一种用于安装插枪管的导向结构及插枪管组件的制作方法

本发明涉及冶炼设备技术领域，尤其是一种用于安装插枪管的导向结构及插枪管组件。

背景技术：

氧气顶吹转炉是炼钢车间余热回收的主要设备之一，转炉的炉口烟道上安装有氧枪口，有的转炉烟道还设有副枪口，氧枪口也就是氧枪插枪管，副枪口也就是副枪插枪管，转炉在冶炼的过程中需要反复的升降氧枪和副枪，氧枪插入氧枪口向转炉内喷射氧气，副枪插入副枪口测定烟道内温度和烟气成分。在氧枪射流作用下，用于冶炼的铁水中的碳、硅及锰等元素与氧气发生化学反应，在产生很高温度的同时释放出大量的热气和烟尘，氧枪、副枪反复升降经过氧枪口和副枪口，携带的钢渣大量堆积在氧枪口和副枪口，造成氧枪口和副枪口极易损坏。烟道运行大约半年到一年左右，转炉烟道的氧枪口、副枪口需要定期拆卸和更换。

具体如图1、图2所示，氧枪口1'和副枪口2'通过护板200与转炉烟道100可拆卸地固定相连，氧枪口1'和副枪口2'置于转炉烟道100的倾斜段，转炉烟道100的倾斜段为圆柱体，氧气口1'的中心与转炉中心线对齐，副枪口2'一般置于氧枪口1'上方位置，且位于转炉烟道100的中心的一侧，在氧枪口1'和副枪口2'拆卸更换的过程中，氧枪口1'和副枪口2'的对中中心线在转炉烟道100的侧凸斜面上，缺少定位标志，需要不断调整新的氧枪口和副枪口的安装位置才能完成对中，氧枪口和副枪口的更换费时费力，频繁的拆卸也容易造成烟道面受损，导致转炉烟道与护板之间密封不严，而且氧枪口和副枪口处于炉口附近，空间小，温度高，工作环境恶劣，长时间的更换作业还会对操作人员造成身体伤害。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于安装插枪管的导向结构及插枪管组件，以解决氧枪口和副枪口更换不便的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种用于安装插枪管的导向结构，其包括供插枪管插入的定位筒，所述定位筒固定在转炉烟道的外壁上，所述定位筒的中心轴线与所述插枪管在所述转炉烟道上的对中中心线重合，所述定位筒与所述转炉烟道的内部连通，所述定位筒上设有将所述定位筒和所述插枪管同轴定位的定位件。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位件为定位环，所述定位环的中心轴线与所述定位筒的中心轴线重合，所述插枪管上设有连接环，所述连接环的中心轴线与所述插枪管的中心轴线重合，所述定位环和所述连接环通过同轴配合将所述定位筒和所述插枪管同轴定位。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位环上开设有至少三个定位孔，至少三个所述定位孔绕所述定位环的中心轴线呈环形均布，所述连接环上开设有至少三个连接孔，至少三个所述连接孔绕所述连接环的中心轴线呈环形均布，各所述定位孔与所述定位环的中心轴线之间的径向间距等于各所述连接孔与所述连接环的中心轴线之间的径向间距，通过将所述定位孔和所述连接孔一一对准，使所述定位环和所述连接环同轴定位。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位环上设有环形凹槽，所述环形凹槽的中心轴线与所述定位环的中心轴线重合，所述连接环上设有能与所述环形凹槽配合的环形凸台，所述环形凸台的中心轴线与所述连接环的中心轴线重合，通过将所述环形凸台嵌入所述环形凹槽内，使所述定位环和所述连接环同轴定位。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位筒的一端与所述转炉烟道连接，所述定位环设于所述定位筒的另一端，所述连接环设于所述插枪管的外壁上，所述定位筒的另一端通过所述定位环和所述连接环与所述插枪管同轴定位连接。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位环和所述连接环之间通过迷宫密封结构密封。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位环上设有一个或多个密封槽，所述连接环上设有一个或多个密封齿，所述密封齿插入所述密封槽内并与所述密封槽构成所述迷宫密封结构，所述密封槽的底面和所述密封齿的底面均为倾斜面。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位筒的内壁上设有环形挡板，所述环形挡板的内径小于所述插枪管的外径，且所述环形挡板的内径大于或等于所述插枪管的内径，在所述插枪管插入所述定位筒内的状态下，所述插枪管与所述环形挡板相抵，所述环形挡板将所述插枪管和所述定位筒的内侧壁之间的环形空隙与所述插枪管的内腔隔开。

如上所述的用于安装插枪管的导向结构，其中，所述定位筒的侧壁为用于水冷或汽冷的壁管结构，或所述定位筒的侧壁为耐高温材质的实心壁板。

本发明还提供一种插枪管组件，其包括插枪管和上述的导向结构，所述插枪管插入所述定位筒内，所述定位件将所述定位筒和所述插枪管同轴定位，所述插枪管与所述定位筒可拆卸地连接。

本发明的用于安装插枪管的导向结构及插枪管组件的特点和优点是：

1、采用本发明的导向结构安装插枪管(即氧枪口或副枪口)，插枪管不直接与转炉烟道的侧凸斜面上的对中中心线对中，而是通过与定位筒对中，间接实现与转炉烟道的对中，插枪管与定位筒的对中有定位件作为定位标志，对中更方便，解决了现有技术安装氧枪口和副枪口需要不断调整安装位置才能完成对中的问题，使更换氧枪口和副枪口更方便快捷，由于更换氧枪口和副枪口时无需将导向结构从转炉烟道上拆下，还能避免转炉烟道受损，保护烟道；

2、本发明通过采用定位环作为定位件，不仅方便插枪管和定位筒的对中，还便于将插枪管和定位筒连接及密封；

3、本发明通过在定位环和连接环之间设置迷宫密封结构，能将定位筒和插枪管之间密封，防止外界的空气被吸入微负压的转炉烟道内部，避免安全隐患，与现有技术采用蒸汽密封或氮气密封相比，能够减少能源介质损耗；

4、本发明通过在定位筒的内壁上设置环形挡板，将插枪管和定位筒的内侧壁之间的环形空隙与插枪管的内腔隔开，阻挡烟气和灰渣进入插枪管和定位筒之间的环形空隙，延长插枪管的使用寿命。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是现有技术中氧枪口和副枪口安装在转炉烟道上的示意图；

图2是图1中的a向侧视图；

图3是本发明一实施例的导向结构的示意图；

图4是图3的导向结构与插枪管配合的示意图；

图5是图4中沿b-b线的剖视图；

图6是本发明另一实施例的导向结构与插枪管配合的示意图；

图7是图6中沿c-c线的剖视图，显示了连接环的一种实施例；

图8是连接环的另一种实施例的示意图；

图9是定位环的一种实施例的示意图；

图10是定位环的另一种实施例的示意图；

图11是定位筒的一种实施例的示意图；

图12是插枪管的一种实施例的示意图；

图13是插枪管的另一种实施例的示意图；

图14是迷宫密封结构的一种实施例的示意图；

图15是迷宫密封结构的另一种实施例的示意图；

图16是迷宫密封结构的密封槽和密封齿配合的示意图。

主要元件标号说明：

1、导向结构；11、定位筒；12、定位环；121、定位孔；122、密封槽；

13、环形挡板；14、冷却管；141、进水口；142、出水口；

2、插枪管；21、连接环；211、连接孔；212、密封齿；

3、螺栓；1'、氧枪口；2'、副枪口；100、转炉烟道；200、护板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。

实施方式一：

如图3、图4所示，本文为便于描述，将氧枪口和副枪口统称为插枪管，为了解决插枪管更换不便的问题，本发明提出一种用于安装插枪管的导向结构1，该导向结构1包括供插枪管2插入的定位筒11，定位筒11固定在转炉烟道100的外壁上，定位筒11的中心轴线与插枪管2在转炉烟道100上的对中中心线o重合，定位筒11与转炉烟道100的内部连通，定位筒11上设有将定位筒11和插枪管2同轴定位(即对中)的定位件，例如该定位件为图3中的定位环12，通过将插枪管2和定位筒11对中，使将插枪管2与插枪管2在转炉烟道100上的对中中心线o对中。

使用时，将本发明的导向结构1固定在转炉烟道100外壁的护板200上，并使定位筒11的中心轴线与插枪管2在转炉烟道100上的对中中心线o重合，安装插枪管2时，将插枪管2插入定位筒11内，定位筒11上的定位件将定位筒11和插枪管2同轴定位，从而实现插枪管2与转炉烟道100的对中，对中更方便，更换插枪管2时，将旧的插枪管2从导向结构1上拆下，再将新的插枪管2安装在导向结构1上即可。

采用本发明的导向结构1，插枪管2不直接与转炉烟道100的侧凸斜面上的对中中心线o对中，而是通过与定位筒11对中，间接实现与转炉烟道100的对中，插枪管2与定位筒11的对中有定位件作为定位标志，对中更方便，解决了现有技术安装氧枪口和副枪口需要不断调整安装位置才能完成对中的问题，使更换氧枪口和副枪口更方便快捷，由于更换氧枪口和副枪口时无需将导向结构1从转炉烟道100上拆下，还能避免转炉烟道100受损，保护烟道。

当本发明的导向结构1用于安装氧枪口时，定位筒11的中心轴线与氧枪口在转炉烟道100上的对中中心线o1重合(o1即转炉中心线)，如图1所示，当本发明的导向结构1用于安装副枪口时，定位筒11的中心轴线与副枪口在转炉烟道100上的对中中心线o2重合(如图1所示)。

如图3、图4、图6所示，在本发明的一实施例中，定位件为定位环12，定位环12的中心轴线与定位筒11的中心轴线重合，插枪管2上设有连接环21，连接环21的中心轴线与插枪管2的中心轴线重合，在插枪管2插入定位筒11内的状态下，定位环12和连接环21通过同轴配合将定位筒11和插枪管2同轴定位，从而将插枪管2和转炉烟道100对中。本实施例将转炉烟道100的侧凸斜面转换为定位环12的水平表面，使对中更容易。

如图3、图4所示，具体是，定位筒11的一端与转炉烟道100连接，定位环12设于定位筒11的另一端，例如定位环12固定在定位筒11另一端的外壁上，连接环21设于插枪管2的外壁上，定位筒11的另一端通过定位环12和连接环21与插枪管2同轴定位连接。安装时，将插枪管2从定位筒11的另一端插入，当插枪管2外壁上的连接环21坐于定位筒11端部的定位环12上时，插入到位，然后将连接环21和定位环12对中，例如通过将定位环12和连接环21啮合对中，将插枪管2安装于定位筒11上。

如图6、图7、图8、图9、图10所示，在本实施例的第一种技术方案中，定位环12上开设有至少三个定位孔121，至少三个定位孔121绕定位环12的中心轴线呈环形均布，连接环21上开设有至少三个连接孔211，至少三个连接孔211绕连接环21的中心轴线呈环形均布，各定位孔121与定位环12的中心轴线之间的径向间距等于各连接孔211与连接环21的中心轴线之间的径向间距，通过将定位孔121和连接孔211一一对准，使定位环12和连接环21同轴定位。本方案采用定位孔121和连接孔211作为定位标志，对中操作更加方便、快捷。

例如，定位孔121的数量为三个(如图10所示)或四个(如图9所示)，相应地，连接孔211的数量也为三个(如图8所示)或四个(如图7所示)。为方便安装，可以将定位孔121设置为贯穿定位环12外侧壁的长圆孔(如图9、图10所示)，将连接孔211设置为圆孔。

如图6所示，本方案中，定位孔121和对应的连接孔211可以通过螺栓3连接，并由螺母紧固，当然还可以配置耐高温垫片，从而将定位筒11和插枪管2连接，因此本方案的定位孔121不仅起到定位作用，还起到连接作用。

在本实施例的第二种技术方案中，定位环12上设有环形凹槽，环形凹槽的中心轴线与定位环12的中心轴线重合，连接环21上设有能与环形凹槽配合的环形凸台，环形凸台的中心轴线与连接环21的中心轴线重合，通过将环形凸台嵌入环形凹槽内，使定位环12和连接环21同轴定位。本方案采用环形凹槽和环形凸台作为定位标志，对中操作更加方便、快捷。

本方案中，为了将定位筒11和插枪管2连接，可以在环形凹槽和环形凸台上分别设置供螺栓穿过的通孔，以采用螺栓将定位筒11和插枪管2可拆卸地连接。

本实施例中，定位环12的形状可以是圆环，也可以是方形环，环形凹槽可以是圆环形凹槽，也可是方形的环状凹槽。

本实施例中，进一步，定位筒11与插枪管2的连接通过定位环12和连接环21的连接实现，定位环12和连接环21之间通过迷宫密封结构密封，从而将定位筒11和插枪管2之间密封，防止外界的空气被吸入微负压的转炉烟道100内部，避免安全隐患，与现有技术采用蒸汽密封或氮气密封相比，能够减少能源介质损耗。

如图3、图11、图12、图14、图15所示，更进一步，定位环12上设有一个或多个密封槽122，连接环21上设有一个或多个密封齿212，密封齿212插入密封槽122内并与密封槽122构成迷宫密封结构，密封槽122的底面和密封齿212的底面均为倾斜面，以方便定位环12和连接环21的对接安装。

如图16所示，优选地，密封槽122的底面的倾斜角α不超过15°，密封齿212的底面的倾斜角不超过15°。

为进一步增加密封的严密性，还可在密封槽122的内部放置石棉绳，以在密封槽122和密封齿212之间形成石棉层密封结构。

因此，本实施例采用定位环12作为定位件，不仅方便插枪管2和定位筒11的对中，还便于将插枪管2和定位筒11连接及密封。

如图3所示，在本发明的一实施例中，定位筒11的底面为倾斜面，以使定位筒11的底面能与转炉烟道100的倾斜段的侧凸斜面相贴合。

如图3、图4、图6所示，在本发明的一实施例中，定位筒11的内壁上设有环形挡板13，环形挡板13的内径小于插枪管2的外径，且环形挡板13的内径大于或等于插枪管2的内径，在插枪管2插入定位筒11内的状态下，插枪管2与环形挡板13相抵，环形挡板13将插枪管2和定位筒11的内侧壁之间的环形空隙的底部封闭，即环形挡板13将该环形空隙与插枪管2的内腔隔开，以阻挡烟气和灰渣进入插枪管2和定位筒11之间的环形空隙。

其中环形挡板13的形状并不限于圆环形，其形状与插枪管2的底面形状一致。

如图4、图5所示，在本发明的一实施例中，定位筒11的侧壁为具有水冷或汽冷功能的壁管结构14，壁管结构14的壁管两端分别为进水口141和出水口142，壁管沿定位筒11的轴向弯折延伸，且连接于上下配水联箱，以形成循环冷却水路，既能降低定位筒11的筒壁温度，又能回收烟气余热。

但本发明并不以此为限，如图6、图11所示，在本发明的另一实施例中，定位筒11的侧壁也可以是耐高温材质的实心壁板，因为转炉口的烟温高达800℃～1600℃，定位筒11所处环境温度较高，为防止定位筒11高温变形，定位筒11最好能承受1600℃以上的高温。例如定位筒11的材质为铸铁或稀土合金，当然还可以是其它现有的耐高温材质。

实施方式二：

本发明还提供一种插枪管组件，其包括插枪管2和用于安装插枪管2的导向结构1，该实施方式中的导向结构1与实施方式一的结构、工作原理和有益效果相同，在此不再赘述；该插枪管2为氧枪插枪管或副枪插枪管，插枪管2插入定位筒11内，定位件将定位筒11和插枪管2同轴定位，从而将插枪管2与插枪管2在转炉烟道100上的对中中心线对中，插枪管2与定位筒11可拆卸地连接，以便于拆装插枪管2。

具体是，转炉烟道100的倾斜段的外壁上安装有护板200，若只需要在转炉烟道100上安装氧枪口，则在护板200上安装一个导向结构1，该导向结构1的定位筒11的中心轴线与氧枪口在转炉烟道100上的对中中心线o1重合(如图1所示)，将氧枪插枪管插入该导向结构1的定位筒11内；若需要在转炉烟道100上安装氧枪口和副枪口，则在护板200上安装两个导向结构1，第一个导向结构1的定位筒11的中心轴线与氧枪口在转炉烟道100上的对中中心线o1重合，第二个导向结构1的定位筒11的中心轴线与副枪口在转炉烟道100上的对中中心线o2重合(如图1所示)，将氧枪插枪管插入第一个导向结构1的定位筒11内，将副枪插枪管插入第二个导向结构1的定位筒11内。

如图4、图6、图13所示，进一步，插枪管2的侧壁为具有水冷或汽冷功能的壁管结构。

本发明通过设置导向结构1连接插枪管2和转炉烟道100，方便更换插枪管2，方便新插枪管2的定位，节省更换插枪管2的时间，由于插枪管2不与烟道直接接触，避免拆卸插枪管2时造成烟道壁面刮损，增强了插枪管2与烟道移动段的连接强度，使得插枪管2不会因为振动发生中心偏移，保证氧枪和副枪的正常工作。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

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