CN105798248B - 一种中间包覆盖剂投料装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种中间包覆盖剂投料装置及方法，该投料装置包括，料仓，安装于固定操作平台操作室上方；固定支架，其后端固定于固定操作平台操作室外侧面，前端中央设通孔；回转机构，包括，回转轴，设于固定支架前端中央的通孔，其上端设一U形固定块；回转支架，位于固定支架上方，回转支架前端连接回转轴上部；电机及减速机，连接回转轴下部；输送管，可折叠式结构，包括第一、第二直管及软管；软管连接料仓；俯仰调节机构，用于控制输送管做俯仰运动；输送管伸缩调节机构，用于控制输送管做伸直折叠运动；待机位支撑架，用于支撑位于待机状态的输送管，待机位支撑架安装于固定操作平台操作室外侧面，位于固定支架一侧；料管架，设置于中间包盖上。

Description

一种中间包覆盖剂投料装置及方法

技术领域

本发明涉及连铸过程中，尤其涉及一种中间包覆盖剂投料装置及方法。

背景技术

在连铸过程中，需要对中间包添加覆盖剂，对中间包内金属液面进行保护。与连铸结晶器添加保护渣不同，中间包覆盖剂投入量大。常规的覆盖剂添加方式为人工袋装投料，操作工采用抛掷的方式将整包覆盖剂投入中间包盖的孔中，此方法中要求操作工具有丰富的投料经验，工作强度大，操作工与中间包间距离近，操作不慎时易发生钢液飞溅等安全事故，覆盖剂加入时的粉尘也容易对操作工的健康造成伤害。

韩国专利KR101041530B1提出了一种中间包覆盖剂加料装置。此发明中先将覆盖剂放入装载部分，装载部分中分为一个隔间，可以储存不同类型的覆盖剂。覆盖剂从装载部分底部的门通过旋转单元进入螺旋运送单元，在螺旋运送单元的另一端由于重力作用将覆盖剂送入导料单元，覆盖剂通过导料单元的前端进入中间包上部的孔中。螺旋运送单元的入口下方具有第一回转单元，可以实现螺旋运送单元在R1方向转动，螺旋运送单元的出口端下方具有第二回转单元，可以实现导料单元在R2方向的转动。第二回转单元600的下方为可调倾斜单元，可以实现导料单元在R3方向的转动。导料单元采用可伸缩的波纹结构，长度可以根据倾斜度需要调节。此装置的不足之处在于：多节波纹结构复杂，维护困难，靠近中间包高温区域造成波纹结构变形和覆盖剂颗粒的卡入都易导致波纹结构无法伸缩，同时前端波纹结构为半开放形式，在输送覆盖剂过程中易发生漏渣扬尘。螺旋输送方式会打碎覆盖剂颗粒，从而在管道内发生覆盖剂粘结的状况。

中国专利CN204122713U提供了一种铜及铜合金铸造覆盖剂加料装置，其中所述的覆盖剂实际是结晶器保护渣，此专利采用水平设置的装有螺旋轴的输料管输送保护渣，此装置螺旋输送方式易发生卡料现象。

现有技术的投料方案主要集中在结晶器区域的保护渣添加方面。与覆盖剂投料不同，保护渣的添加量小。现有的保护渣自动添加装置为解决保护渣存储和远距离输送多采用料仓管路或螺旋输送形式，中国专利CN101497114A和CN101982258A采用料仓软管输送方式，此方式的不足之处在于大面积使用软管输送，软管管路发生弯曲时易发生积料现象。中国专利CN2040411U、CN101549391A和CN101497114A采用了螺旋输送方式，此方式的不足之处在于螺旋装置易打碎保护渣，从而发生粘结卡料的现象。此外，现有的保护渣自动添加装置的驱动机构集中在结晶器区域，如中国专利CN101559479A，采用二维运动机构实现保护渣较大面积铺撒；中国专利CN101982258A加渣嘴安装在直线驱动单元上进行往复运动实现保护渣在钢水表面的均匀分布；中国专利CN102228966A采用移动小车底部的齿轮齿条驱动方式实现大面积加渣。结晶器区域钢水截面范围大，而中间包覆盖剂投料孔是离散的，且中间包区域有塞棒、长水口操作器、中间包盖台阶等周边结构限制，因此现有的保护渣自动添加装置无法满足覆盖剂投料的要求。并且，安装在钢水侧的驱动装置长期受到高温烘烤，易发生变形老化，维护量大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种折叠管路输送的中间包覆盖剂投料装置及方法，解决了以下技术问题：(1)中间包覆盖剂投料单孔离散添加量大(2)中间包区域周边结构复杂，场地限制大(3)大量覆盖剂的远距离输送(4)装置在恶劣工况下的可靠性问题(5)现有软管远距离输送易卡料问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种中间包覆盖剂投料装置，其包括，料仓，安装于固定操作平台上方，用于存储覆盖剂颗粒，料仓底部设出料口及相应的控制阀；固定支架，其后端固定于所述固定操作平台外侧面，固定支架前端中央设一通孔；回转机构，包括，一回转轴，设置于所述固定支架前端中央的通孔，其上端设一U形固定块；回转支架，位于固定支架上方，回转支架前端连接所述回转轴上部，回转支架绕回转轴回转；电机及减速机，连接所述回转轴下部；输送管，为可折叠式结构，包括第一、第二直管及软管；第一、第二直管为活动连接，形成可折叠式结构，软管连接第一直管一端，软管连接于所述料仓底部的出料口，第一直管上部套设一支撑套，支撑套通过销轴活动连接于所述U形固定块上；俯仰调节机构，用于控制输送管做俯仰运动；包括，竖直支架，其下端连接于所述U形固定块；第一滑轮，设置于所述竖直支架上部；第一卷筒及第一电机，安装于所述回转支架上；第一钢丝绳，一端缠绕于第一卷筒上，另一端连接于所述输送管第一直管前端，第一电机驱动第一卷筒通过第一钢丝绳的缩放实现输送管俯仰运动；输送管伸缩调节机构，用于控制输送管做伸直折叠运动；包括，第二滑轮，设置于所述竖直支架上部；第二卷筒及第二电机，安装于所述回转支架上；第二钢丝绳，一端缠绕于第二卷筒上，另一端连接于所述输送管第二直管前端，第二电机驱动第二卷筒通过第二钢丝绳的缩放实现输送管伸直折叠运动；待机位支撑架，用于支撑位于待机状态的输送管，待机位支撑架安装于所述固定操作平台操作室外侧面，位于所述固定支架一侧；料管架，设置于中间包盖上。

优选的，所述输送管的第一直管、第二直管活动连接处相对设置一气缸或液压缸，形成折叠伸直结构。

进一步，所述的料仓设有助流气垫和/或振动电机及称重传感器，用于保证覆盖剂定量顺利下落。

优选的，所述的软管与第一直管之间设管接头，其作用是将软管下部进行偏置，避开钢丝绳位置。

所述的软管采用波纹管，长度可伸缩，姿态可随圆形弯管的运动自由调整。

又，所述的第一直管和软管之间还设一圆形弯管。

所述的圆形弯管一端通过管接头与第一直管入口端相连，另一端与软管相连，所述的管接头一端为矩形一端为圆形，中部平滑过渡。

优选的，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

优选的，所述第二直管内腔的长边边长大于第一直管外壁的长边边长，第二直管内腔的短边边长大于第二直管外壁的短边边长。

优选的，所述第一直管内腔短边边长大于或等于圆形弯管内腔直径，保证覆盖剂颗粒顺利下滑，避免发生卡料现象。

优选的，所述料管架由U型槽和支撑架组成，U型槽内表面宽度大于第二直管外壁长边边长。

本发明所述的中间包覆盖剂投料装置的投料方法，其包括如下步骤：

1)投料作业开始前，料管架通过紧靠中间包盖上定位槽进行快速定位，各个料管架依次放置到位；

2)投料作业开始时，俯仰调节机构与回转机构配合运动，输送管离开待机位支撑架，在避开中间包区域障碍物的同时以最短路径将第二直管放置在中间包盖投料孔的料管架上，料仓开启下料，覆盖剂颗粒从料仓中下落，通过输送管输送，通过料管架进入中间包投料孔中；当料仓中称重传感器测得覆盖剂下落量达到单孔投料量时，料仓出料口关闭，待输送管中覆盖剂余料全部进入中间包投料孔中后，完成单孔投料作业；

3)当输送管第一、第二直管运动时与周边结构发生干涉时，进入折叠过渡状态，第二电机驱动第二卷筒收缩第二钢丝绳，令第二直管抬起，使输送管处于折叠状态，回转机构和俯仰调节机构配合运动，令输送管避开周边障碍物；

4)避开障碍后，第一直管与第二直管间的气缸或液压缸伸出，直至第一直管与第二直管间回到伸直状态；

5)完成所有孔的投料作业后，输送管重新回至待机位支撑架，等待下次投料作业。

又，不进行投料作业时，装置位于待机状态，此时，输送管放置在待机位支撑架上；优选地，输送管放置在水平面内，与操作室边线间平行。

本发明的有益效果是：

1、实现了中间包覆盖剂投料的自动化，降低了人工作业强度，保证了操作工的安全和健康及覆盖剂添加的均匀性。

2、料仓管路的方式实现了覆盖剂的远距离输送，有效解决了中间包距离固定平台远的大跨距问题。

3、驱动装置远离高温侧，有效避免了高温烘烤引起的装置变形及老化，延长装置的使用寿命，增加了装置在恶劣工况下的可靠性。

4、矩形直管的折叠设计可避开中间包附件钢包、长水口操作器、塞棒等周边结构，避免干涉。管路长度可随场地布局调整，灵活性高，受场地布局约束小

5、输送管道的封闭设计可避免扬尘。

6、管路主体采用刚性直管可有效保证覆盖剂颗粒顺利下滑，改善了软管或螺旋输送易发生卡料的问题。

附图说明

图1为本发明中间包覆盖剂投料装置实施例的结构示意图。

图2为本发明中间包覆盖剂投料装置实施例中输送管的结构示意图。

图3为本发明中间包覆盖剂投料装置实施例中回转机构的结构示意图。

图4为本发明中间包覆盖剂投料装置实施例中待机位支撑架的结构示意图。

图5为本发明中间包覆盖剂投料装置实施例中料管架的结构示意图。

图6为本发明中间包覆盖剂投料装置处于待机状态的示意图。

图7为本发明中间包覆盖剂投料装置处于折叠过渡状态的示意图。

具体实施方式

参见图1～图7，本发明的一种中间包覆盖剂投料装置，其包括，

料仓1，安装于固定操作平台操作室100上方，用于存储覆盖剂颗粒，料仓1底部设出料口11及相应的控制阀；

固定支架2，其后端固定于所述固定操作平台操作室100外侧面，固定支架2前端中央设一通孔21；

回转机构3，包括，一回转轴31，设置于所述固定支架2前端中央的通孔21，其上端设一U形固定块32；回转支架33，位于固定支架2上方，回转支架33前端连接所述回转轴31上部，回转支架33绕回转轴31回转；电机34及减速机，连接所述回转轴31下部；

输送管4，为可折叠式结构，包括第一、第二直管41、42及软管43；第一、第二直管41、42为活动连接，形成可折叠式结构，软管43连接第一直管41一端，软管43连接于所述料仓1底部的出料口11，第一直管41上部套设一支撑套44，支撑套44通过销轴活动连接于所述U形固定块32上；

俯仰调节机构5，用于控制输送管4做俯仰运动；包括，竖直支架51，其下端连接于所述U形固定块32；第一滑轮52，设置于所述竖直支架51上部；第一卷筒53及第一电机，安装于所述回转支架33上；第一钢丝绳54，一端缠绕于第一卷筒53上，另一端连接于所述输送管4第一直管41前端，第一电机驱动第一卷筒53通过第一钢丝绳的缩放实现输送管俯仰运动；

输送管伸缩调节机构6，用于控制输送管4做伸直折叠运动；包括，第二滑轮61，设置于所述竖直支架51上部；第二卷筒62及第二电机，安装于所述回转支架33上；第二钢丝绳63，一端缠绕于第二卷筒62上，另一端连接于所述输送管4第二直管42前端，第二电机驱动第二卷筒62通过第二钢丝绳63的缩放实现输送管4伸直折叠运动；

待机位支撑架7，用于支撑位于待机状态的输送管4，待机位支撑架7安装于所述固定操作平台100外侧面，位于所述固定支架2一侧；

料管架8，设置于中间包盖200上。

优选的，所述输送管4的第一直管41、第二直管42活动连接处相对设置一气缸或液压缸9，形成折叠伸直结构。

进一步，所述的料仓1设有助流气垫和/或振动电机及称重传感器。

优选的，所述的软管43与第一直管41之间设管接头45，其作用是将软管43下部进行偏置，避开钢丝绳位置。所述的软管43采用波纹管。

又，所述的第一直管41和软管43之间还设一圆形弯管46。

所述的圆形弯管46一端通过管接头45与第一直管41入口端相连，另一端与软管43相连，所述的管接头45一端为矩形一端为圆形，中部平滑过渡。

优选的，所述第一直管41、第二直管42为矩形直管。

优选的，所述第二直管42内腔的长边边长大于第一直管41外壁的长边边长，第二直管42内腔的短边边长大于第一直管41外壁的短边边长。

优选的，所述第一直管41内腔短边边长大于或等于圆形弯管46内腔直径。

优选的，所述料管架8由U型槽81和支撑架82组成，U型槽81内表面宽度大于第二直管42外壁长边边长。

本发明所述的中间包覆盖剂投料装置的投料方法，包括如下步骤：

1)投料作业开始前，料管架通过紧靠中间包盖上定位槽进行快速定位，各个料管架依次放置到位；

2)投料作业开始时，俯仰调节机构与回转机构配合运动，输送管离开待机位支撑架，在避开中间包区域障碍物的同时以最短路径将第二直管放置在中间包盖投料孔的料管架上，料仓开启下料，覆盖剂颗粒从料仓中下落，通过输送管输送，通过料管架进入中间包盖投料孔中；当料仓中称重传感器测得覆盖剂下落量达到单孔投料量时，料仓出料口关闭，待输送管中覆盖剂余料全部进入中间包盖投料孔中后，完成单孔投料作业；

3)当输送管第一、第二直管运动时与周边结构发生干涉时，进入折叠过渡状态，第二电机驱动第二卷筒收缩第二钢丝绳，令第二直管抬起，使输送管处于折叠状态，回转机构和俯仰调节机构配合运动，令输送管避开周边障碍物；

4)避开障碍后，第一直管与第二直管间的气缸或液压缸伸出，直至第一直管与第二直管间回到伸直状态；

5)完成所有孔的投料作业后，输送管重新回至待机位支撑架，等待下次投料作业。

又，不进行投料作业时，投料装置位于待机状态，此时，输送管放置在待机位支撑架上；优选地，输送管放置在水平面内，与操作室边线间平行。

所述的料管架放置于中间包盖板上方，用于支撑第二直管前端并实现直管定位。料管架的U型槽与水平面的角度与第二直管伸直输料时的角度决定。料管架的摆放方向由输送管伸直输料时的方向决定。U型槽内表面宽度略大于第二直管外壁长边边长。料管架在投料作业完成时可以移除，在投料作业准备阶段可通过靠紧中间包盖上定位槽进行快速定位。

实施例：

不进行投料作业时，本装置位于待机状态，此时，第二直管和第一直管间处在伸直状态。第一直管前端放置在待机位支撑架上，优选地，第一、二直管放置在水平面内，与操作室边线间平行。

投料作业开始前，料管架通过紧靠中间包盖上定位槽进行快速定位，各个料管架依次放置到位。

投料作业开始时，第一电机驱动第一卷筒收缩第一钢丝绳令第一直管前端抬起，接着第二电机驱动竖直回转轴令第一、二直管做回转运动，离开待机位。

俯仰调节机构与回转机构配合运动，在避开中间包区域障碍物(如塞棒)的同时以最短路径将第二直管放置在第一个投料孔的料管架上，料仓开启下料，覆盖剂颗粒从料仓中下落，通过输送管输送，通过料管架进入中间包孔中。当料仓中称重传感器测得覆盖剂下落量达到单孔投料量时，料仓出料口关闭，延迟几秒待输送管中覆盖剂余料全部进入中间包孔中后，完成单孔投料作业。

俯仰调节机构与回转机构配合运动，将第一、第二直管放置到第二个投料孔的料管架上，重复投料过程。

当输送管在两个投料孔间切换会与周边结构发生干涉时，需增加折叠过渡状态，如示例中第二投料孔201完成投料作业向第三投料孔202切换时，第二直管会与钢包300和长水口操作器400间发生干涉。因此，在第二投料孔处完成投料作业后，第二电机驱动第二卷筒收缩第二钢丝绳，令第二直管抬起，避开钢包和长水口操作器位置，回转机构运动，令矩形直管位于第三投料孔的料管架上方时，折叠机构中的气缸或油缸伸出，令第二直管与第一直管间处于伸直状态，必要时，配合俯仰调节机构运动，使第二直管伸直放置在第三投料孔中，重复投料作业。

当本装置完成所有孔的投料作业后，重新回至待机位，等待下次投料作业。此时，放置于中间包盖上的料管架可以移除。

Claims (28)

1.一种中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，包括，

料仓，安装于固定操作平台操作室上方，用于存储覆盖剂颗粒，料仓底部设出料口及相应的控制阀；

固定支架，其后端固定于所述固定操作平台操作室外侧面，固定支架前端中央设一通孔；

回转机构，包括，

一回转轴，设置于所述固定支架前端中央的通孔，其上端设一U形固定块；

回转支架，位于固定支架上方，回转支架前端连接所述回转轴上部，回转支架绕回转轴回转；

电机及减速机，连接所述回转轴下部；

输送管，为可折叠式结构，包括第一、第二直管及软管；第一、第二直管为活动连接，形成可折叠式结构，软管连接第一直管一端，软管连接于所述料仓底部的出料口，第一直管上部套设一支撑套，支撑套通过销轴活动连接于所述U形固定块上；

俯仰调节机构，用于控制输送管做俯仰运动；包括，

竖直支架，其下端连接于所述U形固定块；

第一滑轮，设置于所述竖直支架上部；

第一卷筒及第一电机，安装于所述回转支架上；

第一钢丝绳，一端缠绕于第一卷筒上，另一端连接于所述输送管第一直管前端，第一电机驱动第一卷筒通过第一钢丝绳的缩放实现输送管俯仰运动；

输送管伸缩调节机构，用于控制输送管做伸直折叠运动；包括，

第二滑轮，设置于所述竖直支架上部；

第二卷筒及第二电机，安装于所述回转支架上；

第二钢丝绳，一端缠绕于第二卷筒上，另一端连接于所述输送管第二直管前端，第二电机驱动第二卷筒通过第二钢丝绳的缩放实现输送管伸直折叠运动；

待机位支撑架，用于支撑位于待机状态的输送管，待机位支撑架安装于所述固定操作平台操作室外侧面，位于所述固定支架一侧；

料管架，设置于中间包盖上。

2.如权利要求1所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述输送管的第一直管、第二直管活动连接处相对设置一气缸或液压缸，形成折叠伸直结构。

3.如权利要求1或2所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的软管与第一直管之间设管接头。

4.如权利要求1或2所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的第一直管和软管之间还设一圆形弯管。

5.如权利要求3所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的第一直管和软管之间还设一圆形弯管。

6.如权利要求4所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的圆形弯管一端通过管接头与第一直管入口端相连，另一端与软管相连，所述的管接头一端为矩形一端为圆形，中部平滑过渡。

7.如权利要求5所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的圆形弯管一端通过管接头与第一直管入口端相连，另一端与软管相连，所述的管接头一端为矩形一端为圆形，中部平滑过渡。

8.如权利要求1或2所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

9.如权利要求3所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

10.如权利要求4所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

11.如权利要求5所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

12.如权利要求6所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

13.如权利要求7所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管、第二直管为矩形直管。

14.如权利要求8所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第二直管内腔的长边边长大于第一直管外壁的长边边长，第二直管内腔的短边边长大于第一直管外壁的短边边长。

15.如权利要求9～13任何一项所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第二直管内腔的长边边长大于第一直管外壁的长边边长，第二直管内腔的短边边长大于第一直管外壁的短边边长。

16.如权利要求8所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管内腔短边边长大于或等于圆形弯管内腔直径。

17.如权利要求9～13任何一项所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管内腔短边边长大于或等于圆形弯管内腔直径。

18.如权利要求14所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管内腔短边边长大于或等于圆形弯管内腔直径。

19.如权利要求15所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述第一直管内腔短边边长大于或等于圆形弯管内腔直径。

20.如权利要求1所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的料仓设有助流气垫和/或振动电机及称重传感器。

21.如权利要求1所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的软管采用波纹管。

22.如权利要求3所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的软管采用波纹管。

23.如权利要求4所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的软管采用波纹管。

24.如权利要求5所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述的软管采用波纹管。

25.如权利要求1所述的中间包覆盖剂投料装置，其特征在于，所述料管架由U型槽和支撑架组成，U型槽内表面宽度大于第二直管外壁长边边长。

26.如权利要求1所述的中间包覆盖剂投料装置的投料方法，其特征是，包括如下步骤：

1)投料作业开始前，料管架通过紧靠中间包盖上定位槽进行快速定位，各个料管架依次放置到位；

2)投料作业开始时，俯仰调节机构与回转机构配合运动，输送管离开待机位支撑架，在避开中间包区域障碍物的同时以最短路径将第二直管放置在中间包盖投料孔的料管架上，料仓开启下料，覆盖剂颗粒从料仓中下落，通过输送管输送，通过料管架进入中间包投料孔中；当料仓中称重传感器测得覆盖剂下落量达到单孔投料量时，料仓出料口关闭，待输送管中覆盖剂余料全部进入中间包投料孔中后，完成单孔投料作业；

3)当输送管第一、第二直管运动时与周边结构发生干涉时，进入折叠过渡状态，第二电机驱动第二卷筒收缩第二钢丝绳，令第二直管抬起，使输送管处于折叠状态，回转机构和俯仰调节机构配合运动，令输送管避开周边障碍物；

4)避开障碍后，第一直管与第二直管间的气缸或液压缸伸出，直至第一直管与第二直管间回到伸直状态；

5)完成所有孔的投料作业后，输送管重新回至待机位支撑架，等待下次投料作业。

27.如权利要求26所述的中间包覆盖剂投料装置的投料方法，其特征是，不进行投料作业时，投料装置位于待机状态，此时，输送管放置在待机位支撑架上。

28.如权利要求26所述的中间包覆盖剂投料装置的投料方法，其特征是，不进行投料作业时，投料装置位于待机状态，此时，输送管放置在水平面内，与操作室边线间平行。