CN101862877B - 一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，包括位于两侧的轨道梁，在每根轨道梁的顶部各设有一根重轨，火焰切割车在重轨上前后滑动，在火焰切割车的前端及后端各连接有至少一个移动保温罩，移动保温罩之间互相连接且与火焰切割车一起在重轨上前后滑动，在两根轨道梁之间设有一排带保温装置的水内冷输送钢坯辊道，在水内冷输送钢坯辊道内穿设有钢坯悬臂辊道，位于火焰切割车下方的钢坯在钢坯悬臂辊道上前后滑动。本发明的优点是：最大限度防止钢坯散热；防止结合面处的漏气；有效解决轴端密封；有效防止散热；保证辊环性能和强度，又减少冷却水的消耗。

Description

一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统

技术领域

本发明提供了一种带保温装置的钢坯切割区火焰切割系统，用于钢铁厂热坯热送热装装置中，属于钢坯火焰切割区火焰切割装置技术领域。

背景技术

钢铁企业是个能耗大户，节能潜力仍很大，优质、节能、降耗、效益是企业始终追求的目标，节能减排又是一事两面的孪生兄弟，节能是个效益经济问题，而减排、低碳目前将是个政治问题，尔今又被提升为关系人类生存的大事了。钢铁厂钢坯热送热装已很普遍，取得很好的节能效果，但目前热坯一般都是敞开式运输，钢坯既厚且宽，拉坯速度低，切割时间长，散热大，有金属氧化损失，钢坯边部冷却快，对某些钢种易产生裂纹，影响产品质量，国内外有些厂还对钢坯边部采取加热措施，结构复杂又多耗能，入炉温度不够高，若要全部加保温罩，因有技术难题(其中最主要的是切割区如何采取保温措施困难)，因而一直没有全面实现全保温热装热送。

钢坯火焰切割是在钢坯边走边切割中进行的，辊道是在原位承托、输送钢坯，火焰切割枪装置经过其上，为了避免切坏辊道，目前主要采用两种方式避让：其一是火焰切割枪装置将到达辊道上部时，停止火焰切割，将辊道离开切割枪后，再开始火焰切割，这样必然延长切割时间，增加散热量和氧化损失，燃气消耗也增加了；其二是火焰切割枪装置将到达辊道上部时，辊道在原位下降一段距离，使其不受火焰切坯时烧伤，但机构复杂，且熔渣喷溅其上，易引起故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种带保温装置的钢坯切割区火焰切割系统，以实现热送全过程中高度密封，以降低热坯散热、提高入炉温度、降低能耗、钢耗，提高产品质量的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，包括位于两侧的轨道梁，在每根轨道梁的顶部各设有一根重轨，火焰切割车在重轨上前后移动，在火焰切割车的前端及后端各连接有至少一个移动保温罩，移动保温罩之间互相连接且与火焰切割车一起在重轨上前后移动，在两根轨道梁之间设有一排带保温装置的水内冷输送钢坯辊道和钢坯悬臂辊道，位于火焰切割车下方的钢坯在钢坯悬臂辊道上前后移动。

进一步，在相邻的所述移动保温罩之间或所述移动保温罩与所述火焰切割车之间的接缝处有沙封。

所述火焰切割车包括车架，在车架上设有火焰切割枪装置及用于夹紧钢坯的钢坯夹紧装置，火焰切割枪装置及钢坯夹紧装置通过设于车架上的升降装置上升下降，在车架的左右两端分别设有主传动车轮装置及从动车轮装置，在主传动车轮装置及从动车轮装置的底部靠近车架侧各设有两把封刀，该两把封刀从外到内依次为第一封刀及第二封刀，在第二封刀的下方设有钢坯悬臂辊道沙封槽，钢坯悬臂辊道沙封槽的顶端与车架相连，当火焰切割枪装置下降切割钢坯时，第二封刀与钢坯悬臂辊道沙封槽相配合组成密封体。

所述带保温装置的水内冷输送钢坯辊道有两种结构，第一种结构为：包括上座盖及下座，所述带第二保温装置的钢坯悬臂辊道设于上座盖与下座之间，在下座的底部设有钢渣收集小车。

第二种结构为：包括上座盖及下座，上座盖及下座组成了保温装置，所述钢坯悬臂辊道的中部设于上座盖与下座之间，在下座的底部设有螺旋输送机，在螺旋输送机外包裹有至少一层保温氧化铁皮层，在螺旋输送机的底部设有托盘，在托盘的下面设有通风道，在上座盖的两端开有沙封槽。

所述沙封槽与所述第一封刀相配合组成密封体。

所述下座为斜面。

所述钢坯悬臂辊道设于可滑移的支架上且通过推拉液压缸驱动，钢坯悬臂辊道包括由填充耐火纤维或耐火浇注料的耐热钢制作的辊环，辊环设于所述保温装置内，在辊环与所述上座盖及所述下座的接触面上分别设有轴封装置，水内冷轴穿设于辊环内，在水内冷轴内的水冷管道端部连接有旋转接头。

在所述钢坯悬臂辊道的下方设有钢渣收集小车，在钢渣收集小车上包裹有氧化铁皮槽，在所述下座上设有沙封刀，沙封刀与氧化铁皮槽相配合组成密封体。

本发明由一种带保温装置的水内冷钢坯辊道和钢坯悬臂辊道，一种带保温装置的火焰切割机，移动保温罩和钢渣收集车等组成。针对以上问题，在火焰切割区采用钢坯悬臂辊道，当火焰切割枪装置将接近辊道时，钢坯悬臂辊道缩让到侧边，使火焰及热渣不伤及辊道，火焰切割小车移动后形成的缺口，用移动保温罩盖住缺口保温。采用热送热装全过程高度密封，不单钢坯保温提高入炉温度节能，使钢坯全断面温度均匀，不再需要进行边部加热了，更可降低能耗、钢耗和提高产品质量，对特殊钢种还可提供全程在保护气氛下热送。

本发明的原理是：首先钢坯在输送过程中，接触到火焰切割机的测长装置发出讯号，火焰切割车上的切割装置升降机构下降，当切割装置上的定位足，接触钢坯后，停止下降，该时夹紧机构动作，夹紧钢坯侧面，火焰切割小车主传动车轮组运转且与钢坯同步运行，移动保温罩也同时跟随移动，盖住火焰切割小车移动时所留下的缺口，当火焰切割枪装置接近双侧悬臂辊道时，悬臂辊道各自向两侧边缩进，空出火焰切割枪装置的切割位置，以防损伤辊道，根据需要悬臂辊道可做成先下降一段距离，再缩回，当火焰切割枪装置离开后，悬臂辊道先低位复回后，再升起托住钢坯运转，火焰切割枪装置可以是摆动式的，也可是移动式的，还可既在某个位置摆动又移动综合式的结构，根据具体情况和客户要求都可做到，钢坯切割完成后，火焰切割枪装置关闭息火，火焰切割车上的夹紧机构松开，切割装置升降机构升起火焰切割枪装置和夹紧臂，火焰切割车快速返回，等待下一个切割循环开始。切割装置在下位时有沙封装置密封，防止散热降温和损伤设备，上升到上位时，也有由升降机构自带的沙封装置密封保温。

本发明的优点是：

1.综合解决了保温罩和辊道连接关系，火焰切割车与保温座之间的密封，移动后缺口的密封，火焰切割小车上的夹紧机构和火焰切割枪装置之间的密封，保温座与钢渣收集车间的密封，最大限度防止钢坯散热。

2.保温罩、移动保温罩和保温箱座接触面上采用结构简单可靠的沙封装置，防止结合面处的漏气。

3.固定的保温箱体与旋转出轴采用风刀型式的密封结构，有效解决轴端密封。

4.保温箱根据不同部位的特点，合理采用多种保温材料，有效防止散热。

5.辊道辊环采用耐热合金钢，环内充填隔热材料，既能冷却辊环到一定温度，保证其性能和强度，又减少冷却水的消耗。

6.剪切区采用悬臂辊型式，当火焰切割枪装置接近悬臂辊道时，能方便离开正在火切的钢坯，防止火焰切割时伤及辊道。

8.因保温装置严密封闭，没有空气交换，热坯在保温装置内各部温度均匀，不需另设结构复杂又耗能的边部加热了。

9.因保温装置严密封闭，钢坯氧化损失少了，金属收得率高了，炉内加热效率高了，轧制时除鳞也更容易了。

10.因保温装置严密封闭，为某些特殊钢种提供在保护气氛下热装热送条件。

附图说明

图1为本发明提供的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的局部示意图；

图4为火焰切割车的示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为钢坯悬臂辊道的示意图；

图7为带保温装置的水内冷输送钢坯辊道的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。

实施例

如图1所示，为本发明提供的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，包括包括位于两侧的轨道梁2，在每根轨道梁2的顶部各设有一根重轨4，火焰切割车3在重轨4上前后移动，在火焰切割车3的前端及后端各连接有至少一个移动保温罩1，移动保温罩1之间互相连接且与火焰切割车3一起在重轨4上前后移动，在两根轨道梁2之间设有一排带保温装置的水内冷输送钢坯辊道9和钢坯悬臂辊道8，位于火焰切割车3下方的钢坯11在钢坯悬臂辊道8上前后移动。

当钢坯11测到定尺长度信号时，火焰切割车3开始对钢坯11进行边走边切割。火焰切割车3在重轨4上运行，火焰切割车3走行时空出来的缺口，由随后移动的移动保温罩1盖住。

两两相邻的移动保温罩1通过搭抅及圆轴互联，圆轴安装在一个移动保温罩1上，另一个移动保温罩1上安装搭抅，搭抅挂在圆轴上。移动保温罩1与火焰切割车3通过装在移动保温罩1上的搭抅相连。在火焰切割车3与移动保温罩1之间或两两相邻的移动保温罩1之间的接缝处有沙封。在每个移动保温罩1上有4对从动车轮随动，让移动保温罩1可以在重轨4上前后移动。

如图2至图4所示，所述火焰切割车3包括车架3-9，在车架3-9上设有火焰切割枪装置3-2及用于夹紧钢坯11的钢坯夹紧装置3-1，火焰切割枪装置3-2及钢坯夹紧装置3-1通过设于车架3-9上的升降装置3-3上升下降，在车架3-9的左右两端分别设有主传动车轮装置3-5及从动车轮装置3-4。主传动车轮装置3-5由标准减速机和变频电机传动，驱动火焰切割车3与钢坯11同步运行。在主传动车轮装置3-5及从动车轮装置3-4的底部靠近车架3-9侧各设有两把封刀，该两把封刀从外到内依次为第一封刀3-8及第二封刀3-7，在第二封刀3-7的下方设有钢坯悬臂辊道沙封槽3-6，钢坯悬臂辊道沙封槽3-6的顶端与车架3-9相连，当火焰切割枪装置3-2下降切割钢坯11时，第二封刀3-7与钢坯悬臂辊道沙封槽3-6相配合组成密封体。

火焰切割枪装置3-2由标准减速机和变频电机3-2-1传动，带动左、右螺旋丝杠3-2-4旋转，通过带螺母的火焰切割枪夹紧装置3-2-2使火焰切割枪3-2-3绕可伸缩的摆座3-2-5摆动对钢坯进行切割。

钢坯夹紧装置3-1包括夹紧臂3-1-5，将夹紧液压缸3-1-4固定在一个夹紧臂3-1-4上，使之形成一个随钢坯位置自适应夹紧，保证夹紧力均匀牢固。夹紧臂3-1-5通过夹紧液压缸3-1-4驱动，使夹紧臂3-1-5围绕调整臂宽的滑座3-1-6摆动，达到夹紧钢坯11使火焰切割车3与钢坯11同步运行的目的。为使钢坯夹紧装置3-1适应不同钢坯11宽度，需要通过过调宽液压缸3-1-2驱动连杆3-1-1来调整滑座3-1-6的位置，滑座3-1-6是自动对中的，调到需要的宽度后，用销3-1-3将其锁定。

升降装置3-3通过扇形链板3-3-2摆动，经链条与火焰切割枪装置3-2和钢坯夹紧装置31的支架3-10相连，经升降液压缸331驱动使其升降，为使支架同步垂直升降，通过左右丝杠调整螺母3-3-3调整。

如图7所示，所述带保温装置的水内冷输送钢坯辊道9包括上座盖9-2及下座9-1，上座盖9-2及下座9-1组成了保温装置，所述钢坯悬臂辊道8的中部设于上座盖9-2与下座9-1之间，在下座9-1的底部设有螺旋输送机95，在螺旋输送机9-5外包裹有至少一层保温氧化铁皮层9-4，在螺旋输送机9-5的底部设有托盘9-7，在托盘9-7的下面设有通风道9-8，在上座盖9-2的两端开有沙封槽8-3。

座盖9-2其上、下部都有耐火纤维隔热层，对其下部为防钢坯11散热，对其上部为防移动保温罩1传热，影响座盖9-2的钢结构强度，座盖9-2上两侧有沙封槽8-3，防止移动保温罩1散热。下座9-1由轻质耐火浇注料制作，其底面一层为耐热混凝土。钢坯11在保温装置内运送，虽很少氧化生成氧化铁皮，但在前部二冷段等冷却过程中还是有一定氧化铁皮生成，钢坯11在震动运输中也有少量氧化铁皮掉落，因而下座9-1做成斜面，使氧化铁皮集中于底部。底部分段设螺旋输送机9-5，以提高清除氧化铁皮的机械化程度，由于设在密闭的底部无法散热，建议螺旋输送机9-5主轴设计为空心轴，内通水冷却，且在初生产时，在其上洒一层氧化铁皮粉，作为一个防热隔离层。螺旋输送机9-5底部为由耐热铸铁制作的托盘9-7，在它下面设个通风道9-8，以利散热。详情请见申请号为200910197767.7的专利。

如图6所示，所述钢坯悬臂辊道8设于可滑移的支架8-10上且通过推拉液压缸8-8驱动，钢坯悬臂辊道8包括填充耐火纤维8-2)的辊环8-1，辊环8-1设于所述保温装置内，在辊环8-1与所述上座盖9-2及所述下座9-1的接触面上分别设有轴封装置8-5，水内冷轴8-7穿设于辊环8-1内，在水内冷轴8-7内的水冷管道端部连接有旋转接头8-9。

辊环8-1由耐热合金钢内填充耐火纤维8-2制作，或由耐火浇注料制作。辊环8-1与水内冷轴8-7相焊固。轴封装置8-5有一定间隙，设一个气封装置，它类似大卖场冬、夏天进门口设空调的气封，将门内外冷热空气隔开，在此可防止保温装置内热气外泄，同时冷风对水内冷轴8-7起到外冷作用，对提高娇嫩的滚动轴承寿命有利。

此钢坯悬臂辊道8当火焰切割枪装置3快接近它时，由推拉液压缸8-8拉动钢坯悬臂辊道8轴向移位，避开火焰切割枪3-2-3，以防切坯时火焰伤及钢坯悬臂辊道8，当火焰切割枪3-2-3移位后，钢坯悬臂辊道8又由推拉液压缸8-8推回原位。详情请见申请号为200910197767.7的专利。

如图7所示，本发明提供的带保温装置的水内冷钢坯切割区火焰切割装置是个高度密封的系统。火焰切割机3切割钢坯11时，火焰切割机3的小车与钢坯11同步走行，小车两侧有沙封密封，火焰切割小车3上的第一封刀3-8与沙封槽8-3共同组成一个密封体。火焰切割机3有升降装置，本发明仅对停在上、下位时有沙封，在上、下短暂升降运动的过程中不考虑密封。当火焰切割机3下降切割钢坯11时，火焰切割车3中的第二封刀3-7与钢坯悬臂辊道沙封槽36共同组成一个密封体。钢坯连铸机年产量大，约有数千吨钢渣，必须将钢渣收集在钢渣收集车12上，钢渣收集车12上使用的是氧化铁皮槽12-1，而不是用沙作密封料。因收集的是钢渣，还要继续利用，不能用杂质渗入其中，可用回收的氧化铁皮，经筛选取其细沙，充作密封料。而沙封刀8-6与钢渣收集车12上的氧化铁皮槽12-1，共同组成一个密封体。保温装置内外压差是由保温装置内外的温差形成的，因而压差很小，利用沙封密封是完全可行可靠的。

本专利宗旨：尊重知识产权，尊重劳动，为促进本专利推广、使用、竞争、维权和奖惩，倡导首家使用优惠、专利使用转让低收费、多单位共享、侵权依法高罚款和作不诚信记录、举报者高奖赏。

Claims (9)

1.一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，包括位于两侧的轨道梁(2)，在每根轨道梁(2)的顶部各设有一根重轨(4)，火焰切割车(3)在重轨(4)上前后滑动，其特征在于，在火焰切割车(3)的前端及后端各连接有至少一个移动保温罩(1)，移动保温罩(1)之间互相连接且与火焰切割车(3)一起在重轨(4)上前后移动，在两根轨道梁(2)之间设有一排带保温装置的水内冷输送钢坯辊道(9)和钢坯悬臂辊道(8)，位于火焰切割车(3)下方的钢坯(11)在钢坯悬臂辊道(8)上前后移动。

2.如权利要求1所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，在相邻的所述移动保温罩(1)之间或所述移动保温罩(1)与所述火焰切割车(3)之间的接缝处有沙封。

3.如权利要求1所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述火焰切割车(3)包括车架(3-9)，在车架(3-9)上设有火焰切割枪装置(3-2)及用于夹紧钢坯(11)的钢坯夹紧装置(3-1)，火焰切割枪装置(3-2)及钢坯夹紧装置(3-1)通过设于车架(3-9)上的升降装置(3-3)上升下降，在车架(3-9)的左右两端分别设有主传动车轮装置(3-5)及从动车轮装置(3-4)，在主传动车轮装置(3-5)及从动车轮装置(3-4)的底部靠近车架(3-9)侧各设有两把封刀，该两把封刀从外到内依次为第一封刀(3-8)及第二封刀(3-7)，在第二封刀(3-7)的下方设有钢坯悬臂辊道沙封槽(3-6)，钢坯悬臂辊道沙封槽(3-6)的顶端与车架(3-9)相连，当火焰切割枪装置(3-2)下降切割钢坯(11)时，第二封刀(3-7)与钢坯悬臂辊道沙封槽(3-6)相配合组成密封体。

4.如权利要求1所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述带保温装置的水内冷输送钢坯辊道(9)包括上座盖(9-2)及下座(9-1)，在下座(9-1)的底部设有螺旋输送机(9-5)，在螺旋输送机(9-5)上包裹有至少一层保温氧化铁皮层(9-4)，在螺旋输送机(9-5)的底部设有托盘(9-7)，在托盘(9-7)的下面设有通风道(9-8)。

5.如权利要求3所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述带保温装置的水内冷输送钢坯辊道(9)包括上座盖(9-2)及下座(9-1)，上座盖(9-2)及下座(9-1)组成了保温装置，所述钢坯悬臂辊道(8)设于上座盖(9-2)与下座(9-1)之间，在下座(9-1)的底部设有钢渣收集小车(12)，在上座盖(9-2)的两端开有沙封槽(8-3)。 

6.如权利要求5所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述沙封槽(8-3)与所述第一封刀(3-8)相配合组成密封体。

7.如权利要求4或5所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述下座(9-1)为斜面。

8.如权利要求3所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，所述钢坯悬臂辊道(8)设于可滑移的支架(8-10)上且通过推拉液压缸(8-8)驱动，钢坯悬臂辊道(8)包括填充耐火纤维(8-2)或直接由耐火浇注料制作的辊环(8-1)，辊环(8-1)设于所述保温装置内，在辊环(8-1)与所述上座盖(9-2)及所述下座(9-1)的接触面上分别设有轴封装置(8-5)，水内冷轴(8-7)穿设于辊环(8-1)内，在水内冷轴(8-7)内的水冷管道端部连接有旋转接头(8-9)。

9.如权利要求3所述的一种带保温装置的钢坯火焰切割区火焰切割系统，其特征在于，在所述钢坯悬臂辊道(8)的下方设有钢渣收集小车(12)，在钢渣收集小车(12)上包裹有氧化铁皮槽(12-1)，在所述下座(9-1)上设有沙封刀(8-6)，沙封刀(8-6)与氧化铁皮槽(12-1)相配合组成密封体。 

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