一种用于PS转炉的水冷密封小车装置的制作方法

一种用于ps转炉的水冷密封小车装置
技术领域
1.本实用新型涉及冶金设备领域，尤其涉及一种用于ps转炉的水冷密封小车装置。


背景技术：

2.ps转炉(即卧式侧吹转炉，以下简称转炉)是在铜镍冶炼中处理冰铜以得到粗铜及处理低镍锍得到高镍锍的主要设备，转炉工艺成熟可靠、设备和操作简单稳定、脱杂能力突出、投资及生产成本低，且处理冷料或废杂铜能力强，目前，转炉仍是国内外铜镍冶炼厂使用的主流设备。但在转炉摇炉(生产过程中炉口转出或转入内层固定烟罩过程)普遍存在so2烟气泄漏严重而造成的环保问题短板难以解决，描述如下：
3.转炉与烟气收集设备的传统配置方式见图1、图2。图1中，转炉3 的集烟设备主要有外层烟罩1、内层固定烟罩2，在内层固定烟罩2上开设有进料缺口22，当转炉3的炉口转向进料缺口22时，方便通过进料缺口22对转炉3进行加料。在内层固定烟罩2上滑移有密封小车20，密封小车20用于对进料缺口22进行开启或关闭。图1中，当转炉3吹炼时，密封小车20滑移到进料缺口22的位置，对进料缺口22进行封闭，这样内层固定烟罩2合成一个整体，只开通有第二通道21以承接从炉口排出的高浓度so2烟气(工艺烟气)，烟气通过内层固定烟罩2内的第二通道21 及余热锅炉等设备送制酸。图2中，当转炉3摇炉时，密封小车20常处于驱由动系统向上拉开状态，此时，由于没有密封小车20封堵进料缺口 22并将烟气阻隔于内层固定烟罩内，从炉口31喷射而出的烟气通过进料缺口22而进入到外层烟罩1中，此烟气主要由外层烟罩1负责收集，烟气通过外层烟罩1内的第一通道11送环保除尘和脱硫系统处理达标后排放。
4.在转炉3生产作业的各环节中，通常在摇炉操作过程中泄漏的烟气量最大、so2浓度最高并对环境造成严重污染，具体描述如下：转炉3摇炉角度范围一般约60
°
，分为吹炼风眼30从熔体内摇出或摇入铜液两种情形，摇出时，风眼30转出熔体到达一个安全位置(大型转炉一般是从吹炼位置0
°
逆时针转45
°
)开始关闭风眼风阀门，然后再转15
°
使炉口到达加料位置；摇入时，转炉3从60
°
位置顺时针转回45
°
位置，打开风眼 30阀门，达到风压值后摇入铜液开始吹炼。
5.为防止风眼被熔体倒灌，摇炉过程不能关闭风眼风，此时若不向上移开密封小车20，摇炉过程中炉口大约有15s时间会对着密封小车20挡火面，大量烟气裹挟一些高温熔体从炉口喷出，喷溅物极易粘接用耐热铸钢制造的密封小车20，而耐热铸钢密封小车20对高温喷溅物的传热能力低，不能使高温喷溅物快速冷脆脱落，易形成过大结块，且清理困难，导致密封小车20在拉动过程中易损坏内层固定烟罩2。因此，多数情况下操作人员摇炉时，从安全考虑，常常会提前拉开密封小车20，炉口喷射出的烟气大量进入到外层烟罩1的第一通道11内，陡然增大的高浓度so2烟气(大型转炉烟气量可达到100000m3/h以上，浓度远超15000mg/m3)不易被及时抽排到环保脱硫系统，而易逸散到外层烟罩1外，易对环境造成严重污染。
6.摇炉操作过程中，在不拉开密封小车20的情况下，喷溅物易形成过大结块，且清理
困难，导致密封小车20在拉动过程中易损坏内层固定烟罩2；而在拉开密封小车20小车的情况下，陡然增大的高浓度so2烟气不易被及时抽排到脱硫系统，而易逸散到外层烟罩1外，易对环境造成严重污染。
7.因此，现有技术还有待于改进。


技术实现要素：

8.鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种用于ps转炉的水冷密封小车装置，旨在解决现有技术中ps转炉摇炉过程中，需要将密封小车拉开，密封小车不能安全有效地将烟气封阻于内层固定烟罩内，大量含高浓度so2烟气喷射进入外层烟罩，陡然增大的烟气不易被外层烟罩集纳和抽排到环保脱硫系统，导致烟气外逸污染环境的技术问题。
9.本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
10.一种用ps转炉的水冷密封小车装置，用于滑移开启或封闭ps转炉的内层固定烟罩上的进料缺口，所述进料缺口的远离所述内层固定烟罩的一侧设置有外层烟罩，其中，所述小车装置包括有冷却腔室，连通所述冷却腔室且用于流进冷却水的第一软管，以及连通所述冷却腔室且用于流出冷却水的第二软管。
11.可选地，所述水冷密封小车装置还包括：进水管和出水管，所述进水管和所述出水管分别位于所述冷却腔室的左右两侧；
12.所述进水管一端连接所述冷却腔室且另一端连通所述第一软管；
13.所述出水管一端连接所述冷却腔室且另一端连通所述第二软管；
14.所述出水管位于所述冷却腔室内的开口端和所述进水管位于所述冷却腔室内的开口端分别位于所述冷却腔室的上下两侧。
15.可选地，所述水冷密封小车装置还包括：
16.车体，以及转动设置在所述车体两侧的滚轮；
17.所述车体包括：
18.挡火里板；
19.封边板，所述封边板设置在所述挡火里板的侧面；
20.面板，所述面板设置在所述封边板上，所述挡火里板和所述面板及所述封边板围成所述冷却腔室。
21.可选地，所述第一软管连接有冷却水管道，所述冷却水管道用于冷却水从外部进入到所述冷却腔室；
22.所述第二软管连接有排水管道，所述排水管道用于冷却水排出到所述冷却腔室的外部。
23.可选地，所述冷却水管道与所述第一软管的连接端、所述排水管道与所述第二软管的连接端均固定设置在所述外层烟罩的外部前侧位置。
24.可选地，所述车体上连接有护板支架，所述护板支架上设置有软管护板，所述软管护板用于支撑第一软管或第二软管；
25.所述护板支架连接在左右两侧的封边板上；
26.所述软管护板的外形轮廓为弧形。
27.可选地，所述冷却水管道用于连接所述第一软管的连接端和所述排水管道用于连
接所述第二软管的连接端均固定在所述内层固定烟罩的外部、且位于所述外层烟罩的后侧。
28.可选地，所述进水管上连接有进水延伸钢管，所述进水延伸钢管连接所述第一软管；
29.所述出水管上连接有出水延伸钢管，所述出水延伸钢管连接所述第二软管；
30.所述进水延伸钢管和所述出水延伸钢管朝向所述车体的滑移方向延伸设置。
31.可选地，水冷密封小车装置还包括：
32.衬板，所述衬板设置在所述车体挡火里板朝向所述进料缺口的一侧；
33.防撞护板，所述防撞护板设置在所述挡火里板的下侧外壁上。
34.可选地，所述内层固定烟罩朝向所述外层烟罩的一侧设置有轨道，所述滚轮位于所述轨道上滑移；
35.水冷密封小车装置还包括：
36.驱动端连接耳，所述驱动端连接耳设置在所述车体上远离所述护板的一侧上，所述驱动端连接耳用于连接驱动机构并驱动所述车体滑移。
37.本方案的有益效果：本实用新型提出的一种用于ps转炉的水冷密封小车装置，通过设置冷却腔室，可将外界的冷却水引入所述车体的冷却腔室内，在ps转炉进行摇炉作业的过程中，水冷密封小车装置封堵住进料缺口从而可封阻从转炉炉口喷出的含高温喷溅物的烟气，水冷密封小车装置利用强制水冷方式，受热面可迅速的实现热量转换，使喷贴在所述水冷密封小车朝向转炉的一侧面上的高温喷溅物能够快速冷脆发生脱落，而不易形成大结块而影响小车的运行。因此，在ps转炉发生摇炉时，在不影响转炉转动的条件下，不用拉开小车，小车能安全有效地将烟气封阻于内层固定烟罩内，防止大量含高浓度so2烟气喷射进入外层烟罩，造成的陡然增大的烟气不易被外层烟罩集纳和抽排到环保脱硫系统而导致烟气外逸污染环境的技术问题。
附图说明
38.图1为现有技术中的ps转炉装置在一种工作状态下的结构示意图；
39.图2为现有技术中的ps转炉装置在另一种工作状态下的结构示意图；
40.图3为本实用新型中前侧设置式水冷密封小车装置的较佳实施例的结构主视图；
41.图4为本实用新型中前侧设置式水冷密封小车装置的较佳实施例的结构侧视图；
42.图5为本实用新型中前侧设置式水冷密封小车装置的车体的较佳实施例的结构主视图；
43.图6为本实用新型中前侧设置式水冷密封小车装置的车体的较佳实施例的结构侧视图；
44.图7为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的前侧设置式结构的主视图；
45.图8为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的前侧设置式结构封闭内层固定烟罩的结构侧视图；
46.图9为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的前侧设置式结构开启内层固定烟罩的结构侧视图；
47.图10为本实用新型中水冷密封小车装置的后侧设置式的较佳实施例的结构主视图；
48.图11为本实用新型中水冷密封小车装置的后侧设置式的较佳实施例的结构侧视图；
49.图12为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的后侧设置式结构的主视图；
50.图13为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的后侧设置式结构封闭内层固定烟罩的结构侧视图；
51.图14为本实用新型一种用于ps转炉的水冷密封小车装置的后侧设置式结构开启内层固定烟罩的结构侧视图。
52.图中各标号：1、外层烟罩；11、第一通道；2、内层固定烟罩；20、密封小车；21、第二通道；22、进料缺口；3、转炉；30、吹炼风眼；31、炉口；4、水冷密封小车装置；40、车体；401、挡火里板；402、面板；403、封边板；404、衬板；405、连接耳板；406、筋板；407、拉杆；430、进水管；431、出水管；432、第一软管；433、第二软管；434、软管护板；435、进水延伸钢管；436、出水延伸钢管；41、滚轮；42、驱动端连接耳；43、防撞护板；44、护板支架；473、冷却水管道；474、排水管道；5、轨道； 6、驱动装置；7、吊车梁。
具体实施方式
53.本实用新型提供一种用于ps转炉的水冷密封小车装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
54.现有的用于ps转炉的密封小车装置的常见配置方式如图1、图2所示，其中，图1为ps转炉装置正常吹炼时的截面图，以图1中的上下方向为本结构描述中的上下方向，以图1中的左右方向为本结构描述中的前后方向，以视线朝向和远离图1中的截面图的方向为本结构描述中的左右方向。
55.所述ps转炉装置包括有位于下方的转炉3，转炉3上设置有炉风眼 30和炉口31，位于转炉3上方的外层烟罩1和内层固定烟罩2，外层烟罩 1位于前方，所述内层固定烟罩2位于后方，所述外层烟罩1设有第一通道11，所述内层固定烟罩设有第二通道21，所述内层固定烟罩2上开设有进料缺口缺22，进料缺口22连通第一通道11并用于朝向转炉3加入或取出熔炼材料等。内层固定烟罩2上设置有密封小车20，密封小车20用于滑移开启或封闭内层固定烟罩2上的进料缺口22：通过开启进料缺口 22，方便转炉3旋转到前侧进行进出料作业；正常吹炼时，通过封闭进料缺口22，将烟气封阻于内层固定烟罩的第二通道21内，同时阻止烟气进入外层烟罩1的第一通道11，此时，所述内层固定烟罩2的第二通道21 与所述转炉3的炉口31之间连通，以承接炉内排出的烟气并送入后续设备进行换热、除尘、制酸。
56.基于现有的ps转炉在摇炉作业时易造成环境污染的技术问题，本实施例中提供了一种用于ps转炉的水冷密封小车装置4，其中，在现有技术的基础上，将密封小车改造为水冷密封小车装置4，连接水冷密封小车装置4的驱动装置6、以及导轨5与现有的密封小车的相同，所述水冷密封小车装置4根据配管的设置不同，分为前侧式和后侧式两种形式。
57.实施例一
58.所述水冷密封小车装置4的第一实施例为前侧式。
59.如图3、图4，本实施例的具体结构中，所述水冷密封小车装置4包括：车体40、转动设置在车体40两侧的滚轮41，如图5、图6所示，车体40包括朝向所述转炉3设置的挡火里板401，固定设置在所述挡火里板 401的侧面上的封边板403，连接在所述封边板403上的面板402，所述挡火里板401和所述面板402及所述封边板403围成所述冷却腔室，冷却腔室为不漏水的密封腔室。
60.在所述挡火里板401朝向所述转炉3的一侧固定有衬板404，即衬板 404焊接在挡火里板40朝向所述转炉的一侧上。所述衬板404围绕在所述挡火里板401的外侧边缘，所述衬板404作为所述挡火里板401与内层固定烟罩2之间的密封框，以提高水冷密封小车装置和内层固定烟罩2之间的密封性，减少ps转炉3的吹炼过程中漏入内层固定烟罩的风量和在摇炉过程中漏出内层固定烟罩的烟气量。另外，对衬板404进行切削加工使车体40更加平直，可进一步的提高水冷密封小车装置和内层固定烟罩2 之间的密封性。
61.在所述挡火里板401上还设置有连接耳板405、筋板406、拉杆407，通过连接耳板405、筋板406作为加强车体40和安装驱动端连接耳42用。车体40的外形轮廓为方形，本实施例的具体结构中，挡火里板401的上下两端分别采用煨弯形式与面板402直接焊接，减少车体40上下两端焊缝，并增加车体40的结构强度，以改善车体40冷却腔室的密闭可靠性从而提高水冷密封小车装置使用的安全性。封边板403位于挡火里板401和面板402的左右两侧面，并与所述挡火里板401和面板402焊接固定。所述挡火里板401和所述面板402之间有拉杆407，拉杆407设置在冷却内腔中，通过拉杆407可以对挡火里板401、面板402进行支撑，即在所述车体40的冷却腔室内均匀分布有拉杆407作为加强筋件，所述拉杆407 能够有效对所述车体40进行加固，防止车体40在使用过程中发生破裂。
62.在所述车体上还设置有护板支架44、进水管430、出水管431、软管护板434。如图3、图4、图7，所述进水管430的进水管口上设置有管口法兰，所述出水管431的出水管口上设置有管口法兰，两管口法兰分设在所述冷却腔室的左右两侧、且分别用于连通流进冷却水的第一软管432和流出冷却水的第二软管433。在本实施例中，所述进水管430和出水管431 均采用钢管。进水管430和出水管431分别焊接固定在所述车体40的左右两侧的所述封边板403上。所述进水管430从车体外侧延伸至冷却腔室内的下部，即所述进水管430的所述出水口位于所述冷却腔室的下部。所述出水管431从冷却腔室内的上部延伸到车体40外部，即所述出水管431 的所述进水口位于所述冷却腔室的上部。这样使所述出水管431和进水管 430位于所述冷却腔室内的开口端分别位于所述冷却腔室的上下两侧，考虑到本实施例中的所述车体40是倾斜的设置在所述ps转炉3的内层固定烟罩2上，这样设置出水管431和进水管430使水流方向为从下向上，从而通入的冷却水能够在所述车体4的冷却腔室内与黏附在所述挡火里板上的高温喷溅物进行充分地热量交换。
63.如图3、图4、图7，本实施例中，所述护板支架44设置在所述车体 40的左右两侧，所述软管护板434固定连接在所述护板支架44上。软管护板434的作用是防止车体40所连接的第一软管432和第二软管433过度弯曲，软管护板434的设计参数以金属软管动态弯曲半径rd来定；护板支架 44用来支撑软管护板434。
64.驱动端连接耳42用作驱动系统6的连接件；驱动系统6带动水冷密封小车装置上下运行，水冷密封小车装置4运行中，两侧的四个滚轮41贴合在导轨5上滚动；防撞护板43为防
止车体40受炉前的吊装作业碰撞伤害。
65.如图3、图7、图8、图9所示，在水冷密封小车装置4的外部设置有冷却水管道473，以及排水管道474。所述冷却水管道473与所述第一软管 432的连接端(如图7中c处)、所述排水管道474与所述第二软管433的连接端(如图7中d处)均位于所述外层烟罩的外部的前侧位置。这样第一软管432和第二软管433的大部分管体配置在外层烟罩1内，连接端伸出到外层烟罩外。第一软管432、第二软管433与小车的进、出水管的管口法兰连接的一端随小车在其工作行程范围内移动，第一软管432、第二软管 433在竖直截面上形成s形折弯运动。进水过程为：外部的冷却水通过冷却水管道473进入到第一软管432，第一软管432内的冷却水流入到进水管 430，冷却水再通过进水管430进入到车体40的冷却腔室的下部。排水过程为：所述车体40的冷却腔室中的冷却水从腔室上部进入到出水管431，再从小车出水管431中进入到第二软管433，从第二软管433进入到排水管道474排出。
66.在一些实施方式中，对第一软管432和第二软管433选用，其动态弯曲半径rd参数的确定可参考标准gb/t36018
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2018；进出水软管432、433 的固定端c、d设置在外层烟罩1外侧，以便更换软管；c与d点以炉口为中心对称布置，其间距l≥5000mm，以保障吊车在外层烟罩1的前侧有充足的操作空间。
67.实施例二
68.所述水冷密封小车装置4的第一实施例为前侧式。如图10、图11、图 12，本实施例中，所述水冷密封小车装置4包括：车体40、车体40两侧的滚轮41、驱动端连接耳42、防撞护板43、进水管430、出水管431、进水延伸钢管435、出水延伸钢管436等构成。
69.后侧设置式与前侧设置式所述水冷密封小车装置的车体40、滚轮41、驱动端连接耳42、防撞护板43、进水钢管430、出水钢管431相同，且前、后侧设置式所述水冷密封小车装置内冷却水的流通和冷却方式也相同。其结构参考实施例一。
70.后侧式与前侧式所述水冷密封小车装置不同之处：无软管护板及护板支架；增加进水延伸钢管435和出水延伸钢管436，所述进水延伸钢管435 的一端与进水管430的管口法兰固定连接，另一端固定连接所述第一软管 432。出水延伸钢管436的一端和出水管431的管口法兰连接，另一端固定连接所述第二软管433。
71.如图12、图13、图14，在本实施方式中，所述冷却水管道473与第一软管432的连接端(如图12中c)和所述排水管道474与第二软管433的连接端(如图12中d)均位于所述外层烟罩1和内层固定烟罩2的外部，且位于所述外层烟罩1的后侧，所述冷却水管道473与第一软管432的连接端、所述排水管道474与第二软管433的连接端均为固定设置。通过加装进水延伸钢管435和出水延伸钢管436，且进水钢管435和出水钢管436 朝向所述车体的移动方向延伸设置，使第一软管432、第二软管433与冷却水进出小车的钢管的连接处移出外层烟罩1的外部，这样将所述第一软管 432和所述第二软管433设置在外层烟罩1和内层固定烟罩2的外部。在外层烟罩1的外部后侧有足够空间的情况下，这样设置不会对炉口物料的进出进行阻挡。
72.第一软管432通过进水延伸钢管435和进水管430与车体进行连接且连通所述冷却腔室；第二软管433通过出水延伸钢管436和出水管431与车体40进行连接且连通所述冷却腔室。进水延伸钢管435、出水延伸钢管 436并随车体40在其工作行程范围内作倾斜的上下移动，车体40的两侧第一软管432或第二软管433的管体在其运动轨迹的竖直截面上形成u
形折弯运动。
73.在一些实施方式中，所述第一软管432和所述第二软管433的移动端 (第一软管和进水延伸钢管的连接端、第二软管和出水延伸钢管的连接端) 的上限位置到吊车梁7底部的间距h≥1000mm，这也是水冷密封小车采用后侧配管的条件。
74.综上所述，本实施例的一种用于ps转炉的水冷密封小车装置，通过设置冷却腔室，以及连接冷却腔室的第一软管和第二软管，第一软管和第二软管形成进出水软管，使小车无论在移动或静止状态，进出水软管都可将冷却水安全引入或引出小车车体的腔室内，这样，在ps转炉摇炉时，水冷密封小车装置对内层固定烟罩的进料缺口进行封闭，同时封挡了转炉炉口喷出的烟气，由于冷却腔室内的水冷具有更高的传热效率，可迅速的实现热量转换，使喷贴在所述水冷密封小车装置上的高温喷溅物能够快速冷脆脱落，而不易在所述水冷密封小车装置上形成大结块影响车体的运行。因此，在不影响转炉转动的条件下，ps转炉摇炉时不用拉开水冷密封小车装置，水冷密封小车装置能安全有效地将烟气封阻于内层固定烟罩内，防止大量含高浓度so2烟气喷射进入外层烟罩，以解决陡然增大的烟气不易被外层烟罩集纳并抽排到环保脱硫系统，而导致烟气外逸污染环境的技术问题。
75.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。