專利名稱：高溫物料輸送螺旋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物料輸送裝置，具體地說是一種高溫物料輸送螺旋。其 適用于作環(huán)形轉(zhuǎn)底爐出料螺旋。
背景技術(shù)：
我們知道，近年來，我國鋼鐵產(chǎn)量增速迅猛，鋼鐵設(shè)備趨向大型化。 一方 面推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，另一方面也把耗能和環(huán)境污染兩大問題擺在了
世人的面前。出于環(huán)保和節(jié)能降耗考慮，上個(gè)世紀(jì)70年代，美國率先發(fā)起研 究環(huán)形轉(zhuǎn)底爐加熱含碳球團(tuán)直接還原的煉鐵新技術(shù)，我國在上個(gè)世紀(jì)90年代 也啟動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)的研究工作。該技術(shù)與高爐煉鐵流程比較，省去了焦化和燒 結(jié)兩大工藝環(huán)節(jié)，可以提高能源利用率、降低產(chǎn)品能耗、使噸鋼成本有較大幅 度的下降，對(duì)環(huán)境保護(hù)、改善鋼鐵工業(yè)的能源結(jié)構(gòu)和提升經(jīng)濟(jì)效益都有積極的 推動(dòng)作用。
環(huán)形轉(zhuǎn)底爐直接還原煉鐵工藝的特點(diǎn)是焙燒時(shí)間短、機(jī)械化程度高，因
此必須配套專門的供料和出料設(shè)備。其中對(duì)出料設(shè)備的要求十分苛刻，原因是
經(jīng)過焙燒還原后產(chǎn)生的金屬化球團(tuán)溫度很高(約1200°C)，很容易從新被氧化， 因此要求連續(xù)、快速出料。環(huán)形轉(zhuǎn)底爐出料的關(guān)鍵設(shè)備之一就是出料螺旋。實(shí) 踐證明，出料螺旋的主要失效形式是高溫環(huán)境下的磨粒磨損，存在的主要問題 是使用壽命短。就出料螺旋的使用壽命而言，目前德國制造的壽命約為6個(gè)月， 美國制造的壽命約為3個(gè)月，而國內(nèi)制造的壽命則不足1個(gè)月。
國內(nèi)目前制造轉(zhuǎn)底爐出料螺旋采用的方案主要是雙套管水冷卻。即進(jìn)水、 出水在同一端頭完成。另一方案是單管水冷卻。即一端進(jìn)水，另一端出水。 它們都是只對(duì)軸本體進(jìn)行冷卻，葉片則為間接水冷。為了盡可能地提高對(duì)葉 片的間接水冷效果,人們往往將螺旋軸直徑d和螺旋外徑D的比值取得較大， d/D>0.6。為了彌補(bǔ)由于d/D偏大造成的推進(jìn)效率偏低的問題，采用多頭葉 片， 一般為4-6個(gè)頭，以提高出料螺旋的工作效率，這樣就大大增加葉片制 造難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種構(gòu)造 合理，水冷卻效果好，葉片有效工作面積大，耐磨損性能高，出料工作效率 高，使用壽命長(zhǎng)的高溫物料輸送螺旋。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是 一種高溫物料輸送螺旋， 其包括有主軸和固定在主軸外側(cè)的螺旋葉片，主軸為雙套管空心軸，其特征 是主軸外套管和螺旋葉片整體由堆焊技術(shù)制作而成，主軸內(nèi)套管中設(shè)有主 進(jìn)水管，兩套管之間為主軸冷卻回水通道，螺旋葉片中沿主軸外套管表面設(shè) 有空心水冷槽，主進(jìn)水管的出口端設(shè)有分流裝置，將冷卻水分成兩路，分別 進(jìn)入主軸冷卻回水通道和螺旋葉片空心水冷槽中，兩路冷卻回水在主軸冷卻 回水通道的出水口匯合排出。
本發(fā)明所說的主軸冷卻回水通道中設(shè)有隔板，其起水流導(dǎo)向和速度調(diào)控 作用。
本發(fā)明所說的螺旋葉片的空心水冷槽截面呈矩型或梯形。 本發(fā)明主軸上焊接有兩組或三組螺旋葉片。其減少了葉片頭數(shù)，大大降 低了加工制造難度。
本發(fā)明使用抗高溫磨粒磨損堆焊合金材料對(duì)螺旋葉片和主軸表面實(shí)施堆 焊，用以抵抗來自高溫金屬化球團(tuán)的磨損。堆焊合金材料采用ZL011352310 提出的抗高溫磨粒磨損堆焊合金材料，其主要為高碳高鉻堆焊材料，利用合 金中金屬碳硼化合物具有的高硬度和抗磨粒磨損性能及抗分解能力，提高高 溫條件下的抗磨粒磨損性能。本發(fā)明分兩路進(jìn)行水冷， 一路冷卻主軸本體， 另一路冷卻螺旋葉片。對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明構(gòu)造合理，水冷卻效果好，葉 片有效工作面積大，耐磨損性能高，出料工作效率高，使用壽命長(zhǎng)。其充分 發(fā)揮材料和結(jié)構(gòu)雙重優(yōu)勢(shì)，最大限度地提高的產(chǎn)品的使用壽命。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A截面示意圖。 圖3是圖1的I部放大示意圖。圖中l(wèi).主軸，2.螺旋葉片，3.外套管，4.內(nèi)套管，5.主進(jìn)水管，6.主軸冷 卻回水通道，7.空心水冷槽，8.分流裝置，9.隔板。
具體實(shí)施例方式
從圖1、圖2、圖3中可以看出，本發(fā)明一種高溫物料輸送螺旋，其包括 有主軸1和焊接固定在主軸外側(cè)的若干輸送螺旋葉片2，螺旋葉片2與主軸1 為一體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明主軸1為雙套管空心軸，主軸外套管3和螺旋葉片2整
體由堆焊技術(shù)制作而成。本發(fā)明使用抗高溫磨粒磨損堆焊合金材料對(duì)螺旋葉 片2和主軸1表面實(shí)施堆焊，用以抵抗來自高溫金屬化球團(tuán)的磨損。本發(fā)明 所用的抗高溫磨粒磨損堆焊合金材料是中國專利011352310公開的堆焊合金 材料，其主要為高碳高鉻堆焊材料，利用合金中金屬碳硼化合物具有的高硬 度和抗磨粒磨損性能及抗分解能力，提高高溫條件下的抗磨粒磨損性能。其 具體組成含量(重量％)為C 1-5、 Cr 10-30、 Mo 2-12、 W 1-8、 Nb 2-15、 V 1-5、 B 1-6、稀土 0.01-2，余量Fe。稀土可選用鈰Ce、鐠Pr、釔Y等的 化合物或合金。該材料具有很好的抗高溫磨粒磨損性能，其能夠?qū)崿F(xiàn)較高的 高溫硬度和耐磨性。
本發(fā)明主軸內(nèi)套管4中設(shè)有主進(jìn)水管5，兩套管之間為主軸冷卻回水通 道6，螺旋葉片2中沿主軸外套管3表面設(shè)有空心水冷槽7，其也是葉片的冷 卻水通道。主進(jìn)水管的出口端設(shè)有分流裝置8，將冷卻水分成兩路， 一路穿 過主軸冷卻水通道6進(jìn)入相應(yīng)的螺旋葉片空心水冷槽7，即葉片冷卻水通道， 另一路直接進(jìn)入主軸本體冷卻水通道。本發(fā)明主進(jìn)水管的出口端的分流裝置 8分別與主軸冷卻回水通道6和相應(yīng)的螺旋葉片空心水冷槽7連通。主進(jìn)水 管5的進(jìn)水口與主軸冷卻回水通道6的出水口在輸送螺旋的同一端，主進(jìn)水 管5的出水口與主軸冷卻回水通道6的進(jìn)水口在輸送螺旋的另一端，即總的 進(jìn)水、出水在同一端頭完成。主軸冷卻回水通道6和相應(yīng)的螺旋葉片空心水 冷槽7的冷卻回水在主軸冷卻回水通道的出水口匯合排出。本發(fā)明分兩路進(jìn) 行水冷， 一路冷卻主軸本體，通過冷卻水帶走熱量降低主軸本體溫度，從而 降低對(duì)結(jié)構(gòu)材料的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能要求，可用普通耐熱鋼替代諸如 Cr25Ni20等貴重金屬材料，降低材料成本。另一路又分若干組，分別冷卻各
5相應(yīng)的螺旋葉片。通過冷卻水直接帶走熱量降低葉片溫度， 一方面降低對(duì)葉 片母材材料的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能要求，另一方面充分發(fā)揮葉片表面堆焊 層材料的耐磨損性能，實(shí)現(xiàn)高壽命。通過兩個(gè)路徑分別對(duì)軸本體和葉片分別 進(jìn)行有效水冷，弱化溫度對(duì)結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和耐磨材料的耐磨損能力的不良 影響，充分發(fā)揮材料優(yōu)勢(shì)，最大限度地提高出料螺旋的使用壽命。
本發(fā)明所說的螺旋葉片2的空心水冷槽7截面呈矩型或梯形。即葉片冷 卻水通道呈矩型或梯形中空截面，如圖2、圖3所示。中空式螺旋葉片結(jié)構(gòu) 可以有效提高螺旋葉片剛度，可降低螺旋軸直徑d和螺旋外徑D的比值，增 加螺旋葉片高度和有效工作面積，提高出料螺旋的工作效率。本發(fā)明主軸上 焊接有兩組或三組螺旋葉片，其減少了螺旋葉片頭數(shù)，大大降低了加工制造 難度。
本發(fā)明所說的主軸冷卻回水通道6中設(shè)有隔板9，其起水流導(dǎo)向和速度 調(diào)控的作用。本發(fā)明具體通道間隙和調(diào)控螺旋導(dǎo)程根據(jù)設(shè)計(jì)水流速度計(jì)算獲 得。
權(quán)利要求
1. 一種高溫物料輸送螺旋，其包括有主軸和固定在主軸外側(cè)的螺旋葉片，主軸為雙套管空心軸，其特征是主軸外套管和螺旋葉片整體由堆焊技術(shù)制作而成，主軸內(nèi)套管中設(shè)有主進(jìn)水管，兩套管之間為主軸冷卻回水通道，螺旋葉片中沿主軸外套管表面設(shè)有空心水冷槽，主進(jìn)水管的出口端設(shè)有分流裝置，將冷卻水分成兩路，分別進(jìn)入主軸冷卻回水通道和螺旋葉片空心水冷槽中，兩路冷卻回水在主軸冷卻回水通道的出水口匯合排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫物料輸送螺旋，其特征是所說的主軸冷卻回 水通道中設(shè)有隔板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫物料輸送螺旋，其特征是所說的螺旋葉片的 空心水冷槽截面呈矩型或梯形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫物料輸送螺旋，其特征是所說的主軸上焊接 有兩組或三組螺旋葉片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫物料輸送螺旋，其包括有主軸和固定在主軸外側(cè)的螺旋葉片，主軸為雙套管空心軸，主軸外套管和螺旋葉片整體由堆焊技術(shù)制作而成，主軸內(nèi)套管中設(shè)有主進(jìn)水管，兩套管之間為主軸冷卻回水通道，螺旋葉片中沿主軸外套管表面設(shè)有空心水冷槽，主進(jìn)水管的出口端設(shè)有分流裝置，通過分流裝置將冷卻水分成兩路，分別進(jìn)入主軸冷卻回水通道和螺旋葉片空心水冷槽中，兩路冷卻回水在主軸冷卻回水通道的出水口匯合排出。本發(fā)明構(gòu)造合理，水冷卻效果好，葉片有效工作面積大，耐磨損性能高，出料工作效率高，充分發(fā)揮材料和結(jié)構(gòu)雙重優(yōu)勢(shì)，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F27D15/00GK101424487SQ20081023851
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者于風(fēng)福 申請(qǐng)人:于風(fēng)福