CN109908827A - Kr脱硫搅拌器稳定自锁的装备及其拆卸和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，包括下法兰盘和上法兰盘，下法兰盘和上法兰盘的安装面上设置有多个相对应的均布的通孔，在通孔中通过安装销轴系统将下法兰盘和上法兰盘稳定连接；所述销轴系统包括销轴，在销轴下部设置有腰型孔，腰型孔内安装有定位块，定位块的一侧设置有定位销，销轴上方从下往上依次设置有垫块、碟簧，销轴上方顶部设置有螺帽和安装环。本发明还公开了所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备的拆卸和安装方法。本发明具有法兰盘强度大、定位准确快速、拆除和安装方便、能快速吊装，连接可靠的优点。

Description

KR脱硫搅拌器稳定自锁的装备及其拆卸和安装方法

技术领域

本发明涉及一种钢铁脱硫搅拌器自锁的设备，具体涉及一种KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，本发明还涉及KR脱硫搅拌器稳定自锁的装备的拆卸和安装方法。

背景技术

铁水脱硫是高附加值洁净钢生产平台的关键技术，脱硫后扒渣是钢水洁净度控制的关键工序，涉及杂质返回与钢水纯净度。铁水KR搅拌脱硫以脱硫动力学条件优良、深脱硫稳定等特点，已成为当今国内外钢铁企业重点关注的铁水脱硫工艺和铁水深脱硫的首选工艺。KR脱硫搅拌器作为KR铁水脱硫的核心装置，其设备稳定性和可靠性对脱硫效果具有决定性作用，但是目前KR脱硫搅拌器在实际使用过程中存在以下问题：

1、由于铁水钢液温度高，搅拌器搅拌转速快，这样搅拌器在搅拌铁水的过程中反作用力较大，搅拌器容易松动，进而导致整个系统异常振动，极大缩短了电机、减速机等设备的使用寿命，备件成本增加；

2、搅拌器连接不稳容易对铁水搅拌流场产生了不利影响，增加脱硫剂消耗，影响脱硫效果。

由此可见，如何实现搅拌器在高速转动状态下稳定自锁尚需进一步研究。

经在有关文献数据库中检索，共查到关于KR搅拌器及其自锁装置的相关专利5篇，其具体情况如下：

1、辽宁中邦高新技术发展有限公司开发了一种KR法铁水脱硫搅拌装置(陈树村.KR法铁水脱硫搅拌装置.中国，发明专利，CN102492800A.2011-12-28.)，该装置包括法兰盘连接件、与连接件固定相连的搅拌轴、搅拌叶片和耐火材料。其中在搅拌轴内固定设有内管，内管外壁与搅拌轴形成导流腔，搅拌轴内腔经通孔与导流腔相通，在导流腔内设有散热涡流导流装置，散热涡流导热装置采用涡旋叶片结构，搅拌叶片为直角梯形体，其顶部耐火材料层平面与水平平面的偏角0°＜α≤35°。该搅拌器结构简单、工作寿命长、成本低廉，但只是侧重于搅拌器本体结构研究，无法做到高速状态下稳定自锁；

2、辽宁中邦高新技术发展有限公司公开了一种KR法铁水脱硫用搅拌装置(于林辉、陈学新、项瑞清、陈树村，等.KR法铁水脱硫用搅拌装置.中国，发明专利，CN102517414A.2012-6-27.)，该装置包括法兰盘连接件、与连接件固定相连的搅拌轴和搅拌叶片。所述搅拌叶片的迎铁面为凸弧形面，背铁面为凸弧形面，搅拌叶片的叶片底部宽度a小于叶片顶部宽度b。搅拌叶片的叶片底部与背铁面夹角处为凸弧形面，搅拌叶片为三叶片结构，其侧壁外角为凸弧形面。该搅拌器结构简单、工作寿命长，但对如何实现搅拌器高速旋转状态下稳定自锁没有任何帮助和借鉴意义；

3、郑州市裕丰耐火材料有限公司公开了一种KR搅拌头(张会敏，张志明，张景倚，王永红，郑化，等.KR搅拌头.中国，实用新型专利，CN202808856U.2013-3-20.)，该装置包括中间轴、连接法兰、搅拌叶，其中搅拌叶的数量为三个或四个。搅拌叶均布于中间轴下端的圆周侧壁上，搅拌叶的横截面为圆形或包含有上、下平行的水平边和左右对称的弧形边的四边形，搅拌叶的最外端为凸弧面，在相邻两个搅拌叶的夹角处填充有刚玉莫来石质的加厚层，加厚层的外侧面为平面结构，加厚层的增加消除了搅拌叶夹角间的棱结，使得搅拌头更耐冲刷。该专利有效延长了KR搅拌头的使用寿命，而且使得搅拌过程中铁水的流动更加平稳、一致，提高了脱硫的效果，但该专利仍不能有效解决搅拌器稳定连接传动问题；

4、上海金艺检测技术有限公司公开了一种炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法(蔡正国.炼钢厂KR法铁水脱硫搅拌器健康状态在线监测方法.中国，发明专利，CN107449623A.2017-12-8.)，该方法主要通过在搅拌器关键部位分别设置振动加速度传感器并采集振动数据，振动数据做FFT变换并特征提取，分别计算滚动轴承健康状态因子、减速机齿轮健康状态因子和搅拌桨积瘤状态因子并与设定条件判断，满足设定条件表明搅拌器运行状态正常，否则由在线监测系统分别给出状态异常预报或报警。本方法可实现监测搅拌器的运行状态并且故障时及时报警，确保正常的生产作业秩序，避免安全隐患，提高了搅拌器的使用寿命，但该方法无法实现搅拌器的稳定可靠连接；

5、中冶南方工程技术有限公司公开了一种铁水脱硫搅拌头的更换装置及更换搅拌头的方法(袁金生.铁水脱硫搅拌头的更换装置及更换搅拌头的方法.中国，发明专利，CN105506225 A.2026-4-20.)，该更换装置包括更换小车、支架、升降台、旋转座、升降驱动机构及旋转驱动机构；支架座设于更换小车上，升降驱动机构驱动升降台沿支架竖直滑移升降；升降台上开设有沿竖直方向的通孔及由一侧边部延伸至该通孔的通槽，旋转座镶嵌置于通孔内且通过旋转驱动机构驱动其绕通孔轴线旋转，旋转座为带有缺口的环形件且内环直径小于法兰连接件的直径而大于搅拌轴的直径，通槽及缺口的宽度均大于搅拌轴的直径，旋转座与其位于更换小车台面的投影之间的空间用于置立搅拌头，通槽与其位于更换小车台面的投影之间的空间用于行走搅拌头。该装置有效降低了劳动强度及更换时间，但对搅拌器稳定连接未作改进性研究。

综上所述，在所查公开发表文献中，未发现能有效实现KR搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的相关技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高速状态稳定自锁功能、且安装难度低的KR脱硫搅拌器稳定自锁的装备。

本发明是这样实现的：

一种KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，包括下法兰盘和上法兰盘，下法兰盘和上法兰盘的安装面上设置有多个相对应的均布的通孔，在通孔中通过安装销轴系统将下法兰盘和上法兰盘稳定连接；

所述销轴系统包括销轴，在销轴下部设置有腰型孔，腰型孔内安装有定位块，定位块的一侧设置有定位销，销轴上方从下往上依次设置有垫块、碟簧，销轴上方顶部设置有螺帽和安装环。

更进一步的方案是：

所述上法兰盘上设置有上筋板，下法兰盘上设置有下筋板，上筋板和下筋板都均布在法兰盘面上。

更进一步的方案是：

在部分通孔中，还设置有螺栓及配套螺母，通过螺栓和配套螺母进一步提高上法兰盘和下法兰盘之间连接的稳定性。

更进一步的方案是：

下法兰盘上，安装有螺栓的通孔的位置一侧安装有安装块，螺栓的螺栓头也设置有凹槽，凹槽与安装块配合实现螺栓的快速定位。

更进一步的方案是：

所述定位块为带凹槽且底部有倾角α的方块，倾角α≤30°；定位块的凹槽长度和宽度尺寸与销轴的腰型孔的长度相同。

更进一步的方案是：

销轴顶部通过螺纹连接螺帽，螺帽和安装环为一体式结构。

更进一步的方案是：

所述上法兰盘上设置有上吊耳，下法兰盘上设置有下吊耳。

本发明还提供了KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备的拆卸和安装方法，包括：

步骤一、利用钢丝绳和下吊耳将下法兰盘抬起，消除拆卸过程中下法兰盘重力的影响；

步骤二、拆除螺母和螺栓；

步骤三、将液压千斤顶放在安装环上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘的端盖接触、另一端与安装环接触时继续施压，随着蝶簧被压缩，当销轴的腰型孔完全露出至下法兰盘时，停止施压；

步骤四、拔掉定位销，将定位块抽出腰型孔之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘端盖脱离之后，拿掉千斤顶；

步骤五、将蝶簧、螺帽、安装环整体向上提，当最下面一个蝶簧与上法兰盘的上安装面距离大于安装架的高度时，将C型安装架插入到蝶簧的下方，由于安装架的高度大于安装在下法兰盘部分销轴的长度，这样能够使销轴下底面高于上法兰盘的底面，有效避免下法兰盘安装过程中销轴因碰撞而发生的变形；

步骤六、利用行车、下吊耳将下法兰盘吊走，并吊上来新的下法兰盘；

步骤七、将螺栓插入到上下法兰盘的通孔中，并利用螺母进行预定位；

步骤八、拿掉安装架，使销轴垂直下落并通过通孔露出下法兰盘之外；

步骤九、将液压千斤顶放在安装环上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘的端盖接触、另一端与安装环接触时继续施压，随着蝶簧被压缩，当销轴的腰型孔完全露出下法兰盘时，停止施压；

步骤十、将定位块插入到腰型孔之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘端盖脱离之后，拿掉千斤顶，插入定位销对定位块进行定位；

步骤十一、拧紧螺母，松掉与下吊耳连接的钢丝绳，完成整个下法兰盘的安装。

更进一步的方案是：

当销轴发生变形或者需要周期更换时，在安装过程中拆卸掉螺帽和安装环，更换新的销轴即可。

更进一步的方案是：

当销轴上的蝶簧未受到压力时，销轴的腰型孔的上轮廓线高于下法兰盘安装板的底面。

本申请具有如下优点：

1、设备上在上下法兰盘上均设计有多个筋板，有效提高了上下法兰盘的强度，降低了法兰盘的重量；

2、设计有带凹槽且底部有倾角(α)的定位块，利用倾角能实现定位块的快速安装，并且在定位块较轻的一侧设计有定位销，通过定位销能实现定位块的稳定定位；

3、设计有一体式螺帽和安装环结构，能够实现销轴的快速安装和拆除，且通过这种结构可以大幅降低上法兰盘的整体高度，降低备件成本；

4、下法兰盘在螺栓安装孔的位置一侧安装有安装块，且与之配套的螺栓头也设计有凹槽，这样通过安装块和螺栓头凹槽的配合能实现螺栓的快速定位，防止安装过程中发生转动，提高了安装效率，降低了安装难度；

5、上下法兰盘上均设计有吊耳，可以实现法兰盘的整体快速吊装；

6、利用蝶簧形变能够实现销轴的稳定可靠连接，保证了整个装置高速运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的仰视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明销轴连接装置的半剖图；

图5是本发明销轴连接装置的三维视图；

图6是本发明定位块的主视图；

图7是本发明安装架的主视图；

图8是本发明安装架的俯视图；

图中标记为，下法兰盘1、下筋板2、销轴3、定位块4、定位销5、上吊耳6、蝶簧7、螺帽8、安装环9、上法兰盘10、螺栓11、螺母12、上筋板13、下吊耳14、安装块15、垫块16、螺纹17、腰型孔18、安装架19、手柄20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本专利作进一步说明。

实施例1

如附图1至附图3所示，一种KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，包括下法兰盘1和上法兰盘10，下法兰盘1和上法兰盘10的安装面上设置有多个相对应的均布的通孔，在通孔中通过安装销轴系统将下法兰盘和上法兰盘稳定连接；

所述销轴系统包括销轴3，在销轴下部设置有腰型孔18，腰型孔内安装有定位块4，定位块的一侧设置有定位销5，销轴上方从下往上依次设置有垫块16、碟簧7，销轴上方顶部设置有螺帽8和安装环9。

上法兰盘10上设计有上筋板13、下法兰盘1上设计有下筋板2，并且筋板都均布在整个法兰盘面上，能提高上下法兰盘的强度，降低法兰盘的重量。

在部分通孔中，还设置有螺栓11及配套螺母12，通过螺栓和配套螺母进一步提高上法兰盘和下法兰盘之间连接的稳定性。

如附图2所示，下法兰盘上，安装有螺栓的通孔的位置一侧安装有安装块15，螺栓11的螺栓头也设置有凹槽，凹槽与安装块配合实现螺栓的快速定位。

如附图5和6所示，定位块4为带凹槽且底部有倾角α的方块，倾角α≤30°；定位块的凹槽长度和宽度尺寸与销轴的腰型孔18的长度相同。

如附图4和5所示，销轴3顶部通过螺纹17连接螺帽8，螺帽8和安装环9为一体式结构，可以焊接在一起。这种设置也能够实现快速安装和拆除，且通过这种结构可以大幅降低上法兰盘10顶部圆板与安装面的高度(即筋板13高度)，降低备件成本。

上法兰盘10上设计有上吊耳6，将钢丝绳或者吊具穿入到吊耳当中可以实现上法兰盘10的吊运安装；下法兰盘1上设计有下吊耳14，将钢丝绳或者吊具穿入到吊耳当中可以实现下法兰盘1的吊运安装。

附图7和8显示了本申请在拆卸和安装过程中需要使用到的安装架的结构，安装架19为C型安装架，在安装架一侧设置有手柄20。

实施例2

本实施例公开了KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备的拆卸和安装方法，包括如下步骤：

步骤一、利用钢丝绳和下吊耳14将下法兰盘1抬起，消除拆卸过程中下法兰盘1重力的影响；

步骤二、用力矩扳手拆除螺母12和螺栓11；

步骤三、将液压千斤顶(气缸或其它装置)放在安装环9上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘10的端盖接触、另一端与安装环9接触时继续施压，随着蝶簧7被压缩，当销轴3的腰型孔18完全露出下法兰盘1时，停止施压；

步骤四、拔掉定位销5，将定位块4抽出腰型孔18之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘10端盖脱离之后，拿掉千斤顶；

步骤五、用手将蝶簧7、螺帽8、安装环9整体向上提，当最下面一个蝶簧7与上法兰盘10的上安装面距离大于安装架19的高度时，将C型安装架19插入到蝶簧7的下方，由于安装架19的高度大于安装在下法兰盘1部分销轴3的长度，这样能够使销轴下底面高于上法兰盘10的底面，能有效避免下法兰盘1安装过程中销轴3因碰撞而发生的变形；

步骤六、利用行车、下吊耳14将下法兰盘1吊走，并吊上来新的下法兰盘1；

步骤七、将螺栓11插入到上下法兰盘的通孔中，并利用螺母12进行预定位；

步骤八、拿掉安装架19，使销轴3垂直下落并通过通孔露出下法兰盘1之外(在设计时，当销轴3上的蝶簧7未受到压力时，销轴3腰型孔18的上轮廓线高于下法兰盘1安装板的底面，即初始状态下无法安装安装块)；

步骤九、将液压千斤顶(气缸或其它装置)放在安装环9上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘10的端盖接触、另一端与安装环9接触时继续施压，随着蝶簧7被压缩，当销轴3的腰型孔18完全露出下法兰盘1时，停止施压；

步骤十、将定位块4插入到腰型孔18之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘10端盖脱离之后，拿掉千斤顶，插入定位销5对定位块4进行定位；

步骤十一、拧紧螺母12，松掉与下吊耳14连接的钢丝绳，完成整个下法兰盘(搅拌器与下法兰盘为一体结构)的安装。

当销轴3发生变形或者需要周期更换时，在安装过程中拆卸掉螺帽8和安装环9，更换新的销轴3即可。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

包括下法兰盘和上法兰盘，下法兰盘和上法兰盘的安装面上设置有多个相对应的均布的通孔，在通孔中通过安装销轴系统将下法兰盘和上法兰盘稳定连接；

所述销轴系统包括销轴，在销轴下部设置有腰型孔，腰型孔内安装有定位块，定位块的一侧设置有定位销，销轴上方从下往上依次设置有垫块、碟簧，销轴上方顶部设置有螺帽和安装环。

2.根据权利要求1所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

所述上法兰盘上设置有上筋板，下法兰盘上设置有下筋板，上筋板和下筋板都均布在法兰盘面上。

3.根据权利要求1所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

在部分通孔中，还设置有螺栓及配套螺母，通过螺栓和配套螺母进一步提高上法兰盘和下法兰盘之间连接的稳定性。

4.根据权利要求3所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

下法兰盘上，安装有螺栓的通孔的位置一侧安装有安装块，螺栓的螺栓头也设置有凹槽，凹槽与安装块配合实现螺栓的快速定位。

5.根据权利要求1所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

所述定位块为带凹槽且底部有倾角α的方块，倾角α≤30°；定位块的凹槽长度和宽度尺寸与销轴的腰型孔的长度相同。

6.根据权利要求1所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

销轴顶部通过螺纹连接螺帽，螺帽和安装环为一体式结构。

7.根据权利要求1所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备，其特征在于：

所述上法兰盘上设置有上吊耳，下法兰盘上设置有下吊耳。

8.权利要求1至7任一权利要求所述KR脱硫搅拌器在高速转动状态下稳定自锁的装备的拆卸和安装方法，包括：

步骤一、利用钢丝绳和下吊耳将下法兰盘抬起，消除拆卸过程中下法兰盘重力的影响；

步骤二、拆除螺母和螺栓；

步骤三、将液压千斤顶放在安装环上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘的端盖接触、另一端与安装环接触时继续施压，随着蝶簧被压缩，当销轴的腰型孔完全露出至下法兰盘时，停止施压；

步骤四、拔掉定位销，将定位块抽出腰型孔之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘端盖脱离之后，拿掉千斤顶；

步骤五、将蝶簧、螺帽、安装环整体向上提，当最下面一个蝶簧与上法兰盘的上安装面距离大于安装架的高度时，将C型安装架插入到蝶簧的下方，由于安装架的高度大于安装在下法兰盘部分销轴的长度，这样能够使销轴下底面高于上法兰盘的底面，有效避免下法兰盘安装过程中销轴因碰撞而发生的变形；

步骤六、利用行车、下吊耳将下法兰盘吊走，并吊上来新的下法兰盘；

步骤七、将螺栓插入到上下法兰盘的通孔中，并利用螺母进行预定位；

步骤八、拿掉安装架，使销轴垂直下落并通过通孔露出下法兰盘之外；

步骤九、将液压千斤顶放在安装环上，给液压缸施压使千斤顶伸长，当千斤顶的一端与上法兰盘的端盖接触、另一端与安装环接触时继续施压，随着蝶簧被压缩，当销轴的腰型孔完全露出下法兰盘时，停止施压；

步骤十、将定位块插入到腰型孔之后给千斤顶泄压，当千斤顶与上法兰盘端盖脱离之后，拿掉千斤顶，插入定位销对定位块进行定位；

步骤十一、拧紧螺母，松掉与下吊耳连接的钢丝绳，完成整个下法兰盘的安装。

9.根据权利要求8所述拆卸和安装方法，其特征在于：

当销轴发生变形或者需要周期更换时，在安装过程中拆卸掉螺帽和安装环，更换新的销轴即可。

10.根据权利要求8所述拆卸和安装方法，其特征在于：

当销轴上的蝶簧未受到压力时，销轴的腰型孔的上轮廓线高于下法兰盘安装板的底面。