專利名稱：旋轉(zhuǎn)批量分配器的制作方法
旋轉(zhuǎn)批量分配器
本發(fā)明涉及鋼鐵工業(yè)，特別是涉及在豎爐(主要是高爐)中的金 屬制造，它用于將批量材料裝載至豎爐中。
用于豎爐的裝栽裝置中的普通旋轉(zhuǎn)批量分配器包括輪轂和繞該輪
轂均勻間隔開的引導(dǎo)部件(RUNo.2067792, C21B7/20, 10.10.1996)。
批量分配器的引導(dǎo)部件(葉片)由兩個(gè)連續(xù)的剛性部分形成-邊緣 狹槽和具有剛性肋的排出表面，該剛性肋具有三角形截面，并斜向朝 著輪轂軸線。
已知旋轉(zhuǎn)批量分配器的主要缺點(diǎn)是，它的操作不能保證將批量材 料裝入豎爐的軸向區(qū)域。
與本發(fā)明的技術(shù)問題和效果最接近的是用于豎爐的旋轉(zhuǎn)批量分配 器，它包括軸平臺(tái)和至少兩個(gè)葉片，這些葉片環(huán)繞平臺(tái)均勻間隔開， 并通過從轉(zhuǎn)子軸線徑向伸出的支承托架而固定在該平臺(tái)上(RU No.2136762， C21B7/10， 20.03.1998)。
在旋轉(zhuǎn)批量分配器中，各葉片安裝成與水平平面成一定角度，并
包括與批量材料流布置成一直線的兩個(gè)部分，第一部分緊鄰水平元件， 而第二部分由至少兩個(gè)平表面形成，該平表面具有朝著爐腔的卸載邊
緣。葉片的表面布置成這樣，當(dāng)它們與經(jīng)過各表面的幾何中心并在爐 中心軸線處與周邊相切的垂直平面相交時(shí)，將形成斷開線，斷開線的
各連續(xù)段相對(duì)于水平平面的傾斜角大于前面段的傾斜角；這樣能夠在 較小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下使得批量材料更靠近爐軸線區(qū)域沉積，從而裝載在爐 頂?shù)闹行摹Ｖ翣t軸線的表面相對(duì)于水平平面的傾斜角(與批量材料流 對(duì)齊)也增加，這樣，在較低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下向爐頂區(qū)域的中心裝載。
如下所述，由已知方案的說明可知，現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)批量分配器 的結(jié)構(gòu)能夠在最大轉(zhuǎn)速下向爐頂區(qū)域的周邊部分裝栽，在中等轉(zhuǎn)速下 向中心部分裝載，并在最小轉(zhuǎn)速下向軸線部分裝載。
研究顯示，旋轉(zhuǎn)批量分配器的結(jié)構(gòu)能夠通過只沿一個(gè)方向改變它 的轉(zhuǎn)速而在爐頂區(qū)域中提供批量材料的基本任意預(yù)定表面型面，但是 在最小轉(zhuǎn)速和甚至在完全停止時(shí)，該結(jié)構(gòu)不能將批量材料作為圓錐(該 圓錐的頂點(diǎn)在高爐軸線上)而裝載至爐頂區(qū)域的中心，這減弱了當(dāng)旋 轉(zhuǎn)批量分配器只沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)借助于該旋轉(zhuǎn)批量分配器的結(jié)構(gòu)而 控制氣體分配至爐截面上的能力。為了將批量材料成錐形裝載至爐頂 中心，轉(zhuǎn)子分配器的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒎聪?，但是這阻止了將單批量負(fù)載從 中心向周邊均勻和連續(xù)地裝載。而且，旋轉(zhuǎn)批量分配器葉片的表面具 有相當(dāng)不規(guī)則的形狀，它并不明確規(guī)定，因此葉片的制造麻煩，且由 于在批量材料的徑向分配和旋轉(zhuǎn)分配器的轉(zhuǎn)速之間的非線性關(guān)系，分 配器的使用有困難。
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)批量分配器，它在只沿一個(gè)方向旋 轉(zhuǎn)時(shí)可以獲得給料表面的任意預(yù)定型面，并能夠使批量材料作為圓錐 (該圓錐的端點(diǎn)在高爐軸線上)而裝載至爐頂區(qū)域的中心，并使批量 負(fù)載從中心連續(xù)沉積至周邊。
本發(fā)明能夠更有效地控制給料在爐頂半徑上的分配。本發(fā)明的目 的通過一種用于豎爐的旋轉(zhuǎn)批量分配器來獲得，該旋轉(zhuǎn)批量分配器包 括軸平臺(tái)和至少三個(gè)葉片，這些葉片環(huán)繞軸平臺(tái)均勻間隔開，并通過 從軸平臺(tái)徑向伸出的支承托架而固定在該軸平臺(tái)上，各葉片的表面設(shè) 置為截頭圓錐的漸開線，各葉片包括至少三個(gè)梯形部分，梯形部分相 對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線和水平平面的傾斜角由界定該部分的截頭
圓錐母線(generator)來確定，該截頭圓錐母線在相同點(diǎn)(F)處在 旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線上相交，該點(diǎn)的位置由在旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸 線和母線之間的交叉點(diǎn)來確定，該母線經(jīng)過葉片在旋轉(zhuǎn)批量分配器上 的安裝點(diǎn)，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線成50。-65。的角度，葉片面積 由從90。至120。的扇面角(Y)值和旋轉(zhuǎn)批量分配器的外接圓的半徑 (Rp)來限定，表面面積為葉片的表面面積的0.05-0.10的葉片端部 部分相對(duì)于前面部分以125°-140。的角度傾斜，經(jīng)過葉片端部部分的基 部的母線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線的傾斜角的范圍為從88°至
90°。支承托架相對(duì)于轉(zhuǎn)子分配器的軸線的傾斜角的范圍為從70。至 85。。
支承托架的外接圓的半徑是旋轉(zhuǎn)批量分配器半徑的0.7-0.9。 在經(jīng)過葉片在支承托架上的安裝點(diǎn)的截頭圓錐母線和旋轉(zhuǎn)分配器 的軸線之間的角度值50。-65。由以下因素來規(guī)定，在更小角度(<50。) 時(shí)，批量材料向中心區(qū)域的裝載主要由于重力作用而受到阻礙，而在 更大角度(>65°)時(shí)，批量材料向周邊的裝載主要由于離心力作用而 受到阻礙。
葉片面積由90°-120°的扇面角來限定，因?yàn)樵诟〗嵌?<90。) 時(shí)，將沒有時(shí)間形成在該面積上分配的足夠?qū)挼呐坎牧狭?，這阻礙 了通過改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來進(jìn)行的徑向分配調(diào)節(jié)；而在更大角度(>120。)， 葉片面積過大，使用效率低，這導(dǎo)致不合適的超大和超重的轉(zhuǎn)子。
葉片端部部分(表面面積為葉片表面的總面積的0.05-0.10，布置 成相對(duì)于前面部分為125°-140°的角度，且經(jīng)過葉片端部部分的基部的 母線與轉(zhuǎn)子分配器的軸線形成的傾斜角等于88°-90° )的參數(shù)將根據(jù)轉(zhuǎn) 子分配器模型的測(cè)試結(jié)果而實(shí)驗(yàn)確定。該參數(shù)提供了最佳頂部形成以 及對(duì)批量材料在爐頂中間區(qū)域中的徑向分配的柔性控制。
支承托架相對(duì)于旋轉(zhuǎn)分配器的軸線的傾斜角為70。-85°，因?yàn)橹挥?該范圍提供了批量材料在軸平臺(tái)上的正常流以及它在葉片上的分配， 并消除了批量材料超過葉片前部部分的排出。
由于葉片表面的獨(dú)特設(shè)計(jì)，旋轉(zhuǎn)批量分配器保證提供具有很高周 向均勻性的給料表面的任何預(yù)定型面，從頂點(diǎn)在高爐軸線上的圓錐形 型面至緊靠爐壁的周邊型面。
下面將參考附圖
更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，附圖中
圖l表示了旋轉(zhuǎn)批量分配器的總體視圖2表示了旋轉(zhuǎn)批量分配器的平面圖3表示了具有托架的葉片。
旋轉(zhuǎn)批量分配器包括軸平臺(tái)1和葉片2，該葉片2環(huán)繞軸平臺(tái)1 均勻間隔開，并通過等間距隔開且從軸平臺(tái)l徑向伸出的支承托架3
而固定在該軸平臺(tái)上。各葉片2的表面設(shè)置為截頭圓錐的漸開線。各 葉片2包括至少三個(gè)梯形部分4。形成各葉片2的表面的梯形部分4 相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線A-A和水平平面的傾斜角由界定梯形部 分4的截頭圓錐母線5來確定。截頭圓錐母線5在相同點(diǎn)(F)處在 旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線A-A上相交。點(diǎn)F的位置由在旋轉(zhuǎn)批量分配器 的軸線A-A和母線5之間的交叉點(diǎn)來確定，該母線5經(jīng)過葉片在旋轉(zhuǎn) 批量分配器上的安裝點(diǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線A-A成50°-65° 的角度(a)。各葉片的面積由從90。至120。的扇面角(Y)值和旋轉(zhuǎn)批 量分配器的外接圓的半徑(Rp)來限定。表面面積為葉片2的表面面 積的0.05-0.10的葉片端部部分相對(duì)于前面部分以125°-140。的角度(p ) 傾斜。經(jīng)過葉片端部部分6的基部的母線7相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的 軸線的傾斜角的范圍為從88°至90。。支承托架3相對(duì)于轉(zhuǎn)子分配器的 軸線A-A的傾斜角(X)的范圍為從70。至85。。
環(huán)繞旋轉(zhuǎn)分配器的外接圓直徑(Dp)為爐頂?shù)闹尾糠值闹睆降?0.6-0.8，而環(huán)繞支承托架的外接圓的半徑(Rk)是旋轉(zhuǎn)分配器半徑(Rp ) 的0.7-0.9。
葉片的表面可以由至少三個(gè)平梯形薄板而形成。 旋轉(zhuǎn)批量分配器沿高爐軸線安裝在頂部空間中，并與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器 連接。
旋轉(zhuǎn)批量分配器以以下方式來操作。
當(dāng)裝載至高爐中時(shí)，批量負(fù)載首先落在軸平臺(tái)l上和托架3的表 面上，然后落在旋轉(zhuǎn)分配器的葉片2表面上(該葉片表面由梯形部分 4形成)，然后，該批量材料從葉片表面落入爐頂區(qū)域中并在給料表面 上。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)分配器以低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于葉片2在安裝點(diǎn)相對(duì)支承托架 3的較大初始傾斜角(a)和葉片相對(duì)于水平平面的相對(duì)較小傾斜角， 基本全部批量負(fù)載都作為圓錐沉積在爐頂區(qū)域的中心。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)分配器以中速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主批量流在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)至 葉片2的端部部分，且在爐頂區(qū)域的中部的裝料形成環(huán)形頂，它的瞬
變狀態(tài)由葉片6端部部分的設(shè)計(jì)來產(chǎn)生。
轉(zhuǎn)子分配器的轉(zhuǎn)速增加至最大值將使得從葉片2外部部分跌落的 主要部分批量材料沉積在周邊，緊靠爐壁。
當(dāng)在裝栽批量負(fù)載的過程中旋轉(zhuǎn)分配器的轉(zhuǎn)速從最小值變化成最 大值時(shí)，批量材料將螺旋沉積-從爐頂區(qū)域的軸線朝向它的周邊。
因此，當(dāng)只沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)批量分配器能夠提 供具有很高周向均勻性的給料表面的任意預(yù)定型面。
使用旋轉(zhuǎn)分配器來裝載高爐還保證形成中心(軸向)氣孔以及具 有減少礦石負(fù)載的周邊區(qū)域，這確定了批量的減少、還原和熱處理的 發(fā)展以及爐砌磚的狀態(tài)。中心(軸向)和周邊氣孔的組合影響料柱的 結(jié)構(gòu)、氣體的熱和化學(xué)能的效率，因此影響熔化的能量強(qiáng)度。
應(yīng)用本發(fā)明可以大大提高爐的效率，并減少焦炭消耗。
權(quán)利要求
1. 一種用于豎爐的旋轉(zhuǎn)批量分配器，包括軸平臺(tái)和至少三個(gè)葉片，通過從軸平臺(tái)徑向伸出的支承托架將這些葉片固定在該軸平臺(tái)上并環(huán)繞軸平臺(tái)均勻間隔開，其特征在于各葉片的表面設(shè)置為截頭圓錐的漸開線，各葉片包括至少三個(gè)梯形部分，梯形部分相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線和水平平面的傾斜角由界定該部分的截頭圓錐母線來確定，所述截頭圓錐母線在相同點(diǎn)(F)處在旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線上相交，該點(diǎn)的位置由在旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線和母線之間的交點(diǎn)來確定，該母線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線成50°-65°的角度經(jīng)過葉片在旋轉(zhuǎn)批量分配器上的安裝點(diǎn)，葉片面積由從90°至120°的扇面角(γ)值和旋轉(zhuǎn)批量分配器的外接圓的半徑(Rp)來限定，表面面積為葉片的表面面積的0.05-0.10的葉片端部部分相對(duì)于前述部分以125°-140°的角度設(shè)置，經(jīng)過葉片端部部分的基部的母線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線的傾斜角的范圍從88°至90°。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)批量分配器，其特征在于支承托 架相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線的傾斜角的范圍從70。至85°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)批量分配器，其特征在于支承托 架的外接圓的半徑是旋轉(zhuǎn)批量分配器半徑的0.7-0.9。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼鐵工業(yè)，特別是涉及向豎爐(主要是高爐)中的批量裝載。本發(fā)明的用于豎爐的旋轉(zhuǎn)批量分配器包括軸平臺(tái)(1)和葉片(2)，這些葉片環(huán)繞平臺(tái)均勻間隔開，并通過托架(3)固定在該平臺(tái)上。各葉片的表面的形狀為截頭圓錐的漸開線，各葉片包括梯形部分(4)。梯形部分相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線和水平平面的傾斜角由截頭圓錐的漸開線(5)來確定，該截頭圓錐的漸開線集中在旋轉(zhuǎn)批量分配器的相同點(diǎn)。各葉片面積由從90°至120°的扇面角值和旋轉(zhuǎn)批量分配器的外接圓的半徑來限定。表面面積為葉片的表面面積的0.05-0.10的葉片端部部分(6)相對(duì)于前面部分以125°-140°的角度設(shè)置。經(jīng)過葉片端部部分的基部的母線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)批量分配器的軸線的傾斜角的范圍從88°至90°。本發(fā)明能夠提供具有很高周向均勻性的給料表面的任意預(yù)定型面，該型面從其頂端設(shè)置在高爐軸線上的圓錐形開始到其周邊。
文檔編號(hào)C21B7/20GK101389915SQ200680053438
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者A·M·佳特洛夫, A·Y·格拉澤爾, B·M·博蘭巴耶夫, G·V·阿布拉曼, Y·A·斯米爾諾夫 申請(qǐng)人:圖騰科技生產(chǎn)及貿(mào)易中心內(nèi)部股份公司