本实用新型专利技术提供了一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统及其集成炉盖系统。所述喷粉系统包括可升降螺旋喷枪、升降机构、驱动单元、可伸缩旋转接头和气粉供给装置。可升降螺旋喷枪包括具有恒定螺旋升角的螺旋喷管和耐火材料；升降机构包括驱动单元、法兰基座、长齿滚筒、齿轮和具有贯穿的中心管的传动螺旋副，齿轮固定套装在传动螺旋副上并能够与长齿滚筒配合，以带动传动旋转副的旋转式上升或下降，传动螺旋副的中心管将螺旋喷管与连接气粉供给装置的可伸缩旋转接头连通。本实用新型专利技术的优点包括：喷吹角度能够长时间保持不变；重量轻且炉顶安装限高要求低；能够实现多点喷粉，各个顶吹喷粉系统既可独立运行，也可联动运行，有利于改善电炉冶炼效果。
【技术实现步骤摘要】
一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统及其集成炉盖系统
本技术涉及电炉冶金
，具体涉及一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统和一种电炉冶炼的顶吹喷粉集成炉盖系统，其能够在特定的冶炼任务期，通过将含粉剂的气流喷入金属液中，以对熔池内进行均匀喷粉和/或控渣，从而为冶炼创造良好的反应动力学条件，有利于强化冶金过程，改善冶炼效果。
技术介绍
通常，电炉冶炼的过程是多种元素的化学反应过程，而各元素之间的充分接触直接决定了冶炼效果，往金属液中喷粉就是为了创造良好的化学反应条件。目前，电炉使用的喷粉装置主要是炉壁斜插式喷枪，喷枪斜插入炉壁，与水平面成预定夹角，在水平面上，同时与法向也呈一定角度。该机构在使用过程中暴露出许多问题，例如，无法实现喷枪和炉壁结合严密，进而出现开裂，导致金属液或熔融渣渗漏，造成安全事故；喷枪烧损后无法补偿，使用周期短。此外，有的厂家采用炉顶斜插式喷枪，但喷枪悬臂必然很长，安装占用高度空间较大，一般会受到炉顶机械干涉，大多无法形成完整应用方案；且斜插角度较小，一般不能满足工艺对角度的要求；加之在高温影响下，斜插枪杆易大幅变形弯曲，无法插拔更换；且喷点固定，无法实现动态喷吹扫描，盲区特别大，全流场混合不均匀，冶金效果不佳。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本技术的目的之一在于提供一种能够取代斜插式喷粉装置，以避免炉壁开裂渗漏、烧损无法补偿、枪身变弯无法更换、喷吹盲区多等问题的电炉冶炼用喷吹装置。为了实现上述目的，本技术的一方面提供了一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统，所述顶吹喷粉系统包括可升降螺旋喷枪、升降机构、驱动单元、可伸缩旋转接头和气粉供给装置，其中，所述可升降螺旋喷枪包括螺旋喷管和耐火材料，所述螺旋喷管具有恒定螺旋升角、进料口和出料口，所述耐火材料能够包裹所述螺旋喷管；所述升降机构包括驱动单元、法兰基座、长齿滚筒、齿轮和具有贯穿的中心管的传动螺旋副，所述长齿滚筒设置在法兰基座上，所述齿轮固定套装在传动螺旋副上并能够与所述长齿滚筒配合，以带动传动旋转副的旋转式上升或下降，传动螺旋副的中心管的下端与螺旋喷管的所述进料口连通，所述驱动单元与长齿滚筒连接并能够控制长齿滚筒的正向转动或反向转动；所述可伸缩旋转接头被设置为将气粉供给装置与传动螺旋副(也可称为螺旋传动副)的中心管的上端连通，并能够在传动螺旋副的带动下伸缩运动。本技术的另一方面提供了一种电炉冶炼的顶吹喷粉集成炉盖系统，所述顶吹喷粉集成系统包括电炉炉盖和一个或均匀布设的两个以上的如上所述的电炉冶炼的顶吹喷粉系统，所述电炉炉盖被设置为套装在所述一个或均匀布设的两个以上的顶吹喷粉系统中的各个传动旋转副外且位于各个可升降螺旋喷枪上方同时位于各个法兰基座下方。与现有技术相比，本技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：喷枪的枪头烧损任意长度后喷吹角度能够保持不变；通过升降以补偿损烧长度，能够大幅度延长喷枪寿命；通过长齿滚筒与齿轮配合实现传动螺旋副的升降，重量轻且炉顶安装限高要求低；能够实现多点喷粉，各个顶吹喷粉系统既可独立运行，也可联动运行，有利于改善电炉冶炼效果。附图说明图1a示出了本技术的电炉冶炼的顶吹喷粉系统的一个示例性实施例的俯视示意图；图1b示出了图1a沿A-A截面的剖视示意图；图1c示出了图1a沿B-B截面的剖视示意图；图2示出了本技术的电炉冶炼的顶吹喷粉系统的一个示例性实施例中的可升降螺旋喷枪的结构示意图；图3示出了本技术的电炉冶炼的顶吹喷粉系统的一个示例性实施例中的可伸缩旋转接头的结构示意图；图4示出了图1c中的传动螺旋副的动态气封I的放大剖视图；图5示出了使用本技术的电炉冶炼的顶吹喷粉集成炉盖系统的一个示例性实施例进行电炉顶吹喷粉冶炼的俯视示意图。附图标记说明如下：可升降螺旋喷枪10、螺旋喷管11、耐火材料12；升降机构20、法兰基座21、长齿滚筒22、齿轮23、传动螺旋副24、螺母24a、螺旋轴24b、惰性气体注入口24c、环形导流槽24d；可伸缩旋转接头30、介质入口连接法兰31、第一自润滑密封圈32a、第二自润滑密封圈32b、静端外筒33、一级中间节34、二级中间节35、三级中间节36、介质出口连接法兰37、正压气体接入口38、机械迷宫密封构件39。具体实施方式在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本技术的电炉冶炼的顶吹喷粉系统及其集成炉盖系统。应当理解的是，在本技术中，术语“上端”与“下端”、“上端部”与“下端部”是为了便于描述不同部件彼此的相关结构关系，而并非严格的位置限制，例如，当将本技术中的可伸缩旋转接头在非安装状态下被平放时，“上端”与“下端”、“上端部”与“下端部”也可分别称为“左端”与“右端”、“左端部”与“右端部”。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区别不同的部件，而并非严格的顺序限制。在本技术的一个示例性实施例中，电炉冶炼的顶吹喷粉系统可包括可升降螺旋喷枪、升降机构、驱动单元、可伸缩旋转接头和气粉供给装置。可升降螺旋喷枪可由螺旋喷管和耐火材料构成。其中，所述螺旋喷管可由两端开口的一根具有恒定度数的螺旋升角的螺旋状金属管构成，所述两端开口可分别作为进料口和出料口。具有恒定螺旋升角的螺旋喷管即使因电炉冶炼的高温而有所熔损，也依然能够具有期望的喷吹角度和方向。所述恒定螺旋升角可以在15～45°范围选择一确定值，例如，30°。所述耐火材料能够包裹所述螺旋喷管，从而延长螺旋喷管的耐高温熔损时间。耐火材料可根据冶炼炉内的反应条件或渣料成分确定成分，以尽量较少因自身掉落而导致的污染。升降机构可包括驱动单元、法兰基座、长齿滚筒、齿轮和具有贯穿的中心管的传动螺旋副。其中，长齿滚筒被设置在法兰基座上，并能够进行正向转动和反向转动。例如，长齿滚筒可沿上下方向(即与传动螺旋副平行的方向)设置在法兰基座上。齿轮固定套装在传动螺旋副上，并能够与所述长齿滚筒配合，从而在长齿滚筒的正向转动或反向转动的带动下，通过啮合配合实现传动旋转副以旋转的方式上升或下降。驱动单元被设置为与长齿滚筒连接，并能够控制长齿滚筒进行正向转动或反向转动。例如，驱动单元可以包括电机和减速器。此外，驱动单元还可集成在长齿滚筒内部。另外，传动螺旋副可包括螺母和螺旋轴。所述中心管可沿中心线贯穿设置在螺旋轴中。所述螺母以螺旋配合的方式套装在所述螺旋轴外，且具有相互连通的惰性气体注入口和环形导流槽。例如，环形导流槽可沿螺母的内圆周设置。通过惰性气体注入口能够引入惰性气体，该惰性气体可经由环形引流槽、螺母与螺旋轴的螺旋配合结构(相当于迷宫式机械密封结构)向可升降螺旋喷枪方向(例如，电炉内)形成正压或泄气，可保护传动螺旋副，例如，降低螺旋副温度及免受或少受炉内气氛的腐蚀。可伸缩旋转接头被设置为将气粉供给装置与传动螺旋副的中心管的上端连通，并能够在传动螺旋副的上升或下降的带动下进行伸长或缩短(可称为伸缩运动)。传动螺旋副的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述顶吹喷粉系统包括可升降螺旋喷枪、升降机构、驱动单元、可伸缩旋转接头和气粉供给装置，其中，/n所述可升降螺旋喷枪包括螺旋喷管和耐火材料，所述螺旋喷管具有恒定螺旋升角、进料口和出料口，所述耐火材料能够包裹所述螺旋喷管；/n所述升降机构包括驱动单元、法兰基座、长齿滚筒、齿轮和具有贯穿的中心管的传动螺旋副，所述长齿滚筒设置在法兰基座上，所述齿轮固定套装在传动螺旋副上并能够与所述长齿滚筒配合，以带动传动旋转副的旋转式上升或下降，传动螺旋副的中心管的下端与螺旋喷管的所述进料口连通，所述驱动单元与长齿滚筒连接并能够控制长齿滚筒的正向转动或反向转动；/n所述可伸缩旋转接头被设置为将气粉供给装置与传动螺旋副的中心管的上端连通，并能够在传动螺旋副的带动下伸缩运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述顶吹喷粉系统包括可升降螺旋喷枪、升降机构、驱动单元、可伸缩旋转接头和气粉供给装置，其中，
所述可升降螺旋喷枪包括螺旋喷管和耐火材料，所述螺旋喷管具有恒定螺旋升角、进料口和出料口，所述耐火材料能够包裹所述螺旋喷管；
所述升降机构包括驱动单元、法兰基座、长齿滚筒、齿轮和具有贯穿的中心管的传动螺旋副，所述长齿滚筒设置在法兰基座上，所述齿轮固定套装在传动螺旋副上并能够与所述长齿滚筒配合，以带动传动旋转副的旋转式上升或下降，传动螺旋副的中心管的下端与螺旋喷管的所述进料口连通，所述驱动单元与长齿滚筒连接并能够控制长齿滚筒的正向转动或反向转动；
所述可伸缩旋转接头被设置为将气粉供给装置与传动螺旋副的中心管的上端连通，并能够在传动螺旋副的带动下伸缩运动。
2.根据权利要求1所述的电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述螺旋升角在15～45°范围确定。
3.根据权利要求1所述的电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述传动螺旋副包括螺母和螺旋轴，所述螺旋轴具有沿中心线贯穿设置的所述中心管，所述螺母以螺旋配合的方式套装在所述螺旋轴外，且具有相互连通的惰性气体注入口和环形导流槽。
4.根据权利要求1所述的电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述顶吹喷粉系统还包括喷枪监测装置，所述喷枪监测装置被设置能够实时检测所述螺旋喷管的出料口的位置或喷吹方向。
5.根据权利要求4所述的电炉冶炼的顶吹喷粉系统，其特征在于，所述顶吹喷粉系统还包括控制单元，所述控制单元被设置为接收所述喷枪监测装置提供的与螺旋喷管的出料口的位置或喷吹方向对应的信号，并根据所述信号控制驱动单元以调整出料口的位置或喷吹方向。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：向志佳，张辰，陈丹舟，石思军，吴才志，
申请(专利权)人：成都亿兆晶创科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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