專利名稱：用于豎爐上的齒輥排料機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種冶煉領(lǐng)域中用于豎爐上的齒輥排料裝置的改進(jìn)，尤其涉及到一種用于酸性氧化球團(tuán)豎爐上的齒輥排料機(jī)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
豎爐法生產(chǎn)酸性氧化球團(tuán)礦工藝是廣泛適用于中小鋼鐵企業(yè)或礦山的常見方法，其生產(chǎn)是從配料、烘干、造球，到加入豎爐焙燒，再到排料、冷卻的過程，在這一生產(chǎn)過程中，松料排料方式對(duì)豎爐生產(chǎn)的順行至關(guān)重要。傳統(tǒng)豎爐的工藝布置中，松料排料依靠多根固定在豎爐外部廠房平臺(tái)上的齒輥?zhàn)鳂I(yè)，長(zhǎng)長(zhǎng)的齒輥長(zhǎng)時(shí)間處在高溫環(huán)境下工作，承受著較大的彎扭荷載，容易變形、開裂，設(shè)備壽命很短，松料排料不均勻，影響了豎爐內(nèi)部氣流的順暢；另一方面，傳統(tǒng)齒輥排料設(shè)備長(zhǎng)度較長(zhǎng)，設(shè)備維修、更換非常困難，而豎爐工作時(shí)和廠房之間的相對(duì)變形也嚴(yán)重影響齒輥的正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種設(shè)備重量輕、工作壽命長(zhǎng)、材質(zhì)要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、檢修方便快捷、日常維護(hù)費(fèi)用低的球團(tuán)豎爐齒輥排料設(shè)備。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于豎爐上的齒輥排料機(jī)，包括外伸傳動(dòng)軸、帶有齒銷的齒輥體以及傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于齒輥排料機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承，通過該旋轉(zhuǎn)支承將齒輥排料機(jī)固定在爐體支撐架上，齒輥體離旋轉(zhuǎn)支承較遠(yuǎn)處的一端支承在爐體支撐架上。
齒輥排料機(jī)的旋轉(zhuǎn)支承采用軸承法蘭座直接固定安裝在爐體支撐架上。
由于齒輥排料機(jī)僅有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承固定在爐體外部鋼結(jié)構(gòu)的支撐架上，齒輥機(jī)的齒輥體就形成了一種假懸臂式的結(jié)構(gòu)方式，齒輥體離旋轉(zhuǎn)支承較遠(yuǎn)處的端點(diǎn)亦即假懸臂的端點(diǎn)設(shè)計(jì)成凹球面形的，在爐體支撐架上與該端點(diǎn)相接觸處則設(shè)計(jì)為凸球頭結(jié)構(gòu)，以利于調(diào)整兩者之間的接觸間隙。
上述的傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸上，外伸傳動(dòng)軸的端部為滑鍵或花鍵形式，傳動(dòng)系統(tǒng)通過內(nèi)齒鍵空心軸套式的輸出軸直接套入該外伸傳動(dòng)軸上，形成一種浮動(dòng)懸掛柔性傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)齒輥排料機(jī)所處工作位置的溫度較高，如＞150℃時(shí)，所述的外伸傳動(dòng)軸和齒輥體可以設(shè)計(jì)成空心結(jié)構(gòu)，其中心插入冷卻水管，該冷卻水管從外伸傳動(dòng)軸的前端部直接插入到齒輥體的末端，冷卻水管上設(shè)置水流旋轉(zhuǎn)分布蓋，可使水流在整個(gè)圓周上均勻流回，而后仍從冷卻水管和空心傳動(dòng)軸之間的環(huán)縫流出。
齒輥機(jī)安裝在爐體支撐架上的旋轉(zhuǎn)支承處與爐體支撐架間設(shè)有氣封環(huán)通道形式的冷卻風(fēng)氣壓式密封隔離裝置，該氣封環(huán)通道的進(jìn)風(fēng)口位于冷卻風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)的出口處。
齒輥排料機(jī)的齒輥體為圓柱體，在圓柱體上沿長(zhǎng)度方向分布有若干個(gè)錐形孔，具有與該錐形孔相同形狀的齒銷被楔緊裝配在各個(gè)錐形孔中。這種結(jié)構(gòu)中，除錐形齒銷需采用高硬度材料制造外，齒輥體本體圓柱體部分可以采用普通的金屬材料鑄造。
本實(shí)用新型的齒輥排料機(jī)使用時(shí)將若干套齒輥機(jī)以獨(dú)立的方式均勻分布安裝在豎爐的各個(gè)下料部位，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)豎爐齒輥排料機(jī)所無法達(dá)到的排料、松料效果，且具有檢修方便、設(shè)備重量輕、工作壽命長(zhǎng)、材質(zhì)要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、日常維護(hù)費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn)，具體來說其具有如下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.每套齒輥機(jī)以獨(dú)立的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式安裝在爐體上。齒輥的旋轉(zhuǎn)支承直接固定安裝在爐體外的鋼結(jié)構(gòu)支撐架上，齒輥的外伸聯(lián)接傳動(dòng)軸端采用滑鍵或花鍵的形式，傳動(dòng)系統(tǒng)中的輸出軸采用內(nèi)齒鍵空心軸套式，可簡(jiǎn)單方便地直接套入齒輥外伸傳動(dòng)軸上，使傳動(dòng)系統(tǒng)浮動(dòng)懸掛在齒輥外伸軸上，形成一種柔性傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
2.齒輥排料機(jī)的齒輥體(也稱為爐內(nèi)工作段或工作齒輥)與傳動(dòng)系統(tǒng)分體配合安裝，根據(jù)齒輥體的磨損情況，可隨時(shí)方便地單獨(dú)更換齒輥爐內(nèi)工作段。
3.齒輥體上的齒銷以錐度楔緊配合的結(jié)構(gòu)裝配在齒輥體圓柱體的本體上，僅需工作齒銷采用耐磨材料制造，而作為齒銷載體的齒輥體圓柱體部分只需采用普通金屬材料制成即可，大大降低了制造成本，又收到了更好的使用效果。
4.齒輥的齒輥體(爐內(nèi)工作段)與外伸傳動(dòng)軸都設(shè)計(jì)為空心軸，中間插入冷卻水管，冷卻水管可以從齒輥外伸傳動(dòng)軸的前端部直接插入至齒輥爐內(nèi)工作段的末端，冷卻水在到達(dá)齒輥工作段的末端后，通過水流分布蓋，可使水流在整個(gè)圓周上均勻流回，而后仍從冷卻水管和空心外伸傳動(dòng)軸之間的環(huán)縫流出。冷卻水的進(jìn)出采用了軸端雙向旋轉(zhuǎn)接口方式，但對(duì)于齒輥所處工作位置的工作溫度已≤150℃的，也可酌情取消冷卻水進(jìn)出設(shè)計(jì)。
5.齒輥安裝在爐體支撐架上的旋轉(zhuǎn)處采用了“冷卻風(fēng)氣壓式密封隔離結(jié)構(gòu)”。其結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是在二道機(jī)械密封(或填料式密封)間增設(shè)氣封環(huán)通道，通道中直接通入最靠近冷卻風(fēng)機(jī)出口處的冷卻風(fēng)，利用冷卻風(fēng)機(jī)出口處的風(fēng)壓始終大于齒輥旋轉(zhuǎn)支承密封位置的爐內(nèi)風(fēng)壓這一原理，將氣封環(huán)通道與風(fēng)機(jī)出口處的風(fēng)道相連接，使?fàn)t內(nèi)的塵氣被可靠地堵絕在爐體內(nèi)部。這種高環(huán)保性而簡(jiǎn)單可靠的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，徹底解決了以往豎爐齒輥在爐體上旋轉(zhuǎn)密封處極易漏灰的老大難問題，實(shí)現(xiàn)了爐邊環(huán)境清潔。
本實(shí)用新型的齒輥排料機(jī)由于采用了上述關(guān)鍵而獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其明顯優(yōu)于其它豎爐采用的齒輥排料設(shè)備，與傳統(tǒng)豎爐的齒輥排料設(shè)備相比較，本實(shí)用新型的齒輥排料機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)在于1.由于采用浮動(dòng)懸掛柔性傳動(dòng)方式，每個(gè)工作齒輥都獨(dú)立地懸臂安裝于爐體鋼結(jié)構(gòu)支撐架上，無論豎爐爐體由于爐內(nèi)溫度或爐內(nèi)壓力而引起的爐體豎向或橫向變形都不會(huì)對(duì)工作齒輥的傳動(dòng)和密封產(chǎn)生任何不利影響；而傳統(tǒng)豎爐的齒輥設(shè)備和傳動(dòng)裝置因分別安裝在爐體和廠房結(jié)構(gòu)兩個(gè)非一體結(jié)構(gòu)上，熱變形和載荷變化都會(huì)引起相對(duì)位移，對(duì)齒輥排料機(jī)的密封和傳動(dòng)帶來了很大的不利因素。
2.每個(gè)工作齒輥都采用了獨(dú)立的液壓馬達(dá)和懸掛減速箱驅(qū)動(dòng)(若液壓馬達(dá)扭矩夠大，也可取消懸掛減速箱)，液壓馬達(dá)選用標(biāo)準(zhǔn)的小型低速徑向球塞大扭矩油馬達(dá)，所有的油馬達(dá)均由一個(gè)中心液壓系統(tǒng)供給液壓動(dòng)力，每個(gè)液壓油馬達(dá)均可由單獨(dú)的液壓比例換向閥控制旋轉(zhuǎn)方向。由于在系統(tǒng)中設(shè)置了電控比例液壓換向閥控制所有的油馬達(dá)給油量和方向。齒輥排料機(jī)的每個(gè)工作齒輥的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度都可以連續(xù)地由PLC集中編程自動(dòng)控制。本實(shí)用新型的排料控制的靈活程度帶來的工藝控制手段是以往傳統(tǒng)豎爐的齒輥設(shè)備所無法達(dá)到的。對(duì)于傳統(tǒng)矩形豎爐來講，由于燃燒室分置于兩邊，焙燒氣氛的不一致和豎爐上部布料的偏差導(dǎo)致的爐內(nèi)導(dǎo)風(fēng)墻兩側(cè)爐況偏行都需要排料系統(tǒng)能單獨(dú)控制，但傳統(tǒng)豎爐由于單根齒輥均工作于整座豎爐的橫向長(zhǎng)度上，無法有效單獨(dú)控制。而本實(shí)用新型的齒輥松料排料設(shè)備的布局恰能很好地克服這種狀況，對(duì)燃燒室兩邊焙燒氣氛的不一致或因上部布料的偏差導(dǎo)致燃燒室兩側(cè)爐況偏行進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，控制好爐料下行速度。
3.本實(shí)用新型的齒輥排料機(jī)的密封隔灰防塵效果遠(yuǎn)好于其它豎爐采用的任何一種密封結(jié)構(gòu)。由于氣封環(huán)通道中的氣壓可有效阻止粉塵顆粒進(jìn)入機(jī)械密封旋轉(zhuǎn)摩擦處，既改善了氣封效果，又有效減少了密封摩擦處的機(jī)械磨損量，從而大大延長(zhǎng)密封件的工作壽命。同時(shí)氣封處適量的滲漏冷風(fēng)還能起到對(duì)密封處的冷卻效果。因此，這種形式的密封結(jié)構(gòu)并不要求有很大的密封部件接觸壓力，在某種程度上也明顯減小了廻轉(zhuǎn)摩擦阻力。
4.本實(shí)用新型的齒輥排料機(jī)，其工作段齒輥的軸向長(zhǎng)度較傳統(tǒng)豎爐的工作齒輥軸向尺寸小得多，制造加工方便，在制作齒輥工作段本體時(shí)可降低材質(zhì)要求。齒輥的爐內(nèi)工作段與傳動(dòng)部分分體配合安裝，根據(jù)工作段上的齒銷磨損情況，可隨時(shí)單獨(dú)更換，對(duì)安裝、維護(hù)帶來很大便利，且降低了日常的維修費(fèi)用和備件費(fèi)用。
5.由于單獨(dú)的假懸臂式齒輥結(jié)構(gòu)方式和浮動(dòng)懸掛柔性傳動(dòng)設(shè)計(jì)形式，帶來了設(shè)備總體重量輕，安裝、拆卸快捷方便，檢修時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)快速整體更換單個(gè)齒輥排料機(jī)，達(dá)到生產(chǎn)設(shè)備的快修要求。
6.由于齒輥機(jī)安裝結(jié)構(gòu)主要依靠一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承和軸向固定點(diǎn)，使齒輥排料機(jī)的齒輥體具有了假懸臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，因齒輥熱變形而引起的軸向長(zhǎng)度變化完全可以不考慮其對(duì)旋轉(zhuǎn)支承和密封帶來的不利影響，其假懸臂端設(shè)計(jì)的凹球形支承主要用于平衡齒輥廻轉(zhuǎn)破料時(shí)產(chǎn)生的徑向力。設(shè)置于爐體上與齒輥懸臂端凹球面相接觸的凸球頭可以軸向調(diào)整與凹球面的接觸間隙。凸球頭中心孔也通以冷卻風(fēng)機(jī)高壓冷卻風(fēng)以減少球面接觸處的粉塵顆粒磨損。而傳統(tǒng)豎爐的齒輥排料機(jī)由于齒輥軸向長(zhǎng)度很長(zhǎng)，齒輥工作處爐內(nèi)溫度高，工作載荷引起的中心彎矩大，容易引起齒輥開裂、折斷，爐內(nèi)漏水、密封件磨損、漏灰等現(xiàn)象都是原有傳統(tǒng)豎爐的結(jié)構(gòu)形式無法避免的缺陷。


附圖是本實(shí)用新型齒輥排料機(jī)安裝在豎爐上的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為便于理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本實(shí)用新型的齒輥機(jī)以雙數(shù)形式對(duì)稱地布置于豎爐爐體的兩側(cè)，同時(shí)根據(jù)豎爐爐體的寬度或豎爐的產(chǎn)量確定齒輥排料機(jī)的安裝數(shù)量。如圖所示，是單套的本實(shí)用新型豎爐齒輥排料機(jī)在豎爐一側(cè)爐體上的安裝示意圖，每套齒輥機(jī)均以獨(dú)立的傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式安裝在爐體上。圖中雙點(diǎn)劃線部分表示的是豎爐爐體支撐架1，齒輥機(jī)的旋轉(zhuǎn)支承2通過軸承法蘭座3直接固定安裝在爐體外的鋼結(jié)構(gòu)支撐架1上，齒輥機(jī)的外伸傳動(dòng)軸4的端部采用滑鍵或花鍵的形式，傳動(dòng)系統(tǒng)5中的輸出軸6為內(nèi)齒鍵空心軸套式，可簡(jiǎn)單方便地直接套入齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸4上，使傳動(dòng)系統(tǒng)5浮動(dòng)懸掛在齒輥機(jī)外伸軸4上，形成一種柔性傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)5的輸入軸7采用小型徑向球塞低速大扭矩油馬達(dá)8驅(qū)動(dòng)，液壓油馬達(dá)8可由單獨(dú)的液壓換向閥控制旋轉(zhuǎn)方向，油馬達(dá)給油量由電控比例液壓閥控制。齒輥排料機(jī)的每個(gè)工作齒輥的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度都可以連續(xù)地由控制系統(tǒng)中的PLC集中編程自動(dòng)控制。
油馬達(dá)傳動(dòng)軸輸出結(jié)構(gòu)形式使其同樣很方便拆卸。齒輥機(jī)的齒輥體9與傳動(dòng)系統(tǒng)5分體配合安裝，齒輥體9為一空心圓柱體的鑄造件，其圓柱體的本體上均勻分布著若干個(gè)錐度為1∶50的錐形孔，與錐形孔具有相同形狀的齒銷16被以楔緊裝配的方式裝配在各個(gè)錐形孔中，齒輥體9的圓柱體本體和錐形齒銷16可以分別采用不同的金屬材料。根據(jù)齒輥體9上齒銷16的磨損情況，可隨時(shí)方便地單獨(dú)更換齒輥機(jī)的齒輥體9。當(dāng)齒輥機(jī)所處工作位置的溫度大于150℃時(shí)，齒輥機(jī)的齒輥體9與外伸傳動(dòng)軸4都設(shè)計(jì)為空心軸，中間插入冷卻水管10，冷卻水管10可以從齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸4的前端部直接插入至齒輥爐內(nèi)工作段9的末端，冷卻水在到達(dá)齒輥工作段9的末端后，通過水流旋轉(zhuǎn)分布蓋11，可使水流在整個(gè)圓周上均勻流回，而后仍從冷卻水管10和空心外伸傳動(dòng)軸4之間的環(huán)縫流出。冷卻水的進(jìn)出采用雙通道旋轉(zhuǎn)接頭，對(duì)于齒輥機(jī)所處工作位置的工作溫度已≤150℃的，也可酌情取消冷卻水進(jìn)出設(shè)計(jì)。
齒輥機(jī)安裝在爐體支撐架1上的旋轉(zhuǎn)支承點(diǎn)2位置處與爐體支撐架1間除了設(shè)有二道機(jī)械密封12(或填料式密封)外，還增設(shè)有氣封環(huán)通道13，該通道13中直接通入最靠近冷卻風(fēng)機(jī)出口處的冷卻風(fēng)，利用冷卻風(fēng)機(jī)出口處的風(fēng)壓始終大于齒輥旋轉(zhuǎn)支承點(diǎn)2密封位置的爐內(nèi)風(fēng)壓這一原理，將氣封環(huán)通道13與風(fēng)機(jī)出口處的風(fēng)道相連接，使?fàn)t內(nèi)的塵氣被可靠地堵絕在爐體內(nèi)部。
將齒輥機(jī)假懸臂端的端部14采用球面支撐在豎爐支撐架1上，主要是用于平衡齒輥廻轉(zhuǎn)破料時(shí)產(chǎn)生的徑向力，該支承是通過將齒輥體9的端部14設(shè)計(jì)成凹球面，而爐體支撐架1與端點(diǎn)14相接觸部分則相應(yīng)地設(shè)計(jì)成凸球頭，齒輥體9上的凹球面與爐體支撐架1上的凸球頭相接觸，可以軸向調(diào)整與凹球面的接觸間隙。凸球頭中心孔15也通以冷卻風(fēng)機(jī)高壓冷卻風(fēng)以減少球面接觸處的粉塵顆粒磨損。
權(quán)利要求1.一種用于豎爐上的齒輥排料機(jī)，包括外伸傳動(dòng)軸(4)、帶有齒銷(16)的齒輥體(9)以及傳動(dòng)系統(tǒng)(5)，其特征在于齒輥排料機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承(2)，通過該旋轉(zhuǎn)支承(2)將齒輥排料機(jī)固定在爐體支撐架(1)上，齒輥體(9)離旋轉(zhuǎn)支承(2)較遠(yuǎn)處的一端(14)支承在爐體支撐架(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)支承(2)是通過軸承法蘭座(3)直接固定安裝在爐體支撐架(1)上的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于所述的傳動(dòng)系統(tǒng)(5)安裝在齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸(4)上，外伸傳動(dòng)軸(4)的端部為滑鍵或花鍵形式，傳動(dòng)系統(tǒng)(5)通過內(nèi)齒鍵空心軸套式的輸出軸(6)直接套入該外伸傳動(dòng)軸(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于所述的外伸傳動(dòng)軸(4)和齒輥體(9)可以是空心結(jié)構(gòu)，其中心插入冷卻水管(10)，該冷卻水管(10)是從外伸傳動(dòng)軸(4)的前端部直接插入到齒輥體(9)的末端，冷卻水管(10)上設(shè)置水流旋轉(zhuǎn)分布蓋(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于齒輥排料機(jī)安裝在爐體支撐架(1)上的旋轉(zhuǎn)支承(2)處與爐體支撐架(1)間設(shè)有冷卻風(fēng)氣壓式密封隔離裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于所述的冷卻風(fēng)氣壓式密封隔離裝置是氣封環(huán)通道(13)，該氣封環(huán)通道(13)的進(jìn)風(fēng)口位于冷卻風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)的出口處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輥排料機(jī)，其特征在于所述的齒輥體(9)為圓柱體，在圓柱體上沿長(zhǎng)度方向分布有錐形孔，具有與該錐形孔相同形狀的齒銷(16)楔緊裝配在各個(gè)錐形孔中。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于豎爐上的齒輥排料機(jī)，其包括外伸傳動(dòng)軸、帶有齒銷的齒輥體以及傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，齒輥排料機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承將齒輥排料機(jī)固定在爐體支撐架上，齒輥體離旋轉(zhuǎn)支承較遠(yuǎn)處的一端支承在爐體支撐架上，傳動(dòng)系統(tǒng)懸掛在齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸上，形成一種浮動(dòng)懸掛柔性傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。本齒輥排料機(jī)使用時(shí)將若干套齒輥機(jī)獨(dú)立地安裝于豎爐的下料部位，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)豎爐齒輥排料機(jī)所無法達(dá)到的排料、松料效果，且具有檢修方便、設(shè)備重量輕、工作壽命長(zhǎng)、材質(zhì)要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、日常維護(hù)費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B1/214GK2786524SQ200520070810
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者何顯瑞, 張志強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州北島能源技術(shù)有限公司