一种带气封的风口直吹管设备及炼铁炉系统的制作方法

1.本发明属于送风装置技术领域，特别涉及一种带气封的风口直吹管设备。


背景技术：

2.高炉等炼铁炉通过送风装置往高炉内输送高温空气或煤气，送风装置是管道与高炉炉体连接的设备，通常由补偿器、弯头、直吹管及配套拉杆系统组成。而高炉热风管道靠高炉框架支撑，而风口小套则位于高炉本体上，高炉投产后炉体受热膨胀，导致热风围管与炉体发生位移，而高炉生产时巨大的振动，需要通过送风装置作为连接件。同时风口小套属于易损件，需要经常取出来更换。由于上述受热、受力及考虑更换方便等各种因素，送风装置与高炉炉体之间是通过直吹管与风口小套接触球面顶紧连接。这种连接既方便拆卸，又能很好的解决径向及周向各方向上的受力变化带来顶紧密封问题。
3.但是随着高炉服役时间增长，炉体系统变形会越大，此时这种球面顶紧方式无法做到100％的可靠密封，因此很多高炉均出现直吹管与风口小套接触面往环境中漏煤气的问题，导致安全隐患。
4.目前主要是直吹管与风口小套顶紧密封，通过测量风口小套附近环境的煤气浓度或观察风口小套设备密封处是否有煤气燃烧来判断是否漏煤气。如果漏气，则通过调节拉紧装置的受力来解决密封不严的问题。特别是富氢碳循环高炉需要通过送风装置给高炉内喷入高温、高压、高毒性煤气的场景，如果不能做到可靠密封，安全风险会更加突出。直吹管与风口小套间的密封问题是高炉安全生产的重要一环。
5.因此，如何提高风口直吹管设备的密封可靠性，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种带气封的风口直吹管设备，可有效提高密封可靠性。
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种带气封的风口直吹管设备，包括直吹管本体和风口小套，二者的内腔相连通，以输送高温气体或煤气；
8.所述风口小套套设于所述直吹管本体的排气口一端且接触密封；
9.所述直吹管本体上设置有环槽，所述环槽上具有进气口和出气口，所述进气口用于通入高于炉内压力的密封气，所述出气口设置于所述直吹管本体在与所述风口小套的密封面上，以使接触密封失效后密封气沿所述密封面的间隙进入炉内。
10.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述环槽远离所述直吹管本体的排气口。
11.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述密封气为压缩空气。
12.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述进气口通过气管与输气设备连通。
13.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述气管为外置于所述直吹管本体
的气管。
14.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述气管为所述直吹管本体上的内置通道。
15.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，还包括用于监测所述密封面是否泄露的监测设备。
16.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述监测设备用于监测所述密封气的气压，当环槽内压力突然降低，则可预警存在气体泄露风险。
17.可选的，在上述带气封的风口直吹管设备中，所述气管上串联有电磁阀，当所述监测设备监测到泄露时，控制所述输气设备和所述电磁阀开启。
18.本发明提供一种炼铁炉系统，包括如上文所述的带气封的风口直吹管设备。
19.本发明所提供的一种带气封的风口直吹管设备，具有以下有益效果：
20.在直吹管本体的端头与风口小套接触的密封面上设计了一道环槽，通过通入高于炉内压力的气体(如压缩空气)来形成气体密封环道，一旦直吹管本体的端头与风口小套接触面的接触密封失效，密封气将沿密封面的间隙进入高炉内，阻止煤气通过间隙泄露到高炉外部造成安全隐患，从而解决高炉直吹管本体与风口小套密封面泄露煤气带来的安全问题，进而可有效提高密封可靠性。
21.本发明还提供一种具有上述带气封的风口直吹管设备的炼铁炉系统，其同样具有上述有益效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术中提供的高炉送风装置的结构示意图；
24.图2为现有技术中提供的带气封的直吹管和风口小套的结构示意图；
25.图3为本发明提供的高炉送风装置的结构示意图；
26.图4为本发明提供的带气封的风口直吹管设备的结构示意图；
27.图5为本发明提供的带气封的风口直吹管设备与风口小套之间的气体流动示意图。
28.附图标号：
29.现有技术中：
30.01-直吹管；02-风口小套；
31.本案中：
32.100-直吹管本体；110-环槽；120-气管；
33.200-风口小套。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
38.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
40.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
41.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
42.本发明的核心是提供一种带气封的风口直吹管设备，可有效提高密封可靠性。
43.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
44.请参考图3-图5，图3为本发明提供的高炉送风装置的结构示意图；图4为本发明提供的带气封的风口直吹管设备的结构示意图；图5为本发明提供的带气封的风口直吹管设备与风口小套之间的气体流动示意图。
45.本发明提供了一种带气封的风口直吹管设备，包括直吹管本体100和风口小套200，二者的内腔相连通，用于输送高温气体或煤气。风口小套200套设于直吹管本体100的排气口一端且接触密封，以使接触密封失效后密封气沿所述密封面的间隙进入炉内。
46.直吹管本体100上设置有环槽110，环槽110上具有进气口和出气口，进气口用于通入高于炉内压力的密封气，出气口设置于直吹管本体100在与风口小套200的密封面上。
47.需要说明的是，直吹管本体100的内腔内的煤气喷出，进入风口小套200的内腔，煤气在直吹管本体100和风口小套200之间的密封边缘(密封面)和风口小套200的内腔接触、
冲刷，风口小套200很容易损坏。
48.当风口小套200的密封面磨损后，直吹管本体100与风口小套200的密封面之间产生间隙，此时，直吹管本体100上环槽110的进气口通入密封气，密封气通过环槽110的出气口排出，从而顶住外泄的高温气体或煤气，防止高温气体或煤气从失效的密封面的间隙中泄露，进而可有效提高密封可靠性。
49.本案提供的一种带气封的风口直吹管设备，创新性的在直吹管本体100的端头与风口小套200接触的密封面上设计了一道环槽110，通过通入高于炉内压力的气体(如压缩空气)来形成气体密封环道，一旦直吹管本体100的端头与风口小套200接触面的接触密封失效，密封气将沿密封面的间隙进入高炉内，阻止煤气通过间隙泄露到高炉外部造成安全隐患，从而解决高炉直吹管本体100与风口小套200密封面泄露煤气带来的安全问题。
50.在具体实施例中，环槽110远离直吹管本体100的排气口，以便于密封面变形到一定程度后实施可靠气封。当然，环槽110还可以为沿直吹管本体100的轴线方向布置的多个。通过多重密封提高气封效果。
51.在优选具体实施方式中，密封气为压缩空气。密封气采用高于炉内压力的压缩空气，即使气密无法完全阻止炉内煤气泄露，由于压缩空气的助燃也能在外泄缝隙处燃烧形成明火，可以将泄露的高温煤气燃烧掉，降低煤气中毒风险。
52.在具体实施例中，进气口通过气管120与输气设备连通。在一种情况下，气管120为外置于直吹管本体100的气管120，如此设置，可方便在现有的直吹管本体100上做加工。在另一种情况下，气管120为直吹管本体100上的内置通道，该设置可有效节省占用空间。
53.在上述具体实施方式的基础上，本案还包括用于监测密封面是否泄露的监测设备。监测设备具体可设置在直吹管本体100与风口小套200的连接位附近。具体地，可通过监测气封压力来监测是否密封完好。当发现密封出问题后，可以通过调节拉紧装置的受力来解决密封不严的问题。
54.特别的，监测设备用于监测密封气的气压。通过监测密封气的压力变化来监测密封面是否漏气。在接触密封良好时，炉内煤气及密封气均不泄露，压缩空气压力保持恒定，如果泄露，密封气的压力将降低，可以提前发出预警。
55.此外，还可以在气管120上串联有电磁阀，当监测设备监测到泄露时，控制输气设备和电磁阀开启。
56.在一种具体实施方式中，如图5所示，直吹管本体100通过其前端的球面密封面与风口小套200顶紧接触密封，在直吹管本体100的密封面上加工的一道环槽110，作为密封气道。当直吹管本体100与风口小套200顶紧后，环槽110与风口小套200端面贴合形成一道环形密封气道，往气管120内通入密封气(压缩空气)，在密封气道处就形成气体密封环道。
57.当直吹管本体100与风口小套200顶紧接触密封不严时，由于环槽110内的气体压力高于炉内压力，密封气会将煤气顶回高炉内；此时密封气压力降低，可以预警存在煤气泄露风险，生产人员可通过调整外部拉紧装置受力来解决接触密封不严的问题。如果接触密封泄露过于严重，密封气无法将煤气全部顶回炉内，有部分煤气往环境中泄露，此时密封用压缩空气可以与泄露的高温煤气燃烧，降低泄露煤气中co中毒风险。
58.本发明针对传统的风口直吹管设备的重大改进，通过设置一道气封提高密封可靠性，而且通过监测密封气压力变化来提前预警，提高了装置的安全性，解决了高炉风口小套
200与直吹管本体100连接处容易泄露煤气的安全难题，是保障高炉安全的重要装备。
59.此外，本发明中还提供了一种炼铁炉系统，包括上文描述的带气封的风口直吹管设备。
60.由于炼铁炉系统具有上述的带气封的风口直吹管设备，所以炼铁炉系统具有带气封的风口直吹管设备带来的有益效果，请参照上述内容，在此不再赘述。
61.炼铁炉具体可为含氧气高炉、欧冶炉等高炉，带气封的风口直吹管设备可用于向高炉内输送空气或煤气的场合。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
63.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。