[实用新型]中小型高炉热风管道温度变形补偿装置

说明书

本实用新型涉及中小型高炉热风管道温度变形补偿装置。

国内现有中小型高炉的热风管道包括热风管和热风围管两部分，也即从热风炉向高炉鼓吹高温热风的一段管道。热风管道在向高炉输送高温热风时，管道自身将产生温度变形，常引起热风管与热风炉的热风出口交接处局部应力和应变集中而产生结构破坏。热风管的温度变形也反馈到直接向高炉送风的热风围管，此外，热风围管由于温度自身还会产生变形，这样使得悬挂支承的热风围管整体位移或偏转高炉中心线，造成风口严吹管规格差异，风口严重漏风，并产生高分贝的噪音，浪费能源的高炉“通病”。

为解决这些问题，就要对热风管道的温度变形进行补偿。国内现有的高炉热风管道温度变形补偿装置是在宝钢1号高炉(外燃式热风炉)上采用新日本制铁株式会社设计并制造的“全拉杆”型补偿装置，该装置为全焊接钢结构，主要由六根足够刚度并采用螺栓接手分段接长的圆钢拉杆通过沿热风管钢壳外壁间隔设置的紧固联接附件安装在热风管的外围，将热风管全部拉固。热风管的温度变形通过间隔设置于热风管道中的多组通用型膨胀节的压缩变形来补偿。由于大通径的热风管自身刚度极大，却没有得到有效利用。热风管道工作时的内压推力全部要由长拉杆来承担，为使膨胀节可靠工作，热风管要设置许多专用滚动支座，因而在结构的受力和传力及材料的充分利用方面不甚合理。此外热风围管与斜直段热风管二者之间的温度变形补偿方式上不能协调，热风围管温度产生的变形也没有解决。

在以内燃式或改进型内燃式热风炉为主的国内中小型高炉热风管道上应用“全拉杆”型补偿装置是困难和不经济的。一方面由于热风管被间隔设置的通用型膨胀节所截断，不能再利用热风管“上联下挂”支承设备检修和操作平台，热风管失去了一身二任的优点，需要对现有热风炉平台及工艺布置作修改；另一方面也因拉杆、拉杆紧固件、管道的滚动和滑动专用支座等构件种类繁多，对管道支架要求高、材料耗费量大，与国内现有中小型高炉的实际装备水平难相匹配。

本实用新型的目的是提供一种适合国内中小型高炉技术装备水平和工艺布置的热风管道温度变形补偿装置，并使之受力合理，结构简单，制造安装方便、且节省投资。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置主要包括热风管和热风围管，热风管分为斜直段和长直段。其结构要点是：在热风管斜直段与长直段连接拐点二边以及在热风管斜直段与热风围管连接点附近各设一个铰链型膨胀节，热风管长直段靠近拐点附近设置双向双片固定支架，热风管长直段与三座热风炉相连通的支管部位各设一个万向型膨胀节；热风围管则采用水平拉杆分别与四根炉体框架柱对称拉结固定。

此外，在热风管斜直段中间部位还设置导向支架，并按双向活动要求采用铰接支架。三个铰链型膨胀节采用剖口焊缝与热风管直接相焊，热风管斜直段在平面内仍是连续的。斜直段热风管单平面的温度变形由三个铰链型膨胀节共同工作，产生角向变位有效地补偿。当工艺设计在斜直段热风管中出现多个拐点时，三铰链膨胀节也完全能够适用。

在长直段热风管中不设置膨胀节，管道是连续的。其拐点处由固定支架约束，并在其中部分别设有二个独立或半铰支架提供滑动支承。这样长直段热风管轴向温度变形则以拐点约束端为固端，允许向热风管的育板端自由释入而不必加以限制。

万向型膨胀节与热风炉热风出口锥形管为直接剖口焊接，另一端采用法兰与热风阀门联接。它能有效地补偿热风炉炉体的竖向和径向、热风管和支管轴向三者之间的温度变形，避免引起支管处的结构破坏。

整个热风管是连续的，可利用热风管一身二任作支承，“上联下挂”钢平台。

本实用新型针对热风管道温度变形而引发的结构破坏和高炉“通病”，采用由三铰链、万向型膨胀节以及水平拉杆固定并结合热风管道自身而组成的补偿装置分而治之，所以补偿功能合理；由于着眼点不是阻止整个热风管的温度伸长变形，而是让其按照本实用新型设计、控制的方式和方向去变形以达到补偿的目的，所以完全取消了现有技术中的长拉杆及其繁杂的拉、固及专用支座构件，减少了管道支架的数量，节省了投资；此外由于保持了热风管一身二任的优点，不需要对现有热风炉平台及工艺布置作修改；又由于采用的铰链型膨胀节、万向型膨胀节可以委托专业生产厂家按需制造，所以安装方便、工作可靠。

下面结合附图介绍本实用新型热风管道温度变形补偿装置的一个实施例。

图1为本实用新型热风管道温度变形补偿装置的结构平面布置简图。

图2为本实用新型热风管道温度变形补偿装置的动态补偿平面示意图。

图3为图2的“三铰链”及“万向”型膨胀节平面位置放大图。