[实用新型]一种立式加热炉炉口密封装置

说明书

本实用新型提供了一种立式加热炉炉口密封装置。该密封装置包括具有中空结构的密封装置本体、设置于密封装置本体内的集气圈以及进气管、出气管；进气管的一端与保护气体供应源相连通，另一端穿过密封装置本体的外壁与集气圈相连通；出气管的一端与集气圈相连通，另一端贯穿密封装置本体的内壁。将该密封装置置于立式加热炉的炉口上方，并由进气管通入保护气体，能够使保护气体经集气圈和出气管形成气体射流，该气体射流在装置内高速旋转，形成一层气幕墙，实现炉口外部和内部的隔绝，以保证加料和取样过程中钢液不受炉口附近区域空气污染，从而对炉内冶炼环境进行有效的保护，以提高钢液质量，并满足实验室研究的需求，具有较高的实际应用价值。

技术领域

本实用新型涉及冶金实验设备技术领域，尤其涉及一种立式加热炉炉口密封装置。

背景技术

钢铁材料的冶炼温度一般在1600℃，为了制备钢铁材料并研究冶炼过程中物理化学反应机理，各大院所、研究机构所在实验室条件下一般使用碳管炉、硅钼棒高温炉、中频炉等立式加热炉进行钢铁材料的冶炼。钢铁材料中往往含有Si、Mn、Ti、Al等元素，在冶炼过程中炉口部位的空气会扩散至炉管内部，空气中的氧会和Si、Mn、Ti、Al等元素发生反应，从而对钢液造成污染，产生各类非金属夹杂物，影响钢的纯净度。

为了防止空气对钢液的污染，在实验过程中一般采用的方法是底部通入保护性气体(氩气、氮气等)，炉口上部加密封盖(仅留小孔进行排气)。通过上部加密封盖的方法能有效防止空气对钢液的污染，使钢液在较为纯净的气氛中进行冶炼。然而，在研究冶金反应时，往往会关注冶金过程中的现象，需要在整个冶炼过程中进行多次的加料或取样进行分析，在打开顶部炉盖时，空气仍会对钢液造成污染，从而严重影响钢水纯净度和实验结果。

公开号为CN211425073U的专利提出了一种电渣用全密封水冷气体保护罩，对电渣冶金过程实现了全密封气体保护效果。该气体保护罩包含上部保护盖板、循环水腔、进出气口、加料口等，但其仅适用于工业生产用电渣冶金炉，且保护气体消耗量大(高达83～166L/min)，对保护罩内吹气机构也未做详细设计，难以满足实验室研究冶金过程的需要。

公开号为CN211012396U的专利提供了一种电弧炉炉盖及电弧炉。该电弧炉炉盖的盖体上开设有电极孔，通过对每一电极孔配置一组气幕密封机构，提高电极孔的密封性能，防止外界环境的气体进入炉内，造成冶炼产品质量下降。然而，该电弧炉炉盖的气幕密封机构中的喷射角有效角度为60°～150°，超出该角度的区域为气体死区，该死区可能成为炉内外气体交换的通道，因此，该机构对炉口密封的有效性有待进一步研究。

有鉴于此，有必要设计一种改进的立式加热炉炉口密封装置，在加料或取样时阻止炉口部位空气进入炉管内部对钢液造成污染，以解决上述问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种立式加热炉炉口密封装置，使保护气体经集气圈和出气管形成气体射流，该气体射流在装置内高速旋转，从而形成一层气幕墙，实现炉口外部和内部的隔绝，以保证加料和取样过程中钢液不受炉口附近区域空气污染，从而提高钢液质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种立式加热炉炉口密封装置，包括具有中空结构的密封装置本体、设置于所述密封装置本体内的集气圈以及进气管、出气管；所述进气管的一端与保护气体供应源相连通，另一端穿过所述密封装置本体的外壁与所述集气圈相连通；所述出气管的一端与所述集气圈相连通，另一端贯穿所述密封装置本体的内壁。

作为本实用新型的进一步改进，所述进气管的数量为1～2根，所述出气管的数量为4～10根。

作为本实用新型的进一步改进，所述出气管的数量为6～8根，每根所述出气管沿所述集气圈均匀分布。

作为本实用新型的进一步改进，所述出气管与所述内壁的切线之间的夹角为10°～60°。

作为本实用新型的进一步改进，每根所述出气管与所述内壁的切线之间的夹角相等，均为20°～45°。