[发明专利]用于竖炉的风口与热鼓风进入管口之间的密封连接系统、以及包括该系统的炼钢鼓风炉

说明书

本发明的领域

本发明涉及一种用于竖炉(诸如炼钢鼓风炉)的在风口与热空气鼓风管之间的密封连接系统。本发明还涉及一种包括该系统的炼钢鼓风炉。

本发明的背景

传统地，预热后的空气通过组件被注入到竖炉中，所述组件被称为风口弯头(tuyere stock，风口支管)，其提供热空气环管与风口之间的连接、安装在炉壁中，其通入炉身中。通常，如图1中所示，风口弯头10由多个单独的元件构成，所述单独的元件中的每一个元件均包括外部金属护罩和内部耐火衬里。

风口弯头10包括：

-从热空气环管1倾斜地向下延伸的下降管(downpipe)11，

-弯管12

-鼓风管3，具有基本上水平的轴线，刚性地附接于弯管，鼓风管的前端保持与风口4的后端相接触。

由内部水循环所冷却的铜风口4被装配在风口支架、或风口冷却器42中，所述风口支架或风口冷却器附接于鼓风炉的金属壁21并且延伸穿过该壁的内部耐火衬里22。

鼓风管3包括钢的外壁31，该外壁的内部衬有耐火材料32。如图2和3所示，外壁朝向鼓风管的前端或末端(tip，尖端)33延伸以形成球形(spherically shaped)的壁，所述球形的壁可旋转地抵靠形成在风口4的后端上的截头锥形壁41。

风口弯头通过铰接连接杆(tie rod)而被支撑在炉的外部金属壁21上，铰接连接杆诸如为上部连接杆23和横向连接杆24，所述横向连接杆使鼓风管保持抵靠风口。这些连接杆向风口弯头组件提供某一运动的自由度，以便吸收炉壁的热变形和风口弯头的各个元件的热变形，这些热变形不可避免地引起温度的波动。

在不管上述变形为多少的情况下，为了提供各个元件之间的密封，已知的是使用波纹管补偿系统13，该系统使得能够在两个元件之间的连接处吸收相对运动(不论是涉及轴向位移还是枢转)，同时仍保持密封，连接杆提供由波纹管补偿器接合的元件之间的机械连接。这种补偿器系统例如在EP 0 453 739中描述，并且通常用于提供环管与风口弯头之间的密封，并且也可用在空气下降管与附接有鼓风管的弯管之间。

考虑到还必须在鼓风管的末端与风口之间的接合部处提供最好的可能密封，这种补偿器系统均更有利于向风口弯头提供一定的变形能力，恰好在所述接合部处，所述系统由于接合部的环境中的特定构造而不能使用、定位在炉的耐火壁的厚度中。因此，通过以下方式简单地提供接合部，即，所述鼓风管的末端仅在由风口弯头的重量产生的力以及由将风口弯头连接于炉的外部金属壁的铰接连接杆24所施加的张力的作用下而以居中的方式抵靠风口的后端。为了允许热变形(该热变形可能在鼓风管与风口之间产生角度偏移)，鼓风管的末端具有凸出球形表面，该凸出球形表面与形成在风口的后端上的对应的截头锥形表面或凸出表面相接触。通过鼓风管的外部钢壁的端部形成鼓风管的末端的球形表面。风口通常由铜制成。

这种在鼓风管与风口之间形成球接合连接的布置方式使得可简单地通过鼓风管抵靠风口来确保鼓风管在风口上居中，并且鼓风管的钢与风口的铜之间的金属对金属(metal-on-metal)接触使得可在它们相对的角位移期间保持它们之间的基本上线性的接触，并且因此保持鼓风管与风口之间的一定程度的密封。

US 3545736还公开了一种系统，其中，在管状金属护套与鼓风管的耐火部分之间设置有环形空间。护套包括被放置成抵靠风口且能够抵靠风口进行枢转的第一端，并且护套通过风口弯头的弯管被挤压而抵靠风口，所述弯管自身以密封的方式抵靠外套的第二端。这种布置方式的目的是通过允许热气体经由保持在风口弯头的弯管与鼓风管之间的轴向间距而进入所述环形空间，来限制鼓风管的耐火部分的外部与内部之间的温度差。在该系统中，当护套的第一端和风口经受相对角位移时，也可在护套的第一端与风口之间获得一定程度的密封。

但是，正如当耐火鼓风管被挤压而直接抵靠风口时，这也不可能用来提供完美的密封。因此，只要所述热鼓风空气是仅富含氧气的空气，当前可接受鼓风空气的有限泄漏。但是，当执行更新的燃料气体(fuel gas，烟气)再循环技术时，该气体被重新注入热鼓风空气。该燃料气体实际上是非常危险的，因而不能允许甚至最低水平的这种泄漏。即使在传统的鼓风炉中，为了更好的安全性，目前也期望减少热鼓风空气泄漏。

本发明的目的