專利名稱：用于裝料系統(tǒng)的防護(hù)遮蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將充裝材料分布到外殼中的設(shè)備，特別地涉及一種用于爐的裝料系統(tǒng)的遮蔽設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知用于對反應(yīng)外殼例如高爐進(jìn)行裝料的系統(tǒng)。已知的是，當(dāng)為這種外殼裝料時，期望均勻地或根據(jù)選擇的模式分布充裝材料。為此，已知將材料經(jīng)由活動噴嘴引導(dǎo)至高爐中的裝料裝置。圖I示出了這種之前考慮的系統(tǒng)，活動噴嘴安裝在萬向懸掛系統(tǒng)上?；顒訃娮煸试S材料在外殼內(nèi)部的均勻分布，該外殼例如為高爐或類似的反應(yīng)器。需要這種裝料系統(tǒng)在極度嚴(yán)酷的環(huán)境中工作，例如，在具有高濃度的極度腐蝕性的粉塵、恒定的高溫、和/或規(guī)則的極端溫度偏離的環(huán)境中工作。這種裝料系統(tǒng)的性質(zhì)要求 該系統(tǒng)的活動部件必須暴露在這些條件中。在較高的操作溫度以及規(guī)則的迅速溫度增加的情況下，金屬結(jié)構(gòu)的變形是非常麻煩的。以不同于上文的萬向-頂部系統(tǒng)的方式操作的其他的之前考慮的分布方法依賴于試圖使暴露的機(jī)械設(shè)備最小化的傳統(tǒng)的耐熔類型的覆蓋，以及油沖洗系統(tǒng)。然而，這些對于預(yù)防熱或粉塵的逸出可能是無效率的。而且，由于這些方法以不同于萬向-頂部系統(tǒng)的方式工作，因而它們不能提供簡單、緊湊和容易控制的分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，所述分布系統(tǒng)提供材料在外殼中的均勻分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是解決這些問題并提供對于已知的設(shè)備和方法的改進(jìn)。本發(fā)明的多個方面和實(shí)施方式記載于隨附的權(quán)利要求中。概括來說，本發(fā)明的第一方面的一個實(shí)施方式能夠提供一種用于將充裝材料分布到爐或反應(yīng)器的外殼之中的設(shè)備，包括裝料滑槽，用于將材料引導(dǎo)至外殼中，所述滑槽能夠在整個分布軌跡上相對于外殼運(yùn)動；容置部，該容置部限定孔口，該孔口容納滑槽，并且滑槽和容置部限定至少一個相對于外殼的逸出通路；以及滑槽遮蔽裝置，其中，滑槽遮蔽裝置包括多個遮蔽元件，該多個遮蔽元件設(shè)置為阻塞逸出通路，使得在滑槽的軌跡中的任何指定點(diǎn)處，所述元件中的至少一個跨越逸出通路的一部分。這樣的設(shè)備能夠提供對抗熱量和/或粉塵從爐或反應(yīng)器逸出的防護(hù)，同時允許滑槽在整個分布路徑或軌跡上起作用。因而，不管要求的環(huán)境如何，該系統(tǒng)都能夠保持均勻分布裝料系統(tǒng)的可靠功能。優(yōu)選地，該滑槽能夠相對于外殼在至少兩個維度中運(yùn)動。更優(yōu)選地，該滑槽能夠相對于外殼在三個維度中運(yùn)動。合適地，遮蔽元件包括遮蔽葉片。優(yōu)選地，葉片安裝在裝料滑槽上。在實(shí)施方式中，所述元件構(gòu)造為使得在滑槽運(yùn)動時，元件的外邊緣描繪體積輪廓，并且所述元件構(gòu)造為使得所述體積抵接容置部中的孔口的內(nèi)邊緣。
這允許在操作期間保持遮蔽件部件之間的最小環(huán)形間隙。用于遮蔽裝置的元件的該構(gòu)造提供了如下優(yōu)點(diǎn)元件的變形對遮蔽件的操作具有最小影響。合適地，元件構(gòu)造為使得遮蔽體積為球狀體。優(yōu)選地，元件為撓性的。這允許元件的變形而不阻礙滑槽的運(yùn)動。合適地，多個遮蔽元件的單個葉片包括環(huán)繞滑槽的環(huán)形的環(huán)。在一個實(shí)施方式中，葉片和與滑槽的軸線相垂直的平面對準(zhǔn)。優(yōu)選地，遮蔽元件構(gòu)造為使介于以下兩者之間的距離最小化遮蔽元件的介于遮蔽元件的外邊緣之間的穿過滑槽的直徑、以及孔口的直徑。 在一個實(shí)施方式中，該設(shè)備包括屏障裝置，用于防止在遮蔽裝置的元件之間的逸出，例如設(shè)置在元件之間的陶瓷棉填料。在另一個實(shí)施方式中，該設(shè)備還包括用于在元件和容置部之間與相對于外殼的逸出相對地供應(yīng)流體冷卻劑的裝置。這提供了冷卻、除塵，以及保持冷卻氣體在容置部中的正壓力。本發(fā)明的第二方面的一個實(shí)施方式能夠提供一種用于爐或反應(yīng)器的外殼裝料系統(tǒng)的遮蔽設(shè)備，該系統(tǒng)包括裝料滑槽，用于將材料引導(dǎo)至外殼之中，所述滑槽能夠在整個分布軌跡上相對于外殼運(yùn)動；以及容置部，該容置部限定孔口，孔口容納滑槽，并且滑槽和外殼限定至少一個相對于外殼的逸出通路，遮蔽設(shè)備包括多個遮蔽元件，所述元件構(gòu)造為阻塞裝料系統(tǒng)的逸出通路，使得在滑槽的軌跡中的任何指定點(diǎn)處，所述元件中的至少一個跨越逸出通路的一部分。上述方面和實(shí)施方式可以結(jié)合以提供本發(fā)明的另外的方面和實(shí)施方式。


現(xiàn)在將參照附圖通過示例的方式對本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖中圖I為圖示之前考慮的活動滑槽系統(tǒng)的示圖；圖2至5為圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的活動滑槽和遮蔽件的示圖。
具體實(shí)施例方式圖2示出了穿過用于將充裝材料例如煤分布到爐或反應(yīng)器的外殼之中的設(shè)備的截面。充裝材料可為任意這樣的燃料材料、或者是參與到或有助于在外殼中發(fā)生的反應(yīng)或熔化的材料。該外殼可為任意類型的反應(yīng)器的爐，例如爐身或冶金集料應(yīng)器、高爐、熔融氣化爐或還原爐身等。設(shè)備(100)具有用于將充裝材料引導(dǎo)到外殼之中的滑槽(104)。在該實(shí)施方式中，滑槽在兩個區(qū)段中具有截頭圓錐體形輪廓，兩個區(qū)段中較低的一個具有較大的梯度并且因此對墜落穿過滑槽的充裝材料的動量給予更大的角變化。在替代性實(shí)施方式中，該滑槽可為單個的區(qū)段，該單個的區(qū)段具有不同的形狀例如直邊的、或同樣給予角變化的連續(xù)曲線。如圖3所示，滑槽(104)能夠相對于外殼運(yùn)動，以便將充裝材料引導(dǎo)至外殼的不同區(qū)段?；勰軌蛟谡麄€能夠提供對外殼內(nèi)部的全面覆蓋的軌跡或路徑上運(yùn)動。例如，使用如圖I中示出的、或如EP1662009中描述的萬向-頂部系統(tǒng)，滑槽的頂端能夠運(yùn)動至由兩個傾斜的同心環(huán)的運(yùn)動的最遠(yuǎn)程度所限制的圓形區(qū)域目標(biāo)范圍之內(nèi)的任意點(diǎn)處。因此，在圖2和圖3之間示出的傾斜的運(yùn)動能夠在圍繞滑槽(104)的任意方向上重復(fù)。要注意到，為了簡化，附圖中省略了容置部的上部部分；呈現(xiàn)為以在圖3和圖5中示出的滑槽的極限角度向左開放的孔口 IlOA的部分實(shí)際上被上部容置部的例如由虛線IlOB所指示的部分所阻塞。設(shè)備包括用于滑槽(104)的容置部(102)，允許滑槽在該容置部內(nèi)運(yùn)動。容置部能夠安裝在爐或反應(yīng)器上，該容置部在下端部處設(shè)有孔口( 110 )，例如，如圖2至圖5中所示的圓形孔口，滑槽(104)穿過該孔口而凸出，由此提供用于讓充裝材料通過上部容置部(未示出)、通過滑槽(在孔口的內(nèi)部)并進(jìn)入到外殼之中的通道。因而，容置部(102)和滑槽(104)在它們之間限定有相對于于外殼的逸出通路
(112)。在圖2和圖3中示出的實(shí)施方式中，位于容置部102 (限定圓形孔口 110)與滑槽104的外側(cè)之間的間隙為逸出通路，S卩，可將粉塵和熱量從外殼釋放、進(jìn)入到上方的裝置或容置部中所經(jīng)由的通路。因而，在該實(shí)施方式中，逸出通路為環(huán)繞滑槽、介于滑槽與容置部 之間的圓筒形路徑。設(shè)備設(shè)有滑槽遮蔽裝置(106、108)以防止這樣的熱量和粉塵逸出。在該實(shí)施方式中，遮蔽件具有多個遮蔽元件(108)，遮蔽元件(108)形成為安裝在遮蔽件(106)上的、環(huán)繞滑槽104的上部部分的葉片。如在圖4和圖5示出的實(shí)施方式中能夠看到的，遮蔽件(106)自身具有截頭圓錐體的輪廓，包圍住滑槽104的上部部分。如圖2至圖5所示，滑槽的具有遮蔽件的該上部部分是滑槽的這樣的部分該部分在滑槽經(jīng)由分布軌跡運(yùn)動期間在容置部之內(nèi)運(yùn)動以及運(yùn)動進(jìn)出容置部。該遮蔽件106為容置部提供一些保護(hù)，縮小逸出通路112以保護(hù)其不受存在于外殼中的熱量和粉塵影響。然而，遮蔽件被限制在該程度中，這是由于它仍然必須允許滑槽
(104)在其整個軌跡上的完整的運(yùn)動范圍。為了進(jìn)一步縮小或阻塞該逸出通路，遮蔽件106將必須具有接近完美的球狀體輪廓，以便在滑槽的每個位置處盡可能地靠近容置部102的內(nèi)邊緣，同時仍然允許滑槽運(yùn)動進(jìn)出孔口(如圖3所示)。生產(chǎn)這樣的遮蔽件將是極度困難的，并且因此是昂貴的，并且在爐或反應(yīng)器的嚴(yán)酷條件下該遮蔽件的任何輕微的變形都將引起性能的下降以及對它自身和周圍部件的可能的損壞，需要費(fèi)用高且耗時長的停機(jī)以進(jìn)行修理。因而，遮蔽裝置設(shè)有許多遮蔽元件，在該實(shí)施方式中為安裝在遮蔽件106上的葉片的形式，所述葉片設(shè)置為使得在滑槽104的軌跡中的任意指定的點(diǎn)處，葉片中的至少一個跨越逸出通路112的一部分。如圖2至圖5所示，該實(shí)施方式中的葉片108安裝在遮蔽件106上，并以大體上與滑槽104的軸線相垂直的角度從遮蔽件向外突出。葉片沿著遮蔽件的豎向長度間隔地平行設(shè)置，并形成圍繞遮蔽件的環(huán)形的環(huán)。在圖2中示出的中性位置中(滑槽直指下方)，葉片環(huán)與和滑槽的軸線相垂直的平面對準(zhǔn)。如從圖2中能夠看到的，在該中性位置中，有至少一個葉片阻塞該逸出通路112 ；環(huán)形葉片中的至少一個跨越介于滑槽與容置部之間的距離。在該位置中，一個葉片能夠提供整個的阻塞效果，這是由于葉片的環(huán)部與容置部的環(huán)形開口對準(zhǔn)，由此阻塞圓筒形的逸出通路。實(shí)際上，在該位置中，數(shù)個葉片可提供相同或相似的阻塞效果。當(dāng)滑槽運(yùn)動、例如運(yùn)動至如圖3中所示的位置時，葉片的外邊緣順著容置部102的內(nèi)側(cè)邊緣描繪球狀體輪廓，使得在每個位置處總是存在至少一個阻塞該逸出通路的葉片。例如，在圖3中，位于滑槽的左手側(cè)部(通過擺動至左邊而向上運(yùn)動到孔口中的側(cè)部)上的最下部的葉片組提供該阻塞效果，沿著容置部102運(yùn)動或者靠近容置部102運(yùn)動。在圖3中位于左邊的上部葉片現(xiàn)在位于容置部的內(nèi)側(cè)，并遠(yuǎn)離容置部中的孔口 110的內(nèi)邊緣。能夠看到，當(dāng)滑槽104轉(zhuǎn)動成角度時(與處于圖2中的空擋位置相對)，在一側(cè)，更多的上部遮蔽件暴露于外殼，并且較高的葉片提供阻塞效果；在另一側(cè)，下部部分暴露，并且下部葉片提供阻塞效果。在這兩側(cè)之間，這些葉片中任一個和/或中間葉片提供阻塞效果。該設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于葉片的任何變形都不會導(dǎo)致遮蔽件/滑槽系統(tǒng)在運(yùn)動期間受到阻礙。這是因?yàn)槿~片的任何扭曲都不太可能導(dǎo)致葉片凸起超出順著容置部102的內(nèi)邊緣的球狀體輪廓。這又部分地是由于葉片具有描繪該弧或輪廓的盡可能小的表面區(qū)域；僅僅是每個葉片的頂端靠近以接觸容置部。還由于葉片基本上垂直于球狀體軌跡的想象的線。
相反，如上文所描述的完美球形的遮蔽件將可能以如下方式變形即，在將凸起超出該想象的球狀體路徑的材料中產(chǎn)生彎曲。這將部分地是由于遮蔽件有效地使得它所有的表面區(qū)域沿著該球狀體路徑。根據(jù)本實(shí)施方式的設(shè)備的一個目標(biāo)是使介于任何一個遮蔽元件與容置部孔口之間的間隙最小化。這是通過如下方式來實(shí)現(xiàn)的即，繪制分布軌跡球狀體，將該球狀體盡可能靠近地配合在容置部孔口(圓柱形逸出通路)內(nèi)，以及設(shè)定葉片的尺寸并將葉片設(shè)置在遮蔽裝置上以限定配合在孔口內(nèi)的球狀體。通常，在葉片頂端與容置部之間的空隙最初能夠設(shè)定為介于IOmm與15mm之間。遮蔽元件還可由足夠撓性的材料制成，使得在特定的元件接觸容置部102而不是阻礙滑槽的情況下，該元件將在其位于遮蔽件上的安裝部上樞轉(zhuǎn)或撓曲，以允許遮蔽裝置的已經(jīng)過容置部的部分通過。這允許制造容差中的任何差異、或者是在該系統(tǒng)中由熱量引起的任何變形，允許滑槽盡管有任何的缺陷還是自由地運(yùn)動，并有助于確保將維修需要保持為最少。該材料與遮蔽件相比能夠是不同等級的金屬，或者是復(fù)合材料。遮蔽元件可以是提供所述優(yōu)點(diǎn)的任何類型；例如，替代一組單個的環(huán)形葉片，遮蔽元件可由沿著遮蔽件106的豎向長度的環(huán)的波紋件形成，波紋件的外邊緣形成葉片。遮蔽元件還能夠由沿著遮蔽件的豎向長度的具有大體半圓形截面的一系列肋狀件形成。元件自身的構(gòu)型是可改變的，例如，可使用單個的螺旋形葉片代替葉片的一系列環(huán)形環(huán)。遮蔽件(106)還可例如由波紋形的、起伏的或肋狀的板來代替，以單件材料提供遮蔽件和遮蔽元件/葉片。當(dāng)然，對于這一點(diǎn)，必須將板附接至滑槽。在特定的實(shí)施方式中，葉片108能夠被設(shè)定為呈與圖2至圖5中示出的角度不同的角度。例如，替代基本平行于平面的環(huán)形葉片，葉片可設(shè)定為以更為放射狀的方式從遮蔽件分散開，相關(guān)的角度保持由葉片的邊緣描繪球狀體輪廓。因此，相比于大體位于單個平面中的平葉片，一些葉片將具有更類似于裙?fàn)畹妮喞?。在這種構(gòu)型中，每個葉片能夠被設(shè)定為嚴(yán)格地垂直于安裝有的葉片的滑槽遮蔽裝置的特定部分。在替代性實(shí)施方式中，遮蔽元件能夠安裝在容置部上而非安裝在滑槽自身上。該元件將大體采用相同的構(gòu)造，但在總體直徑上將稍大，并且具有安裝在容置部上的外邊緣，而非安裝在滑槽上的內(nèi)邊緣。該實(shí)施方式將提供使得元件的任何變形都不導(dǎo)致滑槽受阻礙的相同的優(yōu)點(diǎn)。遮蔽系統(tǒng)可同樣良好地應(yīng)用到更加受限的分布系統(tǒng)中。例如，在僅僅限制于在一個平面中擺動(例如，僅僅是在一個平面中的由圖2和圖3指示的運(yùn)動范圍)的滑槽的情況下，遮蔽件葉片可安裝于滑槽的任一側(cè)，而非作為完整的環(huán)或裙?fàn)罴?。不過，當(dāng)滑槽運(yùn)動經(jīng)過簡單的弧形軌跡時，葉片將阻塞滑槽任一側(cè)的任何的逸出通路。遮蔽件和遮蔽元件能夠由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬桑缃饘倩驈?fù)合材料。如上文所述，材料可選擇為允許元件特定程度的撓性。遮蔽件106還可包括豎向的肋狀件(未示出)以便進(jìn)一步地阻擋相對于外殼的任何逸出。例如，當(dāng)在滑槽104成角度的特定實(shí)施方式中時，葉片(108)也將是成角度的，并且可能允許一些熱量或粉塵沿著當(dāng)前提供阻塞效果的葉片的下側(cè)、以及向上朝向上部的容置部。因而，對葉片進(jìn)行連接的豎向定位的肋狀件防止這種逸出。為了進(jìn)一步地保護(hù)上部容置部，可將耐熱填料(未示出)設(shè)置在遮蔽件106上并填 充遮蔽件元件108之間的空間或?qū)φ诒渭?08進(jìn)行補(bǔ)充。該耐熱填料能夠是任何已知的類型，例如，陶瓷棉。在該實(shí)施方式中，填料使葉片之間的可能允許熱量或粉塵逸出到上部容置部中的任意另外的間隙封閉，同時仍然是足夠撓性的以在需要時允許葉片撓曲。填料能夠與上述豎向肋狀件結(jié)合使用或替代上述豎向肋狀件。為了進(jìn)一步的防熱或防塵，在遮蔽件106和運(yùn)動部件之上利用“幕”效應(yīng)的氮冷卻系統(tǒng)(未示出)提供冷卻、除塵以及保持冷卻氣體在容置部中的正壓力。上述的遮蔽系統(tǒng)可被改型，例如，可被改型為已經(jīng)在爐或反應(yīng)器中所采用的滑槽。在該實(shí)施方式中，具有葉片108的遮蔽件106可被安裝在滑槽上。在已經(jīng)存在遮蔽件106的情況中，可簡單地將葉片108安裝在遮蔽件106上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明已經(jīng)僅通過示例的方式來描述，并且，如所附權(quán)利要求所限定的，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可采用各種替代性的方法。
權(quán)利要求
1.一種用于將充裝材料分布到爐或反應(yīng)器的外殼中的設(shè)備，包括 裝料滑槽，用于將材料引導(dǎo)至所述外殼中，所述滑槽能夠在整個分布軌跡上相對于所述外殼運(yùn)動； 容置部，所述容置部限定孔口，所述孔口容納所述滑槽，并且所述滑槽和所述容置部限定至少一個相對于所述外殼的逸出通路；以及滑槽遮蔽裝置， 其中，所述滑槽遮蔽裝置包括多個遮蔽元件，所述多個遮蔽元件設(shè)置為阻塞所述逸出通路，使得在所述滑槽的軌跡中的任何指定點(diǎn)處，所述元件中的至少一個跨越所述逸出通路的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述滑槽能夠相對于所述外殼在至少兩個維度中運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述遮蔽元件包括遮蔽葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述葉片安裝在所述裝料滑槽上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述元件構(gòu)造為使得在所述滑槽在整個所述分布軌跡上運(yùn)動時,所述元件的外邊緣描繪遮蔽體積的輪廓， 以及其中，所述元件構(gòu)造為使得所述遮蔽體積抵接所述容置部中的所述孔口的內(nèi)邊緣。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述元件構(gòu)造為使得所述遮蔽體積為球狀體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述元件為撓性的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述多個遮蔽元件的單個葉片包括環(huán)繞所述滑槽的環(huán)形的環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述葉片與和所述滑槽的軸線相垂直的平面對準(zhǔn)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述遮蔽元件構(gòu)造為使以下兩者之間的距離最小化所述遮蔽元件的介于所述遮蔽元件的外邊緣之間的穿過所述滑槽的直徑、以及所述孔口的直徑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括屏障裝置，用于防止在所述遮蔽裝置的元件之間的逸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述屏障裝置包括設(shè)置在所述元件之間的陶瓷棉填料。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括用于在所述元件與所述容置部之間與相對于所述外殼的逸出相對地供應(yīng)氣體冷卻劑的裝置。
14.一種用于爐或反應(yīng)器的外殼的裝料系統(tǒng)的遮蔽設(shè)備，所述系統(tǒng)包括用于將材料引導(dǎo)至所述外殼中的裝料滑槽，所述滑槽能夠在整個分布軌跡上相對于所述外殼運(yùn)動；以及容置部，所述容置部限定孔口，所述孔口容納所述滑槽，并且所述滑槽和所述容置部限定至少一個相對于所述外殼的逸出通路， 所述遮蔽設(shè)備包括 多個遮蔽元件，所述元件構(gòu)造為阻塞所述裝料系統(tǒng)的所述逸出通路，使得在所述滑槽的軌跡 中的任何指定點(diǎn)處，所述元件中的至少一個跨越所述逸出通路的一部分。
全文摘要
公開了一種遮蔽設(shè)備，以及一種用于將充裝材料分布到爐或反應(yīng)器的外殼中的設(shè)備。用于將材料引導(dǎo)至外殼中的裝料滑槽能夠在整個分布軌跡上相對于外殼運(yùn)動，并且容置部限定孔口，孔口容納滑槽，滑槽和容置部限定至少一個相對于外殼的逸出通路?；壅诒窝b置包括多個遮蔽元件，該多個遮蔽元件設(shè)置為阻塞逸出通路，使得在滑槽的軌跡中的任何指定點(diǎn)處，所述元件中的至少一個跨越逸出通路的一部分。
文檔編號F27D99/00GK102762747SQ201180009498
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者伊恩·默文·克雷格, 尼爾·米林頓, 杰里米·弗萊徹, 格麗斯·卡普斯 申請人:西門子奧鋼聯(lián)冶金技術(shù)有限公司