專利名稱：爐子設備及保持環(huán)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種爐子設備，其包括一爐子、一廢熱鍋爐、以及一保持環(huán)，其中的保持環(huán)被設置在爐子與廢熱鍋爐之間。本發(fā)明還涉及一種用于此類爐子設備的保持環(huán)。該保持環(huán)被用來密封爐子與廢熱鍋爐之間的間隙。所述爐子尤其是指用在有色金屬冶金領域中的爐子，優(yōu)選地是，該爐子是轉爐或陽極爐。
背景技術：
上述類型的爐子設備在工程實踐或現(xiàn)有技術中是公知的。對于這些爐子設備，所關心的問題是如果可能的話，將溫度達到1000℃以上的爐子廢氣直接地、不與外界空氣混合地供送到廢熱鍋爐中，使得廢氣在廢熱鍋爐中的入口溫度盡可能地高。這就具有優(yōu)化節(jié)約廢熱鍋爐的作用。爐子與廢熱鍋爐之間的密封由保持環(huán)來實現(xiàn)，該密封的作用主要是防止外界空氣或冷空氣滲入到廢熱鍋爐中。該密封還用來防止熱的、部分有毒的爐子廢氣進入到環(huán)境大氣中，其中的有毒廢氣例如是一氧化碳。但是，在現(xiàn)有技術的爐子設備中，可靠而有效的密封始終無法得到保證。密封對于回轉爐尤其是一個難題，其中的回轉爐例如是繞其縱向軸線旋轉的爐子。
本發(fā)明致力于解決的基本技術問題是提供一種上述類型的爐子設備，對于該爐子設備，借助于保持環(huán)，能簡單而低成本地對爐子與廢熱鍋爐之間的間隙上實現(xiàn)有效而可靠的密封。本發(fā)明努力解決的特定技術問題是使具有回轉爐的爐子設備達到這樣的密封效果。本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種合適的保持環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決該技術問題，本發(fā)明提供了一種爐子設備，其包括一爐子、一廢熱鍋爐、以及被布置在爐子與廢熱鍋爐之間的一保持環(huán)，其中，爐子具有一廢氣出口，該出口帶有一爐子凸緣，該凸緣遮蓋著廢氣出口的周面，且廢熱鍋爐具有一廢氣進口，其帶有一孔口壁，該孔口壁遮蓋著廢氣進口的周面。
其中，保持環(huán)可相對于孔口壁在其上被可移動地引導，保持環(huán)能利用一個密封部分壓靠著爐子凸緣，在此條件下，爐子凸緣與孔口壁之間的間隙被密封起來。
其中，保持環(huán)的一個內(nèi)側部分與密封部分相連接，優(yōu)選地是其間不帶有間隙或中斷部，且該內(nèi)側部分伸到廢熱鍋爐的廢氣進口中。
如上文已解釋的那樣，所述爐子尤其是用在有色金屬冶金領域中的爐子，特別是轉爐或陽極爐。爐子產(chǎn)生的廢氣從廢氣出口排出，并流入到廢熱鍋爐的廢氣進口中。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施方式，廢氣流入到該廢熱鍋爐中。但原則上本發(fā)明還提出了這樣的可能性將廢氣進口和包圍著廢氣進口的孔口壁布置在用于容納廢氣的任何空間中，例如布置在煙囪等位置處。因而，在本發(fā)明的該實施方式中，廢熱鍋爐一詞還非常寬泛地指代廢氣的容納空間或容納井道。
保持環(huán)密封了爐子與廢熱鍋爐之間的間隙。其阻止廢氣滲透到外界中，并能防止外界空氣滲透到廢熱鍋爐中。根據(jù)本發(fā)明一特別優(yōu)選的實施方式，保持環(huán)被制成一個環(huán)繞著孔口壁周面的一體部件，也就是說，保持環(huán)的密封部分和內(nèi)側部分被制成一體，從而能遮蓋著孔口壁和廢氣進口的周面。但是，還可考慮由幾個節(jié)段來構成保持環(huán)，這些節(jié)段被沿著廢氣進口的周面均勻地布置，可通過插入密封件將這些節(jié)段相互連接起來。例如可利用空氣、水、或沸騰水對保持環(huán)實施合適的冷卻。本發(fā)明提供了與廢熱鍋爐廢氣進口的形狀相適的止動環(huán)。根據(jù)一實施方式，環(huán)繞著廢氣進口孔的孔口壁是由一些冷卻管組成的，冷卻管遮蓋著廢氣進口的周面。原則上，爐子凸緣一詞是指任何爐子壁板或任何爐子壁板部分，它們可被連接到廢氣進口孔上，保持環(huán)的密封部分可壓靠在這些壁板或壁板部分上，從而實現(xiàn)密封。
根據(jù)本發(fā)明一特別優(yōu)選的實施方式，爐子相對于廢熱鍋爐或孔口壁旋轉著，并相對于保持環(huán)進行旋轉，該旋轉優(yōu)選地是繞其縱向軸線進行的。爐子在一天內(nèi)可繞其縱向軸線旋轉幾次，且每一處理周期中都旋轉幾次。可以理解如果爐子是旋轉的，則必須對保持環(huán)和密封裝置作對應的設計。利用根據(jù)本發(fā)明的措施而滿足了這些條件。采用根據(jù)本發(fā)明的保持環(huán)或密封環(huán)確保了爐子能保留進行旋轉的可能性。尤其是，爐子是一個圓筒形的爐子，其具有一在水平方向上定向的縱向圓筒軸線。因而，爐子的形狀和布置形式對應于一個水平的圓筒體。廢氣進口被合適地設置在圓筒體的前平面上，且優(yōu)選地是或大體上是圓形設計。本發(fā)明對廢氣出口進行了設計，使其未被布置在圓筒體前平面的中心處，在此情況下，必須對廢熱鍋爐的廢氣進口進行合適的適配，以便于在爐子旋轉時在廢氣進口孔與廢氣進口之間具有恒定的連接。在此情況下，對保持環(huán)也要作相應的設計。
本發(fā)明提供了至少一個密封元件，其遮蓋著孔口壁的周面，以便于被插入到保持環(huán)與孔口壁之間。同樣，此處的密封元件一詞也指代一組多個密封節(jié)段，它們沿孔口壁的周面方向依次排列，利用合適的裝置使這些節(jié)段相互緊密地連接。根據(jù)本發(fā)明一特別優(yōu)選的實施方式，遮蓋著孔口壁周面的至少兩個密封元件被插入到保持環(huán)與孔口壁之間。如上文已指出的那樣，兩密封元件還可以是兩組多個節(jié)段，它們在孔口壁的周面方向上依次排列。
優(yōu)選地是，使用了用一種密封材料制成的密封元件，該密封材料是從由軟金屬密封料、陶瓷密封料、絕緣毛氈、纖維密封料、絕緣襯墊構成的一組密封材料中選出的。尤其是在密封材料是軟金屬密封料、陶瓷密封料、絕緣襯墊的情況下，可將多個密封節(jié)段合適地依次排列成一行，其遮蓋著廢氣進口的周面。如果提出用絕緣毛氈或纖維密封料作為該密封元件，其可為該密封元件的一個環(huán)體，其遮蓋著廢氣進口的周面。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施方式，在保持環(huán)與孔口壁之間設置了至少一個密封元件，其被設計成滑動密封件，當保持環(huán)移動時，該滑動密封件在孔口壁上滑動，從而實施密封。根據(jù)一極為優(yōu)選的實施方式，保持環(huán)具有一外側部分，其從孔口壁的外側伸出，且該外側部分與至少一個密封元件相連接，該密封元件被設計成滑動密封件，當保持環(huán)移動時，滑動密封件在孔口壁的外側上滑動，從而實施密封。如上文已介紹的那樣，密封元件可包括一組多個滑動密封節(jié)段，這些節(jié)段沿廢氣進口的周面或孔口壁的周面依次排列。上述優(yōu)選的、依次排列的這樣一組多個滑動密封節(jié)段的優(yōu)點在于能簡單地適配于非圓形的或形狀不規(guī)則的廢氣進口?；瑒用芊饧?yōu)選地是軟金屬密封件、陶瓷滑動密封件或由纖維制成的滑動密封件，其中的纖維特別是碳纖維。如果軟金屬密封件被用作滑動密封件，則該軟金屬密封件是由一些小板件合適地構成的，這些小板件可被旋擰到孔口壁上，并相互旋擰起來。這些板件的優(yōu)點在于它們可被推動并旋擰到孔口壁上，從而在孔口壁與滑動密封件之間只留有非常小的間隙。
如下的技術方案也在本發(fā)明的范圍內(nèi)在保持環(huán)與孔口壁之間、尤其是在密封環(huán)的外側部分與孔口壁的外側之間設置由耐熱密封顆粒構成的至少一個密封件或至少一個密封元件。由耐熱密封顆粒構成的該密封件在孔口壁的外側上還受到引導，從而當保持環(huán)移動時能進行滑動和密封。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，耐熱密封顆粒尤其是指這樣的情況在(廢氣)溫度超過500℃、優(yōu)選地是超過1000℃的條件下，密封顆粒能耐住高溫，最重要的是不會熔融或分解。
根據(jù)本發(fā)明一特別優(yōu)選的實施方式，被設計為滑動密封件的兩密封元件被插在保持環(huán)與孔口壁之間，當保持環(huán)移動時，該滑動密封件在孔口壁上滑動，且將其密封，其中，兩密封元件在止動環(huán)的移動方向上相互離開一定的距離。耐熱密封顆粒的密封件被間隔設置在這兩個滑動密封件之間。當保持環(huán)移動時，上述密封件也在孔口壁上滑動，并將其密封。如下的實施方式被證明是尤其合適的兩滑動密封件和由耐熱密封顆粒構成的另一密封件被設置在保持環(huán)的外側部分與孔口壁外側之間，且當保持環(huán)移動時，兩滑動密封件和由耐熱密封顆粒構成的密封件在孔口壁的外側上滑動，并將其密封。如上文已提到的那樣，滑動密封件包括多個獨立的滑動密封節(jié)段，這些節(jié)段沿孔口壁的周面依次排列。在兩滑動密封件被布置成相互離開一定距離的情況下，滑動密封節(jié)段布置成相互偏移。
根據(jù)一實施方式，耐熱塊粒是由纖維材料構成的，該纖維材料尤其是礦物纖維，根據(jù)另一實施方式，耐熱塊粒是由絕緣毛氈構成的。位于兩滑動密封件之間的這些耐熱密封顆?？捎行У胤乐挂褟幕瑒用芊饧c孔口壁之間小縫隙逃逸出的少量氣體進入到大氣中或滲入到廢熱鍋爐中。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式，在保持環(huán)(優(yōu)選地是保持環(huán)的外側部分)與孔口壁(或一個固定到孔口壁上的連接元件)之間夾住至少一個絕緣襯墊。該絕緣襯墊是可壓縮的，因而不會給保持環(huán)的運動帶來任何問題。一絕緣襯墊具有用密封材料制成的填充體或芯體，其被封套起來。尤其是，優(yōu)選使用的絕緣襯墊具有一用陶瓷氈構成的填充體和由玻璃纖維或耐高溫玻璃纖維制成的封套。在一個或多個絕緣襯墊背離孔口壁的那一側上，優(yōu)選地是設置一由柔性織物元件制成的覆蓋物。該織物元件具有合適的耐熱性，優(yōu)選地是，該元件沿孔口壁的整個周面延伸。由于織物元件具有柔性，所以可確保保持環(huán)的移動性不會受到影響。
本發(fā)明將保持環(huán)設計為借助于一機電式驅動件、氣動驅動件或液壓驅動件進行移動。保持環(huán)或保持環(huán)的密封部分被該驅動件緊緊地壓靠在爐子的爐子凸緣上。保持環(huán)可被適當?shù)匾苿拥胶线m的滑動引導件處。
本發(fā)明將保持環(huán)的內(nèi)側部分設計成這樣內(nèi)側部分伸到廢氣進口中，在此條件下，內(nèi)側部分與孔口壁的內(nèi)側之間的一孔口間隙位于背離爐子廢氣出口孔的那一側。這樣就能防止爐子廢氣易于進入到保持環(huán)與孔口壁之間的間隔中。因而，這還形成了一種迷宮式密封結構。廢氣至少基本上要流經(jīng)保持環(huán)的內(nèi)側部分或上述的孔口間隙。
本發(fā)明還涉及一種保持環(huán)，其帶有一密封部分，該密封部分用于與一爐子上的爐子凸緣實現(xiàn)密封接觸，保持環(huán)還具有一內(nèi)側部分，當保持環(huán)被組裝完成后，該內(nèi)側部分伸到廢熱鍋爐的廢氣進口中。
本發(fā)明是基于如下的認識而完成的利用根據(jù)本發(fā)明的措施，在作為一方的爐子與作為另一方的廢熱鍋爐之間實現(xiàn)高度有效且可靠的密封。利用根據(jù)本發(fā)明的保持環(huán)或保持環(huán)設計方案以及密封措施，能沒有任何問題地-尤其是低成本實現(xiàn)該密封。已經(jīng)證明對于繞其自身縱向軸線旋轉的爐子，將根據(jù)本發(fā)明的各個特征組合起來將是特別有利的。此情況下，保持環(huán)和密封措施必須要被設計成用于不斷改變著的條件。根據(jù)本發(fā)明的措施對于這一目的而言是理想的。


下文將參照附圖對本發(fā)明作詳細介紹，示意性的附圖只表示出了一種實施方式，在附圖中圖1中的俯視剖面圖表示了根據(jù)本發(fā)明的爐子；圖2是對圖1所示物體所作的放大剖視圖；圖3是沿圖2中箭頭A的方向對所示物體所作的視圖；以及圖4表示了屬于本發(fā)明一不同實施方式的、按照圖2所示情形的物體。
具體實施例方式
圖1中的俯視圖表示了一種根據(jù)本發(fā)明的爐子設備，其包括一爐子1、一廢熱鍋爐2、以及一保持環(huán)3，保持環(huán)3被設置在爐子1與廢熱鍋爐2之間，且利用該保持環(huán)3來封閉或密封爐子1與廢熱鍋爐2之間的間隙4。在圖示的實施方式中，爐子1是一個圓筒形的爐子1，其可繞其自身縱向軸線L旋轉，在圖1中用箭頭來標出該旋轉運動。廢熱鍋爐2在圖1中的延伸方向是從紙面垂直向上。
爐子1具有一廢氣出口5，該出口帶有一爐子凸緣6，其遮蓋著廢氣出口5的周面。廢熱鍋爐2具有一廢氣進口7，其帶有一孔口壁8，其遮蓋著該廢氣進口7的周面。在該實施方式中，孔口壁是由一些冷卻管9構成的，這些冷卻管遮蓋著廢氣進口7的周面。
保持環(huán)3在孔口壁8上水平移動(相對于孔口壁8)地被引導，保持環(huán)利用一密封部分10壓靠在爐子凸緣6上，在此條件下，爐子凸緣6與孔口壁8之間存在的間隙4被密封起來。保持環(huán)3的一內(nèi)側部分11靠著密封部分10密封，該內(nèi)側部分11伸到廢氣進口7中。此處，一個特別重要的特征在于內(nèi)側部分11伸到了廢氣進口7中，在此條件下，內(nèi)側部分11與孔口壁8內(nèi)側之間的一孔口間隙12位于與爐子1的廢氣出口5相背離的一側。由于設置了這樣的結構，從廢氣出口5逃逸出的爐子廢氣無法容易地進入到保持環(huán)3與孔口壁8之間的間隔中，而是被完全引入到了廢熱鍋爐2中。
此外，保持環(huán)3借助于一個機電驅動件、氣動驅動件或液壓驅動件(圖中未示出)合適地移動，并緊密地壓靠著爐子凸緣6。在圖中，這一運動由雙箭頭指代。另外，在圖2和圖4中，保持環(huán)3被表示為只位于孔口壁8的一側。但是，可以領會到保持環(huán)3遮蓋著孔口壁8的整個周面。此處，優(yōu)選地是，保持環(huán)3被設計成以一整體件的形式而非分割體的形式遮蓋著孔口壁的周面。
在圖2所示的實施方式中，保持環(huán)3具有一外側部分13，其伸出超過孔口壁8的外側。在該外側部分13上，插入兩個密封元件，它們被設計為滑動密封件14、15，且被布置成在保持環(huán)3的移動方向上相互離開一定的距離。當保持環(huán)3移動時，滑動密封件14、15在孔口壁8的外側上滑動，并將其密封。優(yōu)選地是，滑動密封件是多個密封節(jié)段，這些節(jié)段沿孔口壁8的周面依次排列。這一狀況被表示在圖3中。此處，兩滑動密封件14、15的密封節(jié)段16、17被布置成相互偏移。在圖2所示的實施方式中，保持環(huán)3的外側部分13具有一個鼻狀部18，其背離孔口壁8。第一滑動密封件14及其密封節(jié)段16被固定到保持環(huán)3的外側，其位于廢熱鍋爐一側，并位于保持環(huán)3鼻狀部18的前方。在另一方面，第二滑動接觸件15及其密封節(jié)段17可被看作是固定到保持環(huán)的內(nèi)側，并位于保持環(huán)3上鼻狀部18的后方。如上文已指出的那樣，當保持環(huán)3移動時(如雙箭頭所示)，兩滑動密封件14、15都在孔口壁8的外側上滑動。按照一種高度優(yōu)選的實施方式，并如附圖所示那樣，在滑動密封件14、15之間的間隔內(nèi)設置了一個由耐熱密封顆粒構成的密封件19。在圖示的實施方式中，該密封件19優(yōu)選地是由絕緣毛氈構成的。
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明的爐子設備的另一實施方式。在該實施方式中，保持環(huán)3只具有密封部分10和與其相連的內(nèi)側部分11。在該實施方式中，三個絕緣襯墊21被緊密地夾在密封部分10與孔口壁8或固定在孔口壁8上的一個連接元件20之間。這些絕緣襯墊21是可壓縮的，從而，保持環(huán)3能毫無困難地水平移動。在該實施方式中，在保持環(huán)3的密封部分10上連接了另一個連接元件22。在兩連接元件20、22之間留有一個開口23，其被耐熱柔性織物元件24遮蓋著。當保持環(huán)3在廢熱鍋爐2的方向上移動時，該織物元件24實現(xiàn)了所謂織物補償器的功能，因而也允許保持環(huán)3毫無困難地移動。在圖4所示的實施方式中，保持環(huán)3與孔口壁8之間的密封功能主要是由絕緣襯墊21完成的，但也獲得了織物元件24的支持。優(yōu)選地是，絕緣襯墊是由多個絕緣襯墊節(jié)段構成的，這些節(jié)段沿孔口壁的周面依次排列，因而，可以說這些節(jié)段相互補充而形成了周向的絕緣襯墊21。合適地是，織物元件24完全遮蓋了孔口壁8的周面。
權利要求
1.一種爐子設備，其包括爐子(1)、廢熱鍋爐(2)、以及被布置在爐子與廢熱鍋爐(2)之間的保持環(huán)(3)，其中，爐子(1)具有一廢氣出口(5)，該出口帶有一爐子凸緣(6)，該凸緣遮蓋著廢氣出口(5)的周面，且廢熱鍋爐(2)具有一廢氣進口(7)，其帶有一孔口壁(8)，該孔口壁遮蓋著廢氣進口(7)的周面；保持環(huán)(3)可在孔口壁(8)上移動，且用一個密封部分(10)壓靠在爐子凸緣(6)上，在此條件下，爐子凸緣(6)與孔口壁(8)之間的間隙(4)被密封起來；其中，保持環(huán)(3)的一個內(nèi)側部分(11)與密封部分(10)相連接，且該內(nèi)側部分(11)伸到廢氣進口(7)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的爐子設備，其特征在于爐子(1)相對于廢熱鍋爐(2)和保持環(huán)(3)繞其縱向軸線(L)進行旋轉。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的爐子設備，其特征在于在保持環(huán)(3)與孔口壁(8)之間插入至少一個密封元件，其遮蓋著孔口壁(8)的周面。
4.根據(jù)權利要求3所述的爐子設備，其特征在于密封元件是從由軟金屬密封料、陶瓷密封料、絕緣毛氈、纖維密封料、絕緣襯墊構成的一組密封材料中選出的。
5.根據(jù)權利要求1到4之一所述的爐子設備，其特征在于保持環(huán)(3)具有一外側部分(13)，其伸出超過孔口壁(8)的外側，且該外側部分(13)與至少一個密封元件相連接，該密封元件被設計成滑動密封件(14，15)，當保持環(huán)(3)移動時，滑動密封件(14，15)在孔口壁(8)的外側上滑動，并將其密封。
6.根據(jù)權利要求1到5之一所述的爐子設備，其特征在于兩密封元件被設計為滑動密封件(14、15)，并被布置成在保持環(huán)(3)的移動方向上相互離開一定的距離，當保持環(huán)(3)移動時，滑動密封件(14、15)在孔口壁(8)上滑動，且將其密封，在這兩個滑動密封件(14、15)之間的間隔上，設置有耐熱密封顆粒的密封件或密封元件。
7.根據(jù)權利要求1到6之一所述的爐子設備，其特征在于在保持環(huán)(3)，優(yōu)選地是保持環(huán)(3)的密封部分(10)與孔口壁(8)或一個固定到孔口壁(8)上的連接元件(20)之間緊夾著至少一個絕緣襯墊(21)，優(yōu)選地是至少兩個絕緣襯墊(21)。
8.根據(jù)權利要求1到7之一所述的爐子設備，其特征在于保持環(huán)(3)借助于一機電驅動件、氣動驅動件或液壓驅動件進行移動。
9.根據(jù)權利要求1到8之一所述的爐子設備，其特征在于密封環(huán)(3)的內(nèi)側部分(11)伸到廢氣進口(7)中，在此條件下，內(nèi)側部分(11)與孔口壁(8)的內(nèi)側之間設有孔口間隙(12)，其位于背離爐子廢氣出口(5)的一側。
10.一種用于對爐子(1)與廢熱鍋爐(2)之間的間隙(4)進行密封的保持環(huán)，其帶有一密封部分(10)，該密封部分用于與爐子(1)上的爐子凸緣(6)實現(xiàn)密封接觸，保持環(huán)還具有一內(nèi)側部分(11)，當保持環(huán)被組裝完成后，該內(nèi)側部分伸到廢熱鍋爐(2)的廢氣進口(7)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種爐子設備，其包括一爐子、一廢熱鍋爐、以及被布置在爐子與廢熱鍋爐之間的一保持環(huán)。爐子具有一廢氣出口，該出口帶有一爐子凸緣，該凸緣遮蓋著廢氣出口的周面。廢熱鍋爐具有一廢氣進口，其帶有一孔口壁，該孔口壁遮蓋著廢氣進口的周面。保持環(huán)可移動地壓靠著孔口壁，并利用一個密封部分壓靠著爐子凸緣，在此條件下，爐子凸緣與孔口壁之間的間隙被密封起來。保持環(huán)的一個內(nèi)側部分與密封部分相連接，且該內(nèi)側部分伸到廢氣進口中。
文檔編號F27D7/00GK1796913SQ20051013574
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權日2004年12月30日
發(fā)明者M·布蘭克, G·施潘加德特 申請人:奧莎茨有限公司