CN108796174A - 气涌聚渣装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金技术领域,具体是一种气涌聚渣装置,包括扒渣机和聚渣装置,聚渣装置包括齿轮箱、齿条箱、供气管、喷气枪、伺服电机,齿条箱由齿轮箱驱动,齿条箱可穿过齿轮箱在水平方向往复运动;供气管设置在齿条箱内,供气管的一端与喷气枪通过旋转接头A连接;伺服电机安装在齿条箱上,伺服电机与供气管连接并可驱动供气管相对齿条箱旋转;喷气枪设置有接通供气管的气路。本发明占用空间小,使所有的扒渣现场都能实现涌动扒渣工艺;喷气枪可跟随供气管在周向上360°转动,在喷气涌动过程中喷吹点位置及深度可实时控制,可以实现扒除时间、钢水温降和耗气量的最优化,从而使扒渣成本最小。

Description

气涌聚渣装置
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,具体是一种对脱硫后钢包内浮渣进行扒除的气涌聚渣装置。
背景技术
铁水脱硫后必须及时扒除钢水表面浮渣,这是因为残渣中的硫分含量高,会扩散到钢水中,造成转炉“回硫”现象,必定大幅增加后续工序精炼脱硫的成本。实践证明,扒除的脱硫渣成分构成中,有一半的含量为铁,说明扒渣过程中造成的铁损较大,导致多次投入聚渣剂;加之扒渣时间较长,温降较大,造成传统扒渣方法成本较高。
目前,已有企业采用从铁水罐顶部垂直插入喷气枪的涌动式扒渣技术,不仅脱硫渣扒除相对干净,而且铁损减少,扒渣时间减少,完全不需要加入聚渣剂,在实践中取得了较好的降本增效效果。
现有的聚渣装置主要有卧式、立式及斜插式,有的采用单枪喷气,也有采用对称双枪喷气,无论采用哪种方式,都存在以下缺点:(1)体积非常庞大,只能应用在空间有富裕的扒渣场所。像攀钢这样的象牙微雕工程,生产空间紧凑,完全不满足安装使用条件;此外基本上都要占用部分除尘烟罩空间,造成烟尘外逸;(2)喷吹管插入钢水后,无法调整喷吹位置,即激励源位置不可控,这样就无法实现扒渣时间最短、氮气消耗量最小的最优化操作。
例如,专利号为201410253742.5的中国专利公开了一种涌动式铁水扒渣方法,两支喷气枪从铁水罐顶部垂直插入铁水,两枪间距为罐口半径1/2,插入位置在罐口1/2半径处,插入深度0.5-2.5m;控制供气强度≥2NL/(min·t),压力>0.7MPa;控制A喷气枪供气强度在2NL/(min·t),逐步加大B喷气枪供气强度至铁水翻滚裸露面与铁水罐壁接触,再将A枪调至与B枪供气强度相同,至铁水翻滚裸露面积大于铁水罐口1/2时开始扒渣;扒渣结束喷气枪拔出铁水后继续喷吹30s以上;用葫芦吊提升喷气枪,使定位销离开定位孔190-210mm,葫芦吊横移至两枪间距达到罐口半径长度时再下降,使定位销落入新的定位孔。上述技术方案存在的问题是,采用双枪喷气,涌动区域存在相干涉盲区,容易滞留浮渣无法彻底清除;此外,双管耗气量更大,增加了成本。
申请号为200520039594.3的中国专利公开了一种扒渣装置,包括作业平台、伸缩机构、吹渣枪、旋转机构、升降机构;作业平台,其上设有轨道;伸缩机构,包括活动小车、驱动机构;活动小车设置于作业平台的轨道上,并与驱动机构相联接;吹渣枪,设置于活动小车上;通过伸缩机构使吹渣枪准确到位;旋转机构包括电动机,其一端连接于活动小车,连接伸缩机构与吹渣枪,调整吹渣枪气体吹入角度;升降机构包括回转架、驱动机构;所述的回转架一端活动连接于作业平台,其一端连接于驱动机构,所述的轨道设置于该回转架上。在扒渣前通过喷枪吹气,将铁水包后部区域的浮渣驱赶的铁水包包嘴区域,再通过机械方式扒除。上述技术方案存在的问题是,1、喷气枪只能相对钢包沿喷气枪长度方向上下移动,而不能在周向调整喷气口的位置,当活动小车后退时喷气枪随其后退,喷气口容易脱离液面,很难将残渣聚集到一起;2、搭建作业平台费时费力,占用空间大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种占用空间小、喷吹管喷吹位置可控、扒渣时间短的气涌聚渣装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:气涌聚渣装置,包括扒渣机和聚渣装置,扒渣机与聚渣装置可拆卸连接;
聚渣装置包括齿轮箱、齿条箱、供气管、喷气枪、伺服电机,齿条箱为长条状,齿条箱底部中心处沿长度方向设置有齿条,齿条箱由齿轮箱驱动,齿条箱可穿过齿轮箱在水平方向往复运动;供气管设置在齿条箱内,供气管的一端与喷气枪通过旋转接头A连接;伺服电机安装在齿条箱上,伺服电机与供气管连接并可驱动供气管相对齿条箱旋转;喷气枪设置有接通供气管的气路。
其中,齿轮箱包括箱体、限位辊、支撑辊、齿轮,箱体内部上方并排设置有两个限位辊,齿条箱箱顶设置有倒V型导轨,倒V型导轨贴合设置在两个限位辊之间;箱体内部下方并排设置有两个支撑辊,齿条箱底部位于齿条的两侧设置有直线导轨,直线导轨放置在支撑棍上;齿轮设置在箱体内并与齿条啮合;还包括减速电机,减速电机设置在箱体外,减速电机与齿轮连接。
其中,喷气枪包括连接管和喷吹管,连接管一端与供气管通过旋转接头A连接,连接管的另一端弯曲呈弧形并与喷吹管通过锥管螺纹连接,喷吹管外壁上设置有一层耐火材料。
其中,包括控制系统,控制系统分别连接伺服电机、减速电机。
进一步的是,包括供气系统,供气管的另一端通过旋转接头B与供气系统连接,供气系统的管路上设置有电磁阀,电磁阀与控制系统连接。
进一步的是,包括监测系统和声光报警系统,监测系统和声光报警系统分别和控制系统连接。
其中,包括轴承,供气管通过轴承设置在齿条箱内。
其中,扒渣机的回转座上焊接有连接座,齿轮箱与连接座通过螺栓连接。
其中,扒渣机的扒渣板为半月形。
本发明的有益效果是:(1)占用空间小,直接在扒渣机回转台上安装聚渣装置,无需另行搭建工作台面,使所有的扒渣现场都能实现涌动扒渣工艺;此外,不会占用吸尘罩的空间,避免烟气溢出污染环境;(2)喷气枪可跟随供气管在周向上360°转动,在喷气涌动过程中喷吹点位置及深度可实时控制,可以实现扒除时间、钢水温降和耗气量的最优化,从而使扒渣成本最小,经申请人实际测算表明,采用涌动扒渣工艺装备吨钢可降成本近20元;(3)齿轮箱结构设计合理,与齿条箱紧密配合,有利于喷气枪插入深度的精确控制;(4)喷气枪由可拆卸的连接管和喷吹管组成,相比于一体式的喷气枪而言,替换掉过热损坏掉的喷吹管显而易见更为节省成本;(5)喷气枪的进退、旋转分别由减速电机、伺服电机通过控制系统控制实现,喷气流量可由电动阀调节,最终形成一套最优实现最少扒渣时间及最小耗气量的程序,操作精准简便;(6)还设置有由控制系统控制的监测系统和声光报警系统,对扒渣臂转角在涌动过程进行检测,一但摆角超标,将自动锁定扒渣臂并声光报警,以防止喷吹管碰撞钢包壁。(7)扒渣机的扒渣板为半月形,相较于常规的方形扒渣板而言,更适应倾斜钢包沿口处扒渣的需要。
附图说明
图1为本发明其中一种实施方式的整体示意图;
图2为聚渣装置正视图;
图3为聚渣装置俯视图;
图4为聚渣装置侧面剖视图;
图中标记为:扒渣机1、扒渣臂11、聚渣装置2、齿轮箱21、限位辊211、支撑辊212、齿轮213、齿条箱22、倒V型导轨221、轴承222、供气管23、喷气枪24、连接管241、喷吹管242、伺服电机25、旋转接头A26、减速电机27、旋转接头B28、钢包3、除尘罩4、操作室5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1至图4所示,本发明气涌聚渣装置,包括扒渣机1和聚渣装置2,扒渣机1设置在水平工作台上,扒渣机1与聚渣装置2可拆卸连接,不需要另行搭建工作台放置聚渣装置2,占用空间小;
聚渣装置2包括齿轮箱21、齿条箱22、供气管23、喷气枪24、伺服电机25,齿条箱22为长条状,齿条箱22底部中心处沿长度方向设置有齿条,齿条箱22由齿轮箱21驱动,齿条箱22可穿过齿轮箱21在水平方向往复运动;供气管23设置在齿条箱22内,供气管23的一端与喷气枪24通过旋转接头A26连接;伺服电机25安装在齿条箱22上,伺服电机25通过螺栓连接在齿条箱22的端部,伺服电机25与供气管23连接并可驱动供气管23相对齿条箱22旋转,可以理解的是,供气管23可带动喷气枪24在周向上360°旋转;喷气枪24设置有接通供气管23的气路,喷气枪24的末端设置有喷气口;优选的,齿条箱22四面侧壁设置有若干个大小均匀的通孔,以达到减轻齿条箱22重量的目的。
上述技术方案的工作方式是,钢包3到位后向扒渣机1方向倾斜一定角度,扒渣机1从检修工位旋转90度至工作位,伸出扒渣臂11,将钢包3内浮渣进行初扒;扒渣臂11缩回;启动齿轮箱21,伸出齿条箱22到位;向供气管23中通入氮气;启动伺服电机25,将供气管23旋转至特定角度,将喷气枪24的喷口插入到钢水中;启动扒渣机1伸出扒渣臂11,在钢包3口处直线往复扒除残留浮渣;结束扒渣后,聚渣装置2的喷气枪24反向转动复位;停止供气;齿条箱22缩回;扒渣机1复位并反向旋转90度到检修工位待命。喷气扒渣过程中,喷气口可通过控制齿条箱22的伸缩及旋转喷气枪24的摆角来动态调整位置及插入深度;钢包3上方设置有除尘罩4。
优选的,齿轮箱21包括箱体、限位辊211、支撑辊212、齿轮213,箱体内部上方并排设置有两个限位辊211,齿条箱22箱顶设置有倒V型导轨221,倒V型导轨221贴合设置在两个限位辊211之间;箱体内部下方并排设置有两个支撑辊212,齿条箱22底部位于齿条的两侧设置有直线导轨,直线导轨放置在支撑棍上;优选的,倒V型导轨221及直线导轨可设置橡胶轨面积尘刮除装置;齿轮213设置在箱体内并与齿条啮合;还包括减速电机27,减速电机27设置在箱体外,减速电机27与齿轮213连接;限位辊211起到限位防震作用,齿轮箱21与齿条箱22紧密配合,便于精确控制齿条箱22的伸出距离;优选的,齿条箱22由耐热不锈钢焊接而成,以保证在钢水的热辐射作用下能够需保持足够的钢性。
优选的,喷气枪24包括连接管241和喷吹管242,连接管241一端与供气管23通过旋转接头A26连接,连接管241的另一端弯曲呈弧形并与喷吹管242通过锥管螺纹连接,相比于一体式的喷气枪24而言,替换掉过热损坏掉的喷吹管242显而易见更为节省成本,喷吹管242外壁上设置有一层耐火材料。
优选的,包括控制系统,控制系统设置在操作室5内,操作室5位于扒渣机1工作台上方,控制系统由PLC控制器、显示屏、电源等常规设备构成,控制系统分别连接伺服电机25、减速电机27。
进一步优选的,包括供气系统,供气管23的另一端通过旋转接头B28与供气系统连接,供气系统包括氮气瓶及管路,供气系统的管路上设置有电磁阀,由电磁阀控制气体流量的大小、通断,电磁阀与控制系统连接。
进一步优选的,包括监测系统和声光报警系统,监测系统和声光报警系统分别和控制系统连接。监测系统实时对扒渣臂11转角在涌动过程进行检测,一但摆角超标,将自动锁定扒渣臂11并声光报警,以防止喷吹管242碰撞钢包3;扒渣臂11的扒渣板下方两侧超限位置各设置一个接近开关,当监测系统检测到转角即将超标时,向控制系统发出停止继续摆动要求信号,控制系统控制声光报警系统发出警报。
优选的,包括轴承,供气管23通过轴承222设置在齿条箱22内,可以理解的是,轴承222起到支承作用,以保证供气管23能跟随齿条箱22的移动而移动,但不会妨碍供气管23在周向上的转动。
优选的,扒渣机1的回转座上焊接有连接座,齿轮箱21与连接座通过螺栓连接。
优选的,扒渣机1的扒渣板为半月形,可以理解的是,由于钢包3倾斜,常规的扒渣板为方形,不能将浮渣清除干净,半月形的扒渣板更适应倾斜钢包3沿口处扒渣的需要。

Claims (9)

1.气涌聚渣装置,其特征在于:包括扒渣机和聚渣装置,扒渣机与聚渣装置可拆卸连接;
聚渣装置包括齿轮箱、齿条箱、供气管、喷气枪、伺服电机,齿条箱为长条状,齿条箱底部中心处沿长度方向设置有齿条,齿条箱由齿轮箱驱动,齿条箱可穿过齿轮箱在水平方向往复运动;供气管设置在齿条箱内,供气管的一端与喷气枪通过旋转接头A连接;伺服电机安装在齿条箱上,伺服电机与供气管连接并可驱动供气管相对齿条箱旋转;喷气枪设置有接通供气管的气路。
2.根据权利要求1所述的气涌聚渣装置,其特征在于:齿轮箱包括箱体、限位辊、支撑辊、齿轮,箱体内部上方并排设置有两个限位辊,齿条箱箱顶设置有倒V型导轨,倒V型导轨贴合设置在两个限位辊之间;箱体内部下方并排设置有两个支撑辊,齿条箱底部位于齿条的两侧设置有直线导轨,直线导轨放置在支撑棍上;齿轮设置在箱体内并与齿条啮合;还包括减速电机,减速电机设置在箱体外,减速电机与齿轮连接。
3.根据权利要求1所述的气涌聚渣装置,其特征在于:喷气枪包括连接管和喷吹管,连接管一端与供气管通过旋转接头A连接,连接管的另一端弯曲呈弧形并与喷吹管通过锥管螺纹连接,喷吹管外壁上设置有一层耐火材料。
4.根据权利要求1所述的气涌聚渣装置,其特征在于:包括控制系统,控制系统分别连接伺服电机、减速电机。
5.根据权利要求4所述的气涌聚渣装置,其特征在于:包括供气系统,供气管的另一端通过旋转接头B与供气系统连接,供气系统的管路上设置有电磁阀,电磁阀与控制系统连接。
6.根据权利要求4所述的气涌聚渣装置,其特征在于:包括监测系统和声光报警系统,监测系统和声光报警系统分别和控制系统连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的气涌聚渣装置,其特征在于:包括轴承,供气管通过轴承设置在齿条箱内。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的气涌聚渣装置,其特征在于:扒渣机的回转座上焊接有连接座,齿轮箱与连接座通过螺栓连接。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的气涌聚渣装置,其特征在于:扒渣机的扒渣板为半月形。
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