專利名稱：為高爐充料的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為高爐充料的設(shè)備，包括一個(gè)從高爐頂部懸垂的轉(zhuǎn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)分配滑槽，由第一和第二滾圈構(gòu)成的用以驅(qū)動(dòng)滑槽的裝置，使滑槽繞高爐的垂直軸線回轉(zhuǎn)并通過繞懸掛水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而改變其相對(duì)于該垂直軸線的傾斜角度，用以相互獨(dú)立地致動(dòng)兩個(gè)滾圈的裝置，一個(gè)裝有下密封閥的中心料斗，兩個(gè)在滑槽兩側(cè)平行延伸的水平橫向件，所述橫向件被固定在滑槽的所述第二滾圈內(nèi)，滑槽以可取下的方式由兩個(gè)側(cè)向板支承，每個(gè)側(cè)向側(cè)板都包括一個(gè)容納在所述各橫向件上的一個(gè)軸承內(nèi)的支承軸頸。
文件DE-A1-3，928，466公開了這類充料設(shè)備。這種已知設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是允許借助于其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)拆下滑槽，并可被方便地安裝在現(xiàn)有高爐上，以更換傳統(tǒng)的鐘型充料設(shè)備。
本發(fā)明的目的是提供這種類型的改進(jìn)的充料設(shè)備，它更為緊湊并允許將轉(zhuǎn)動(dòng)力更有效并更可靠地傳遞到分配滑槽上，此外，在滑槽重量的影響下，可減小齒輪上的應(yīng)力。
為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明提出的設(shè)備的主要特征是兩個(gè)側(cè)板由相對(duì)于滑槽橫向延伸之“U”形夾件的腿部構(gòu)成，其特征還有所述第一滾圈包括一個(gè)扇形的帶球形表面的拱頂，球形表面的曲率中心位于所述垂直軸線和所述水平軸線的交點(diǎn)上并且?guī)в幸粋€(gè)具有平行邊緣且沿所述拱頂?shù)囊唤?jīng)線延伸的細(xì)長(zhǎng)槽，其特征還有其中一個(gè)所述側(cè)板沿拱頂?shù)姆较蜓由斐鲆粭U件，其端部鉸接在一個(gè)在所述槽內(nèi)滑動(dòng)的滑塊上，其特征還有所述桿件和滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線穿過所述拱頂?shù)那手行模粗嗳弧?br> 結(jié)果，當(dāng)?shù)谝粷L圈或是通過加速度或是通過反向轉(zhuǎn)動(dòng)而相對(duì)于第二滾圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，拱頂就使得桿件和夾件直接繞水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且該轉(zhuǎn)動(dòng)被直接傳遞到滑槽上?；瑝K在拱頂槽內(nèi)的滑動(dòng)使桿件的這種轉(zhuǎn)動(dòng)成為可能。在桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過夾件傳遞的條件下，該力可均勻地分布在滑槽的兩個(gè)懸掛軸上。
在料斗和高爐內(nèi)部之間提供密封的密封閥最好由一個(gè)本身已知的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)致動(dòng)作軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，這樣布置該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即其軸線穿過拱頂?shù)那手行?。這種布置可以使得操縱密封閥所必須的總體尺寸最小，在這種條件下，在其打開和關(guān)閉期間，密封閥可實(shí)現(xiàn)一個(gè)與拱頂同心的圓形運(yùn)動(dòng)，這樣所述拱頂就不會(huì)干涉密封閥的操縱，反之亦然。
根據(jù)一個(gè)最佳實(shí)施例，一供料管懸垂在所述料斗的下方，并軸向插入拱頂繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的開口圓柱狀空間內(nèi)。該管最好通過穿過管壁的加水冷卻盤管冷卻。
下面參照附圖，通過對(duì)最佳實(shí)施例的描述，可更清楚地了解其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是垂直剖視圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的充料設(shè)備;
圖2是圖1所示設(shè)備的平面視圖;
圖3是垂直于圖1所示設(shè)備的剖視圖;
圖4示意性示出了隨著拱頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)桿件的轉(zhuǎn)動(dòng);
圖5和6是兩個(gè)透視圖，從不同角度示出了滑槽懸掛夾件及其操縱拱頂;
圖7，8，9，10和11示意性地示出了在拱頂作用下產(chǎn)生的五個(gè)不同傾斜度;
圖7a，8a和11a以更大的比例詳細(xì)示出了滑塊在拱頂?shù)牟蹆?nèi)的運(yùn)動(dòng)。
首先參照?qǐng)D1至3以對(duì)本發(fā)明的設(shè)備的零部件作簡(jiǎn)要描述。在圖1和3中參考號(hào)20表示一高爐的頂部，在其上邊緣固定有一個(gè)外殼22，它包含一個(gè)分配滑槽24的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使滑槽24繞垂直中心軸線X回轉(zhuǎn)，并通過繞其水平懸掛軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)而改變它相對(duì)于該線X的傾斜度。一個(gè)依次位于中心供料斗28下方的機(jī)罩26位于外殼22的上方。借助于一個(gè)與環(huán)形閥座32配合的密封閥30，該料斗可與機(jī)罩26隔開，該閥座32固定在機(jī)罩26和料斗28之間的一個(gè)法蘭盤34上。
滑槽24的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括一第一和第二滾動(dòng)組件，它們分別由兩個(gè)環(huán)箍36，38和兩個(gè)帶齒滾圈49，42構(gòu)成，環(huán)箍固定在外殼22的壁上，帶齒滾圈借助于球或滾子之類的已知滾動(dòng)裝置繞環(huán)箍36和38回轉(zhuǎn)。兩個(gè)帶齒圈40，42由齒輪單獨(dú)地致動(dòng)，齒輪未被示出并構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即可使兩個(gè)圈40，42同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也可使圈40相對(duì)于圈42滯后或超前。
兩個(gè)圈40，42各包括一個(gè)環(huán)形支承靠模40a，42a，它們同心地上下布置。兩個(gè)平行的水平橫向件44，46被焊在下圈42的支承靠模42a的內(nèi)側(cè)，并離中心軸線X有一足夠的距離，以允許懸掛滑槽24。該滑槽24借助于側(cè)向側(cè)板48a，48b被懸掛，這些側(cè)板各帶有一外軸頸52，54，它們以鉸接的形式支承在各橫向件44，46上的軸承內(nèi)。這樣，可以通過在橫向件44，46內(nèi)繞它們的水平懸掛軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)軸頸52，54來改變滑槽24相對(duì)于垂直軸線X的傾斜度。
以上對(duì)分配滑槽24的懸掛和驅(qū)動(dòng)的描述完全與文件DE-A1-3，928，466對(duì)應(yīng)。另一方面，在滾圈40的運(yùn)動(dòng)傳遞以使滑槽24繞其懸掛水平軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)方面，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備與已知設(shè)備不同。不象已知設(shè)備，兩個(gè)側(cè)向側(cè)板48a，48b不是獨(dú)立的側(cè)板，而是形成一個(gè)相對(duì)于滑槽24橫向延伸之“U”形夾件48的腿部(見圖5和6)。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是有可能在取下滑槽24之后可以整個(gè)地取下帶側(cè)板48a和48b的夾件48。這樣就不必象已知設(shè)備那樣單獨(dú)地取下側(cè)板，而且不必使一側(cè)板相對(duì)于另一側(cè)板定位并固定。
如圖5和6所示，帶齒圈40的環(huán)形靠模40a在約120°的圓弧上有一圓柱狀部分56，它在機(jī)罩26內(nèi)向上延伸的盡可能遠(yuǎn)。該圓柱狀部分56的頂部有一個(gè)帶球面的扇形拱頂58，其曲率中心O位于垂直軸線X和滑槽24的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸線Y的交點(diǎn)上。該拱頂58包括一個(gè)帶平行邊緣的細(xì)長(zhǎng)槽60或切口，其縱軸線沿拱頂58的球面的經(jīng)線延伸。該槽60用以為一滑塊62導(dǎo)向并允許它滑動(dòng)，滑塊62位于固定在夾件48上的一桿件64之端部，并且該桿件64可加工成為其中一個(gè)側(cè)板48a或48b的延伸部分。該桿件64的端部被設(shè)計(jì)成軸頸66的形式，滑塊62安裝在其上，所以滑塊62可相對(duì)于桿件64轉(zhuǎn)動(dòng)，反過來說可繞軸頸的軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的特征之一，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A這樣取向，即穿過拱頂58的曲率中心O。在所示例子中，滑塊通過沿壁摩擦而在槽60中簡(jiǎn)單地滑動(dòng)。為了改善這種滑動(dòng)，也可以為滑塊62配備滾動(dòng)系統(tǒng)。
當(dāng)兩個(gè)滾圈40，42以相同的角速度同步地致動(dòng)時(shí)，分配滑槽24繞垂直軸線X以不變的傾斜度回轉(zhuǎn)，從而在充料表面上將爐料沉積在圓周上。另一方面，如果通過一個(gè)行星式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用滾圈40相對(duì)于滾圈42的轉(zhuǎn)速有一相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，拱頂58就通過使夾件48繞水平軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)而作用在桿件64上，從而改變了滑槽24相對(duì)于垂直軸線X的傾斜度。桿件64的這種轉(zhuǎn)動(dòng)伴隨著滑塊62在槽60內(nèi)滑動(dòng)。
在理論上，有可能減小拱頂?shù)幕￠L(zhǎng)，并在極端情況下有可能將其減小至一個(gè)限定槽所必須的球形臂。盡管如此，在實(shí)際中，最好將拱頂加寬至如約120°(如該例所示)，以便靠模40a上的力的分布更為有利。
圖3和4示意性地示出了在拱頂58的作用下滑槽24所處的三個(gè)不同角度位置。實(shí)線所示的位置是一個(gè)與桿件64的垂直取向?qū)?yīng)的平均位置，其中滑塊62在槽60內(nèi)處于其最高位置。虛線所示的滑槽位置24a和24b分別與滑槽的最大和最小傾斜度對(duì)應(yīng)，其中后者是垂直位置。如圖3和4所示，這些極端傾斜度是自平均傾斜度始通過相對(duì)于滾圈42或是沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)或是沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)拱頂58而獲得的，同時(shí)伴隨著滑塊62在拱頂58的槽60內(nèi)下降。如圖4所證實(shí)的，從垂直位置朝最大傾斜度位置24a轉(zhuǎn)動(dòng)滑槽24所必須的拱頂58的轉(zhuǎn)動(dòng)量小于一圓周的1/4。
借助于夾件48，桿件64的轉(zhuǎn)矩均勻地分布在兩個(gè)軸頸52和54上，與僅在一側(cè)致動(dòng)滑槽的情況相比，這就避免了軸頸上的傾覆力矩。在桿件64相對(duì)較長(zhǎng)的情況下，力的傳遞比例就更為有利。此外，該桿件64的長(zhǎng)度取決于部分56的高度。而且，與已知機(jī)構(gòu)相比，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是滑槽的轉(zhuǎn)動(dòng)總是垂直地作用在桿件64上，而不論滑槽傾斜度如何。
在附圖所示的實(shí)施例中，夾件48從上方越過滑槽24。然而，也可以這樣布置夾件，即它沿相反的方向定向，也就是說它在下方越過滑槽24。在這種情況下，它可被設(shè)計(jì)成滑槽24上端的托架的形式。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7至11，詳細(xì)描述滑槽24通過圈40相對(duì)于圈42的相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用繞其懸掛軸線Y的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖7示出了與圖3中實(shí)線所示傾斜度對(duì)應(yīng)的滑槽24之平均傾斜度。在該位置，桿件64處于其垂直位置，所以滑塊62在槽60內(nèi)自動(dòng)地處于其行程的頂端。當(dāng)拱頂58在圈40相對(duì)于圈42相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下沿圖8所示方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度時(shí)，桿件64沿提升滑槽24的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說朝相對(duì)于垂直軸線X增加傾斜度的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)必然伴隨著滑塊62在拱頂58的槽60內(nèi)下降，如圖8a所示。
如果拱頂58沿同一方向繼續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就到達(dá)了圖9所示的位置，該圖示出了與滑槽24最大傾斜度對(duì)應(yīng)的拱頂58的最大角位移β，在該位置滑塊26處于槽60的底部。
當(dāng)在圖7所示位置的基礎(chǔ)上拱頂58沿與圖8所示方向相反的方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度時(shí)，相對(duì)于圖7來說就得出了對(duì)稱的情形，如圖10所示。這樣就減小了滑槽24相對(duì)于垂直軸線X的傾斜度，同時(shí)滑塊62在槽60內(nèi)占據(jù)了與圖8a所示位置相同的位置。拱頂58朝β角的最大角位移的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將滑槽24下降至圖11所示的垂直位置。在該位置，滑塊62再次處于槽60的底部(如圖11a所示)，即處于與它在圖9中所處位置相同的位置。
為了說明根據(jù)本發(fā)明之驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在再次回顧一下圖1。在滑槽24繞垂直軸線X回轉(zhuǎn)期間，拱頂58的水平輪廓尺寸基本上對(duì)應(yīng)于一個(gè)等于拱頂58在水平表面上投影的環(huán)形表面。換句話說，在中部有一可利用的圓柱狀空間，用以安裝一個(gè)將爐料導(dǎo)入滑槽24內(nèi)的供料管70。該管70可簡(jiǎn)單地置于固定在法蘭盤34上的支承環(huán)74上。借助于埋在管壁周圍的導(dǎo)熱混凝土層之內(nèi)的一個(gè)冷卻盤管72，最好水冷該管70。除了其對(duì)管壁的直接作用外，該冷卻尤其可使閥的松連接免遭熱輻射。
使用文件EP-B1-0，252，342提出之密封閥的可能性提供了另一優(yōu)點(diǎn)。該文件提出了一個(gè)閥，該閥由一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)所致動(dòng)的操縱臂支承，并且它的軸線相對(duì)于閥座的軸線是傾斜的。參考號(hào)80表示密封閥30的這種操縱機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)被固定在機(jī)罩26的臂上。閥30的操縱臂包括一個(gè)叉件82，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)80可使之繞其操縱軸線B轉(zhuǎn)動(dòng)。密封閥30由繞叉件82端部轉(zhuǎn)動(dòng)的臂桿84之端部支承，臂桿84的另一端由機(jī)構(gòu)80沿軸向方向致動(dòng)，以便使臂桿84繞其固定在叉件82上的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。密封閥30的打開過程首先包括機(jī)構(gòu)80的軸向運(yùn)動(dòng)，以使臂桿84沿反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使閥30脫離其閥座32。然后，叉件82繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線B轉(zhuǎn)動(dòng)，以便通過朝等待位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位移閥30。自然，閥的關(guān)閉包括程序相反的相同步驟通過使閥30的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)這樣定向，即叉件82的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線B穿過拱頂58的中心O，在操縱期間密封閥30就沿一圓形曲線運(yùn)動(dòng)，該圓形曲線與拱頂58同心。換句話說，在等待位置，閥30在拱頂58和機(jī)罩26的壁之間只占據(jù)非常有限的空間，而在其操縱期間，它只在這樣一個(gè)空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，即閥30不會(huì)妨礙拱頂58的運(yùn)動(dòng)，反之亦然。
根據(jù)本發(fā)明的充料設(shè)備的設(shè)計(jì)并不排除文件DE-A1-3，928，466所描述的其它最佳實(shí)施例。例如，不用改變根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備即可安裝懸掛滑槽和其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)。類似地，盡管有了根據(jù)本發(fā)明的夾件48，也有可能提供一個(gè)上述文件所述之滑槽的可分離鉤裝置。
權(quán)利要求
1.為高爐充料的設(shè)備，包括一個(gè)從高爐(20)頂部懸垂的回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)滑槽(24)，由第一和第二滾圈(40)，(42)構(gòu)成的用以驅(qū)動(dòng)滑槽(24)的裝置，使得滑槽繞高爐(20)的垂直軸線X回轉(zhuǎn)并通過繞懸掛水平軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)而改變其相對(duì)于該軸線X的傾斜角度，用以相互獨(dú)立地致動(dòng)兩個(gè)滾圈(40)，(42)的裝置，一個(gè)裝有下密封閥(30)的中心料斗(28)，兩個(gè)在滑槽(24)的兩側(cè)平行延伸的水平橫向件(44)，(46)，所述槽向件(44)，(46)被固定在滑槽的所述第二滾圈(42)內(nèi)，滑槽(24)以可取下的方式由兩個(gè)側(cè)向側(cè)板(48a)，(48b)支承，每個(gè)側(cè)向側(cè)板都包括一個(gè)容納在所述各橫向件(44)，(46)上的一個(gè)軸承內(nèi)的支承軸頸，其特征在于兩個(gè)側(cè)板(48a)，(48b)由相對(duì)于滑槽(24)橫向延伸之“U”形夾件(48)的腿部構(gòu)成，所述第一滾圈(40)包括一個(gè)曲面件(58)，其曲率中心O位于所述垂直軸線X和所述水平軸線Y的交點(diǎn)上并且?guī)в幸粋€(gè)具有平行邊緣且沿所述件(58)的一經(jīng)線延伸的細(xì)長(zhǎng)槽(60)，其中一個(gè)所述側(cè)板(48a)沿件(58)的方向延伸出一桿件(64)，其端部鉸接在一個(gè)在所述槽(60)內(nèi)滑動(dòng)的滑塊(62)上，并且所述桿件(64)和滑塊(62)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A穿過該件(58)的曲率中心O，反之亦然。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述件(58)是一個(gè)扇形的帶球形表面的拱頂，在約120°的圓弧上水平延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述拱頂(58)覆蓋一個(gè)固定在第一滾圈(40)的環(huán)形支承靠模(40a)上的圓柱狀部分(56)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于密封閥(30)由一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(80)致動(dòng)作軸向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線B穿過拱頂(58)的曲率中心O。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于一供料管(70)懸垂在所述料斗(28)的下方并軸向插入由拱頂(58)繞垂直軸線X轉(zhuǎn)動(dòng)所形成的開口圓柱狀空間內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，一加水的冷卻盤管(72)穿過管(70)的壁。
全文摘要
本發(fā)明公開的用以為高爐充料的設(shè)備包括一回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)滑槽。該滑槽以可取下的方式由一“U”形夾件(48)的兩個(gè)側(cè)向側(cè)板(48a)，(48b)支承。當(dāng)固定在一拱頂(58)上的第一滾圈(40)相對(duì)于第二滾圈(42)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，拱頂(58)通過桿件(64)使夾件(48)繞其水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，夾件再將該轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞至滑槽。為此，桿件(64)的端部鉸接在一個(gè)在拱頂(58)的槽(60)內(nèi)滑動(dòng)的滑塊(62)上。
文檔編號(hào)F27B1/10GK1066684SQ9210331
公開日1992年12月2日 申請(qǐng)日期1992年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月15日
發(fā)明者馬利特·皮埃爾, 羅納德·埃米爾 申請(qǐng)人:保羅·伍爾恩公司