專利名稱：中小型高爐熱風管道溫度變形補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及中小型高爐熱風管道溫度變形補償裝置。
國內(nèi)現(xiàn)有中小型高爐的熱風管道包括熱風管和熱風圍管兩部分，也即從熱風爐向高爐鼓吹高溫熱風的一段管道。熱風管道在向高爐輸送高溫熱風時，管道自身將產(chǎn)生溫度變形，常引起熱風管與熱風爐的熱風出口交接處局部應力和應變集中而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。熱風管的溫度變形也反饋到直接向高爐送風的熱風圍管，此外，熱風圍管由于溫度自身還會產(chǎn)生變形，這樣使得懸掛支承的熱風圍管整體位移或偏轉(zhuǎn)高爐中心線，造成風口嚴吹管規(guī)格差異，風口嚴重漏風，并產(chǎn)生高分貝的噪音，浪費能源的高爐“通病”。
為解決這些問題，就要對熱風管道的溫度變形進行補償。國內(nèi)現(xiàn)有的高爐熱風管道溫度變形補償裝置是在寶鋼1號高爐(外燃式熱風爐)上采用新日本制鐵株式會社設(shè)計并制造的“全拉桿”型補償裝置，該裝置為全焊接鋼結(jié)構(gòu)，主要由六根足夠剛度并采用螺栓接手分段接長的圓鋼拉桿通過沿熱風管鋼殼外壁間隔設(shè)置的緊固聯(lián)接附件安裝在熱風管的外圍，將熱風管全部拉固。熱風管的溫度變形通過間隔設(shè)置于熱風管道中的多組通用型膨脹節(jié)的壓縮變形來補償。由于大通徑的熱風管自身剛度極大，卻沒有得到有效利用。熱風管道工作時的內(nèi)壓推力全部要由長拉桿來承擔，為使膨脹節(jié)可靠工作，熱風管要設(shè)置許多專用滾動支座，因而在結(jié)構(gòu)的受力和傳力及材料的充分利用方面不甚合理。此外熱風圍管與斜直段熱風管二者之間的溫度變形補償方式上不能協(xié)調(diào)，熱風圍管溫度產(chǎn)生的變形也沒有解決。
在以內(nèi)燃式或改進型內(nèi)燃式熱風爐為主的國內(nèi)中小型高爐熱風管道上應用“全拉桿”型補償裝置是困難和不經(jīng)濟的。一方面由于熱風管被間隔設(shè)置的通用型膨脹節(jié)所截斷，不能再利用熱風管“上聯(lián)下掛”支承設(shè)備檢修和操作平臺，熱風管失去了一身二任的優(yōu)點，需要對現(xiàn)有熱風爐平臺及工藝布置作修改；另一方面也因拉桿、拉桿緊固件、管道的滾動和滑動專用支座等構(gòu)件種類繁多，對管道支架要求高、材料耗費量大，與國內(nèi)現(xiàn)有中小型高爐的實際裝備水平難相匹配。
本實用新型的目的是提供一種適合國內(nèi)中小型高爐技術(shù)裝備水平和工藝布置的熱風管道溫度變形補償裝置，并使之受力合理，結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便、且節(jié)省投資。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該裝置主要包括熱風管和熱風圍管，熱風管分為斜直段和長直段。其結(jié)構(gòu)要點是在熱風管斜直段與長直段連接拐點二邊以及在熱風管斜直段與熱風圍管連接點附近各設(shè)一個鉸鏈型膨脹節(jié)，熱風管長直段靠近拐點附近設(shè)置雙向雙片固定支架，熱風管長直段與三座熱風爐相連通的支管部位各設(shè)一個萬向型膨脹節(jié)；熱風圍管則采用水平拉桿分別與四根爐體框架柱對稱拉結(jié)固定。
此外，在熱風管斜直段中間部位還設(shè)置導向支架，并按雙向活動要求采用鉸接支架。三個鉸鏈型膨脹節(jié)采用剖口焊縫與熱風管直接相焊，熱風管斜直段在平面內(nèi)仍是連續(xù)的。斜直段熱風管單平面的溫度變形由三個鉸鏈型膨脹節(jié)共同工作，產(chǎn)生角向變位有效地補償。當工藝設(shè)計在斜直段熱風管中出現(xiàn)多個拐點時，三鉸鏈膨脹節(jié)也完全能夠適用。
在長直段熱風管中不設(shè)置膨脹節(jié)，管道是連續(xù)的。其拐點處由固定支架約束，并在其中部分別設(shè)有二個獨立或半鉸支架提供滑動支承。這樣長直段熱風管軸向溫度變形則以拐點約束端為固端，允許向熱風管的育板端自由釋入而不必加以限制。
萬向型膨脹節(jié)與熱風爐熱風出口錐形管為直接剖口焊接，另一端采用法蘭與熱風閥門聯(lián)接。它能有效地補償熱風爐爐體的豎向和徑向、熱風管和支管軸向三者之間的溫度變形，避免引起支管處的結(jié)構(gòu)破壞。
整個熱風管是連續(xù)的，可利用熱風管一身二任作支承，“上聯(lián)下掛”鋼平臺。
本實用新型針對熱風管道溫度變形而引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞和高爐“通病”，采用由三鉸鏈、萬向型膨脹節(jié)以及水平拉桿固定并結(jié)合熱風管道自身而組成的補償裝置分而治之，所以補償功能合理；由于著眼點不是阻止整個熱風管的溫度伸長變形，而是讓其按照本實用新型設(shè)計、控制的方式和方向去變形以達到補償?shù)哪康?，所以完全取消了現(xiàn)有技術(shù)中的長拉桿及其繁雜的拉、固及專用支座構(gòu)件，減少了管道支架的數(shù)量，節(jié)省了投資；此外由于保持了熱風管一身二任的優(yōu)點，不需要對現(xiàn)有熱風爐平臺及工藝布置作修改；又由于采用的鉸鏈型膨脹節(jié)、萬向型膨脹節(jié)可以委托專業(yè)生產(chǎn)廠家按需制造，所以安裝方便、工作可靠。
以下結(jié)合附圖介紹本實用新型熱風管道溫度變形補償裝置的一個實施例。


圖1為本實用新型熱風管道溫度變形補償裝置的結(jié)構(gòu)平面布置簡圖。
圖2為本實用新型熱風管道溫度變形補償裝置的動態(tài)補償平面示意圖。
圖3為圖2的“三鉸鏈”及“萬向”型膨脹節(jié)平面位置放大圖。
圖4為“鉸鏈”型膨脹節(jié)剖面示意圖。
圖5為“萬向”型膨脹節(jié)剖面示意圖。
圖6為導向支架圖。
圖7為熱風圍管水平拉桿關(guān)系圖。
由
圖1可知本實用新型熱風管道溫度變形補償裝置主要包括熱風管1、熱風圍管7、鉸鏈型膨脹節(jié)2、萬向型膨脹節(jié)8、固定支架4、導向支架5、獨立支架6等構(gòu)件。與熱風管1相連的熱風圍管7采用水平拉桿8和爐體框架柱9拉結(jié)固定。
圖2給出了熱風管道溫度變形補償裝置正常工作狀態(tài)下的變形方式和方向(虛線所示)，熱風管1允許往其育板11方向自由變形。
圖3中的三個鉸鏈型膨脹節(jié)2均與熱風管1直接剖口焊接。萬向型膨脹節(jié)3與熱風爐10的熱風出口錐形管剖口焊接，另一端與熱風閥門12采用法蘭聯(lián)接。當工藝在斜直段熱風管設(shè)置了二個拐點和冷風支管13，三鉸鏈膨脹節(jié)也能很好地適用。
圖4表示鉸鏈型膨脹節(jié)剖面構(gòu)造，端管14直接與熱風管1剖口焊接，主鉸鏈板18和副鉸鏈板16用銷軸17軸聯(lián)接，通過立板15與端管14形成受力機構(gòu)，即承受熱風管及內(nèi)襯的重量，也承受熱風管一身二任傳來的荷載及熱風管工作時的內(nèi)壓推力。波紋管19吸收與銷軸17軸線垂直平面內(nèi)的角偏轉(zhuǎn)變形。導流筒20與波紋管19之間填充耐高溫纖維類隔熱材料。端管14可與熱風管拐點斜角結(jié)合，斜切配管(圖中虛線示意)。
圖5表示萬向型膨脹節(jié)剖面構(gòu)造，端管21與熱風爐10熱風出口錐形管28剖口焊接，另一端設(shè)法蘭27接熱風閥門。中間管23的二端接波紋管24，通過波紋管的變形來補償熱風爐豎向、熱風管橫向及支管本身的徑向、多方位的變形。拉桿25和端板22及端管21組成受力機構(gòu)，承受管道及內(nèi)襯自重和管道內(nèi)壓推力。這樣通過調(diào)整萬向型膨脹節(jié)的拉桿螺母，使膨脹節(jié)產(chǎn)生軸向負變形時，熱風閥門就能夠方便地取下檢修或更換。小拉桿26為運輸固定及安裝調(diào)節(jié)用，在膨脹節(jié)正式啟用前拆除。導流筒29與波紋管24及中間管23之間填充耐高溫纖維類隔熱材料。
導向支架5的構(gòu)造如圖6所示，支架底部按鉸接構(gòu)造，為支架頂部提供一定限度的活動范圍，不阻止熱風管1的自由變形。
熱風圍管7與爐體框架柱9的拉結(jié)如圖7如示。水平拉桿8通過加勁節(jié)點板分別連接熱風圍管7和爐體框架柱9，拉桿端部設(shè)調(diào)節(jié)螺母30用以釋放熱風圍管自身的溫度變形引起的直徑增量，并用以調(diào)節(jié)熱風圍管7與高爐中心線的對中。
權(quán)利要求1.一種中小型高爐熱風管道溫度變形補償裝置，該裝置主要包括熱風管(1)和熱風圍管(7)，熱風管(1)分為斜直段和長直段，其結(jié)構(gòu)特征在于在熱風管(1)斜直段與長直段連接拐點二邊以及在熱風管(1)斜直段與熱風圍管(7)連接點附近各設(shè)一個鉸鏈型膨脹節(jié)(2)，熱風管(1)長直段靠近拐點附近設(shè)置雙向雙片固定支架(4)，熱風管(1)長直段與三座熱風爐(10)相連通的支管部位各設(shè)一個萬向型膨脹節(jié)(3)；熱風圍管(7)則采用水平拉桿(8)分另與四根爐體框架柱(9)對稱拉結(jié)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補償裝置，其特征在于所說的熱風管(1)斜直段中間部位還設(shè)置導向支架(5)，并按雙向活動要求采用鉸接支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補償裝置，其特征在于所說的三個鉸鏈型膨脹節(jié)(2)采用剖口焊縫與熱風管(1)直接相焊，熱風管(1)斜直段在平面內(nèi)仍是連續(xù)的；所說的萬向型膨脹節(jié)(3)與熱風爐(10)熱風出口錐形管也為直接剖口焊接，另一端采用法蘭與熱風閥門(12)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補償裝置，其特征在于所說的熱風管(1)長直段中部還設(shè)有二個獨立或半鉸支架(6)以提供滑動支承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的補償裝置，其特征在于所說的熱風管(1)斜直段在工藝設(shè)計中出現(xiàn)多個拐點時，三鉸鏈膨脹節(jié)也完全能夠適用。
專利摘要本實用新型公開了一種中小型高爐熱風管道溫度變形補償裝置，其結(jié)構(gòu)要點是在熱風管(1)拐點二邊以及在熱風管(1)與熱風圍管(7)連接點附近各設(shè)一個鉸鏈型膨節(jié)(2)，在靠近熱風管(1)拐點附近設(shè)置雙向雙片固定支架(4)，熱風管(1)與三座熱風爐(10)相連通的支管部位各設(shè)一個萬向型膨脹節(jié)(3)；熱風圍管7則采用水平拉桿(8)分別與四根爐體框架柱(9)對稱拉結(jié)固定。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便，適合國內(nèi)中小型高爐技術(shù)裝備水平和工藝布置，且節(jié)省投資。
文檔編號C21B9/10GK2242250SQ9523950
公開日1996年12月11日 申請日期1995年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月4日
發(fā)明者白建民, 季德培 申請人:冶金工業(yè)部馬鞍山鋼鐵設(shè)計研究院