环冷却室(20) 位于N2气幕冷却室(19)连接冷却气幕接入口(22),循环水冷却窒(20)两端分别连接进水口 (23)和出水口(24)，吹扫气腔(21)连接吹扫气腔接口(25)。
4、 根据权利要求1所述的钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，其特征在于法兰(ll) 的外端面为锁紧斜面(26)，锁紧装置由锁紧气缸(27)、带导轮的锁紧块(28)、安装限位开关 的支架(29)和气缸支架(30)组成，气缸支架(30)固定于热弯管(14)上方，锁紧气缸(27)固定于 气缸支架(30)上，锁紧气缸(27)连接带导轮的锁紧块(28)，锁紧斜面(26)与带导轮的锁紧块 (28)相对应匹配。
专利摘要本实用新型属于冶金工业技术领域，具体涉及一种钢水真空精炼多功能顶枪密封保护装置，为可上下升降结构，由导向支架，保护装置本体、防护罩、悬挂装置和锁紧装置组成，保护装置本体由上部导向架、密封气囊、压紧盖、下部导向架、冷却吹扫装置和法兰组成，以上部件自上而下与顶枪靠接；导向支架有四组，在圆上成度夹角均匀焊接在热弯管上；锁紧装置固定于热弯管上方位于顶枪两侧；悬挂装置由上部悬挂件、环形链、下部悬挂件组成，环形链与上部悬挂件、下部悬挂件之间分别采用链扣连接，防护罩位于保护装置本体上方。本实用新型有效地解决了密封气囊、密封盘根烧坏问题，实现真空处理状态正常密封，结构简单大大提高设备寿命，降低生产维护成本。
文档编号F16J15/02GK201024186SQ20072006622
公开日2008年2月20日 申请日期2007年1月11日 优先权日2007年1月11日
发明者华 程 申请人:上海瑞璞机电科技有限公司