[其他]高爐爐頂布料的新型機械裝置

無效

• 申請號: 85102672
• 申請日: 1985-04-09
• 公開（公告）號: CN85102672A
• 公開（公告）日: 1986-10-08
• 發明（設計）人: 周南夫
• 申請（專利權）人: 周南夫
• 主分類號: C21B7/20
• 分類號: C21B7/20;F27B1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本發明為煉鐵機械領域內高爐爐頂布料設備的設計。

技術背景：

煉鐵工藝的發展不斷證實：在高爐操作中爐頂原料的分布支配著爐內煤氣流分布。很大程度上左右著操作狀態以及對高爐冷卻壁壽命起著主要決定性影響。因此按人們的要求控制爐料在爐內分布和提高整個布料裝置的可靠性、密封性、工作壽命和經濟性已成為煉鐵機械行業中最重要問題之一。

1907年美國俄亥俄川克利夫蘭的馬基公司發展的一種帶有旋轉的布料器的雙鐘裝置設備在高爐上獲得廣泛的應用。到本世紀六十年代，這種爐頂裝料設備幾乎占領了全世界所有高爐的爐頂。

到了六十年代鋼鐵企業內部各生產環節相互關系變得十分緊密。高爐生產的穩定性日益重要，尤其在只有一二座高爐限產情況下，事故與大修停爐休風對企業經濟效益產生著巨大影響。因此，煉鐵設備的正常運轉與高爐壽命更為重要。現在，日本高爐一代壽命由五～六年延長至十年，中間無中修。特別是隨煉鐵工業的發展，人們清楚認識到高爐操作和改善爐頂布料，在煉鐵生產中的巨大的技術和經濟價值。

在這種形勢下，對爐頂設備的密封性、布料性和使用壽命也提出了更高的要求。

為滿足這一要求，過去幾十年人們在馬基式爐頂的基礎上進行了許多改進，例如：在大小鐘密封面上堆焊硬質合金，大小鐘采雙折角，密封面上進行水冷，采用空轉布料器，采用三鐘四鐘，采用變徑爐喉，這些改進雖然取得一定的成效。但是，仍然未從根本上克服鐘式密封與鐘式布料所固有的本質性弱點。

在這種形勢下，1970年盧森堡保爾渥斯公司在菜格里主持下提出了一個徹底革命的無料鐘爐頂設計，稱為pW型爐頂。

pW型爐頂的主要特征是：

用旋轉溜槽布料取代大鐘布料，用伐式密封取代了鐘式密封。其結構是，在爐喉上方采用了一個可以繞高爐中心線旋轉的溜槽，溜槽的傾角可調動。溜槽正上方有一個，控制溜槽旋轉與擺動的行星齒輪箱。由于齒輪箱與高溫多塵的爐頂內部是聯通的。因此，由氮氣或凈煤氣進行連續不斷的充氣冷卻，冷卻氣體由齒輪箱經氣隙進入爐內，從而也防止爐內含塵煤氣進入齒輪箱。齒輪箱中心是一段由爐頂料罐向溜槽輸料的中心喉管。中心喉管上有兩個料倉輪換裝料與卸料，當料倉上密封伐開啟，下密封伐關閉時，則處在裝料狀態。當料倉的上密封伐關閉。下密封伐開啟時，則處于卸料狀態，開關密封伐時料倉需要泄壓與充壓。為保護下密封伐和調節料流速度，設有節流伐。

pW型爐頂較鐘式爐頂先進。因而，獲得較為迅速的發展，但這種爐頂並非十分完善，還存在一些弱點。因此限制了它的推廣。這些主要弱點是：

1）運行費用高

氣密齒輪箱是pW型爐頂的心臟，為保證其正常運轉，齒輪箱內溫度必須控制在32～46℃，而一般高爐爐頂溫度都在200～400℃，爐頂壓力波動較大，在這種情況下，要控制齒輪箱內溫度就必須向齒輪箱通入大量的氮氣或凈燥氣。其消耗量一般在4、000～7000立方米/小時，若采用氮冷，pW爐頂就必須消耗較貴的氮氣。若采用凈煤氣冷卻，就必須增設煤氣加壓站。加壓站電耗一般為同等爐容鐘式爐頂的30～50倍，並且由于煤氣含塵，加壓機磨損較快，一座pW型爐頂每年氮氣用費約為50萬元。

2）引起高爐煤氣貧化：

目前，國內外pW型爐頂一般采用氮氣冷卻。大量的氮氣由齒輪輪箱經氣隙進入高爐，降低了高爐煤氣中CO的濃度。而目前由于煉鐵焦比的下降和煤氣利用的改善，高爐煤氣的發熱值一般都只有900～800千卡/米³。以300米³高爐為例，若采用pW型爐頂實行氮氣冷卻，高爐煤氣理論燃燒溫度將下降100～70℃。

3）投資較高

pW型爐頂本身的費用一般與同等爐容的鐘式爐頂費用相近。但是pW型爐頂所必須的氮氣供應系統或煤氣加壓系統的費用就比較高了。以300m³高爐為例，pW型爐頂煤氣加壓站的投資就達30～50萬元。

4）齒輪箱維護修理困難

齒輪箱處在密閉狀下，檢查和修理必須休風，這樣就給維修工作和安全運行造成一定的困難。

由于上述弱點，大大限制了pW型爐頂的推廣、特別是在中小型高爐上運用。

在這方面，昆鋼也曾針對pW型爐頂的上述弱點進行改進。昆鋼二號爐的簡易無鐘爐頂，就是這種嘗試的一個例子。這種爐頂取消了pW型爐頂的行星齒輪箱，將溜槽懸掛在馬基式爐頂相似的大齒輪上，通過大齒輪的旋轉，實現溜槽旋轉，用安裝在大齒輪上的吊桿來改變溜槽的傾角。布料器旋轉部分與靜止部分的密封是采用炭纖維端面密封。