CN109945646B - 一种转炉加揭盖装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转炉加揭盖技术领域，具体涉及一种转炉加揭盖装置及方法，装置包括底板、侧板和顶板，底板的顶部左右两侧对称设有侧板，侧板的上端设有顶板，右侧侧板的上部设有第一驱动电机，第一驱动电机的输出端设有丝杠，丝杠的左端贯穿右侧侧板与左侧侧板通过第一轴承座相连，本发明提供了一种转炉加揭盖装置，通过一系列结构的设计和使用，进而可以实现盖板与转炉本体进行扣合或分离的目的，进而达到了加揭盖的效果，避免了铁水直接与空气接触，进而降低了热交换，进而减少了能耗，提高了铁包衬的寿命，降低了生产成本；而且本发明结构新颖，设计合理，使用方便，具有较高的推广价值。

Description

一种转炉加揭盖装置及方法

技术领域

本发明涉及转炉加揭盖技术领域，具体涉及一种转炉加揭盖装置及方法。

背景技术

转炉(converter)，炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用硅质材料为内衬)转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等)，为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡，且成分也有变化，通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘，输入储气柜，混匀后再输送给用户。

国内大多数钢铁企业一般都采用敞口的转炉炼钢，转炉敞口，铁水直接与空气接触，铁水及转炉与空气温差大，不断发生热交换，大量的热量散发，增加能耗和影响铁包衬的寿命，增加了生产成本，因此需要研发一种转炉加揭盖装置来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种转炉加揭盖装置及方法，通过一系列结构的设计和使用，进而可以实现盖板与转炉本体进行扣合或分离的目的，进而达到了加揭盖的效果，避免了铁水直接与空气接触，进而降低了热交换，进而减少了能耗，提高了铁包衬的寿命，降低了生产成本；而且本发明结构新颖，设计合理，使用方便，具有较高的推广价值。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种转炉加揭盖装置，包括底板、侧板和顶板，所述底板的顶部左右两侧对称设有所述侧板，所述侧板的上端设有所述顶板，右侧所述侧板的上部设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有丝杠，所述丝杠的左端贯穿右侧所述侧板与左侧所述侧板通过第一轴承座相连，所述丝杠的两侧螺纹处配合有螺母，两组所述螺母的顶部对称设有导向套，两组所述导向套内滑动连接有导向杆，且所述导向杆的左右两端分别与左右两侧所述侧板相连，两组所述螺母的侧壁对称铰接有连杆，所述连杆的下端与固定件铰接，所述固定件设置在盖板的顶部，所述盖板与转炉本体相互扣合连接，左右两侧所述侧板的下部对称插接有第二轴承座，两组所述第二轴承座内安装有转轴，所述转轴的右端设有从动齿轮，所述从动齿轮的下侧啮合有主动齿轮，右侧所述侧板的下部安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴端设有所述主动齿轮，所述转轴的左侧中部设有第一固定圈，且所述第一固定圈嵌设于所述转炉本体的外侧壁中部，所述转炉本体的外侧壁上下两侧对称嵌设有第二固定圈，所述第二固定圈的左右两侧壁对称设有滑块，所述滑块与环形滑槽滑动相连，所述环形滑槽分别对称设置在左侧所述侧板和右侧所述侧板上。

进一步地，所述底板、所述侧板和所述顶板的材质均为Q235钢，且所述底板的表面包覆有镀镍层。

进一步地，所述丝杠的两侧设置的螺纹旋向相反，且所述丝杠两侧设置的螺纹与所述螺母相互配合使用。

进一步地，所述第一轴承座内的轴承与所述丝杠之间、所述第二轴承座内的轴承与所述转轴之间均通过过盈方式相连。

进一步地，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机均为伺服电机。

进一步地，该装置还包括：环境温度传感器和控制装置；

所述环境温度传感器安装在所述转炉所处现场，所述环境温度传感器与所述控制装置连接，所述控制装置与所述第一驱动电机和第二驱动电机连接。

本发明还提供利用所述的一种转炉加揭盖装置进行转炉加揭盖的方法，包括：

所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机实现转炉加揭盖；

所述转炉开始工作，在所述转炉工作过程中，所述环境温度传感器实时采集所述转炉所处现场温度；

若当前工作时长少于预设第一阈值且所述转炉所处现场当前温度高于预设第二阈值，则判定所述转炉加盖时未扣合完全，所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖并重新加盖；

当炉体需要倒料时，所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖进行半开式倒料。

进一步地，所述第一阈值是通过如下公式计算得到：

第一阈值=开盖时长+（开盖时长/转炉的总工作时长）*剩余工作时长。

进一步地，所述第二阈值是通过如下公式计算得到：

第二阈值=转炉工作过程中的加热温度*（剩余工作时长/转炉的总工作时长）。

本发明的有益效果为：

1、通过在第一驱动电机、丝杠、第一轴承座、螺母、导向套、导向杆、连杆、固定件、盖板等部件的相互配合使用下，进而可以实现盖板与转炉本体进行扣合或分离的目的，进而达到了加揭盖的效果，避免了铁水直接与空气接触，进而降低了热交换，进而减少了能耗，提高了铁包衬的寿命，降低了生产成本。

2、通过在转炉本体、第二轴承座、转轴、从动齿轮、主动齿轮、第二驱动电机、第一固定圈、第二固定圈、滑块、环形滑槽等部件的相互配合使用下，可以达到对转炉本体内的铁水倾倒完全的目的，避免了残留的现象。

3、而且通过设有滑块和环形滑槽，不仅可以增强转炉本体在转动时的稳定性，同时也提高了转炉本体在竖直方向上使用时的稳定性。

4、而且本发明结构新颖，设计合理，使用方便，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中环形滑槽的侧面剖视图。

图中：1-底板、2-侧板、3-顶板、4-第一驱动电机、5-丝杠、6-第一轴承座、7-螺母、8-导向套、9-导向杆、10-连杆、11-固定件、12-盖板、13-转炉本体、14-第二轴承座、15-转轴、16-从动齿轮、17-主动齿轮、18-第二驱动电机、19-第一固定圈、20-第二固定圈、21-滑块、22-环形滑槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种转炉加揭盖装置，包括底板1、侧板2和顶板3，底板1的顶部左右两侧对称设有侧板2，侧板2的上端设有顶板3，右侧侧板2的上部设有第一驱动电机4，第一驱动电机4的输出端设有丝杠5，丝杠5的左端贯穿右侧侧板2与左侧侧板2通过第一轴承座6相连，丝杠5的两侧螺纹处配合有螺母7，两组螺母7的顶部对称设有导向套8，两组导向套8内滑动连接有导向杆9，且导向杆9的左右两端分别与左右两侧侧板2相连，两组螺母7的侧壁对称铰接有连杆10，连杆10的下端与固定件11铰接，固定件11设置在盖板12的顶部，盖板12与转炉本体13相互扣合连接，左右两侧侧板2的下部对称插接有第二轴承座14，两组第二轴承座14内安装有转轴15，转轴15的右端设有从动齿轮16，从动齿轮16的下侧啮合有主动齿轮17，右侧侧板2的下部安装有第二驱动电机18，第二驱动电机18的输出轴端设有主动齿轮17，转轴15的左侧中部设有第一固定圈19，且第一固定圈19嵌设于转炉本体13的外侧壁中部，转炉本体13的外侧壁上下两侧对称嵌设有第二固定圈20，第二固定圈20的左右两侧壁对称设有滑块21，滑块21与环形滑槽22滑动相连，环形滑槽22分别对称设置在左侧侧板2和右侧侧板2上。

控制第一驱动电机4工作，第一驱动电机4带动丝杠5正反转，丝杠5通过与螺母7之间的螺纹传动，进而带动两组螺母7在导向套8与导向杆9的导向配合下进行相互靠近或远离，在连杆10的传动作用下，进而带动盖板12进行向下或向上运动，进而可以实现盖板12与转炉本体13进行扣合或分离的目的，进而达到了加揭盖的效果，避免了铁水直接与空气接触，进而降低了热交换，进而减少了能耗，提高了铁包衬的寿命，降低了生产成本。

控制第二驱动电机18工作，第二驱动电机18带动输出轴转动，输出轴带动主动齿轮17转动，主动齿轮17带动从动齿轮16转动，从动齿轮16带动转轴15转动，转轴15带动第一固定圈19及转炉本体13在滑块21和环形滑槽22的导向下进行转动；而且通过设有滑块21和环形滑槽22，不仅可以增强转炉本体13在转动时的稳定性，同时也提高了转炉本体13在竖直方向上使用时的稳定性；

进而当需要倾倒铁水时，控制第一驱动电机4工作，将盖板12与转炉本体13进行分离，然后控制第二驱动电机18工作，当转炉本体13转动到合适角度时，控制第二驱动电机18停止工作，即可完成对转炉本体13内的铁水进行倾倒；

而且通过上述结构的设计和使用，控制转炉本体13转动到不同的角度，可以达到对转炉本体13内的铁水倾倒完全的目的，避免了残留的现象；

当倾倒结束时，控制转炉本体13回到初始位置，然后控制盖板12与转炉本体13进行扣合即可。

实施例2

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖装置，在实施例1的基础上，底板1、侧板2和顶板3的材质均为Q235钢，且底板1的表面包覆有镀镍层。

本实施例中，通过底板1、侧板2和顶板3的材质均为Q235钢，且底板1的表面包覆有镀镍层，可以在增强本装置结构稳定性的同时，延长了底板1的使用寿命，避免其发生腐蚀或生锈现象。

实施例3

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖装置，在实施例1的基础上，丝杠5的两侧设置的螺纹旋向相反，且丝杠5两侧设置的螺纹与螺母7相互配合使用。

本实施例中，丝杠5通过与螺母7之间的螺纹传动，进而带动两组螺母7在导向套8与导向杆9的导向配合下进行相互靠近或远离。

实施例4

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖装置，在实施例1的基础上，第一轴承座6内的轴承与丝杠5之间、第二轴承座14内的轴承与转轴15之间均通过过盈方式相连。

实施例5

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖装置，在实施例1的基础上，第一驱动电机4和第二驱动电机18均为伺服电机。

本实施例中，通过第一驱动电机4和第二驱动电机18均为伺服电机，可以精确地控制其转速，使其运行的平稳安全，进一步地提高其使用效果。

实施例6

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖装置，在实施例1的基础上，该装置还包括：环境温度传感器和控制装置；

环境温度传感器安装在转炉所处现场，环境温度传感器与控制装置连接，控制装置与第一驱动电机和第二驱动电机连接。

本实施例中，通过在转炉所处现场安装环境温度传感器和控制装置实现转炉加揭盖装置的自动控制，环境温度传感器及控制装置采用市场采购的模块，具体结构及电路不是本发明的创新点，在此限定与赘述。上述第一驱动电机4和第二驱动电机18等电器元件的控制方式是通过与其配套的外设控制器作为控制装置进行控制的，控制器的型号为MAM-300，且电路属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进。

实施例7

本发明实施例提供了一种利用实施例6的一种转炉加揭盖装置进行转炉加揭盖的方法，包括：

控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机实现转炉加揭盖；

转炉开始工作，在所述转炉工作过程中，环境温度传感器实时采集所述转炉所处现场温度；

若当前工作时长少于预设第一阈值且转炉所处现场当前温度高于预设第二阈值，则判定转炉加盖时未扣合完全，控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖并重新加盖；

当炉体需要倒料时，控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖进行半开式倒料。

本实施例中，当前工作时长少于预设第一阈值且转炉所处现场当前温度高于预设第二阈值，表示工作时长少于预设第一阈值加热温度却异常升高，此时可能发生了转炉加盖时未扣合完全，导致转炉内温度扩散至转炉所处现场的情况。因此需要自动控制装置重新扣合，此设定控制条件能够有效检测出加盖时未扣合完全的故障情况，避免继续加热会导致现场发生危险和转炉工作无效。

实施例8

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖方法，在实施例7的基础上，第一阈值是通过如下公式计算得到：

第一阈值=开盖时长+（开盖时长/转炉的总工作时长）*剩余工作时长。

本实施例中提供了第一阈值的一种优选计算方式，通过此计算方式得到的第一阈值，综合考虑了开盖所需的时长、转炉的总工作时长，以及剩余工作时长，计算结果能够有效限定控制装置揭盖，重新加盖的控制条件，避免由于设定值不符合现场实际生产条件而产生的误判。

实施例9

本发明实施例提供了一种转炉加揭盖方法，在实施例7的基础上，第二阈值是通过如下公式计算得到：

第二阈值=转炉工作过程中的加热温度*（剩余工作时长/转炉的总工作时长）。

本实施例中提供了第二阈值的一种优选计算方式，通过此计算方式得到的第二阈值，综合考虑了转炉工作过程中的加热温度（通常恒定）、转炉的总工作时长，以及剩余工作时长，计算结果能够有效限定控制装置揭盖，重新加盖的控制条件，避免由于设定值不符合现场实际生产条件而产生的误判。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种转炉加揭盖装置，包括底板、侧板和顶板；

其特征在于：所述底板的顶部左右两侧对称设有所述侧板，所述侧板的上端设有所述顶板，右侧所述侧板的上部设有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有丝杠，所述丝杠的左端贯穿右侧所述侧板与左侧所述侧板通过第一轴承座相连，所述丝杠的两侧螺纹处配合有螺母，两组所述螺母的顶部对称设有导向套，两组所述导向套内滑动连接有导向杆，且所述导向杆的左右两端分别与左右两侧所述侧板相连，两组所述螺母的侧壁对称铰接有连杆，所述连杆的下端与固定件铰接，所述固定件设置在盖板的顶部，所述盖板与转炉本体相互扣合连接；

左右两侧所述侧板的下部对称插接有第二轴承座，两组所述第二轴承座内安装有转轴，所述转轴的右端设有从动齿轮，所述从动齿轮的下侧啮合有主动齿轮，右侧所述侧板的下部安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴端设有所述主动齿轮，所述转轴的左侧中部设有第一固定圈，且所述第一固定圈嵌设于所述转炉本体的外侧壁中部；

所述转炉本体的外侧壁上下两侧对称嵌设有第二固定圈，所述第二固定圈的左右两侧壁对称设有滑块，所述滑块与环形滑槽滑动相连，所述环形滑槽分别对称设置在左侧所述侧板和右侧所述侧板上，当需要倾倒铁水时，控制所述第一驱动电机工作，将所述盖板与所述转炉本体进行分离，然后控制所述第二驱动电机工作，当所述转炉本体转动到合适角度时，控制所述第二驱动电机停止工作，即可完成对所述转炉本体内的铁水进行倾倒；

所述装置还包括：环境温度传感器和控制装置；

所述环境温度传感器安装在所述转炉所处现场，所述环境温度传感器与所述控制装置连接，所述控制装置与所述第一驱动电机和第二驱动电机连接；在所述转炉工作过程中，所述环境温度传感器实时采集所述转炉所处现场温度；若当前工作时长少于预设第一阈值且所述转炉所处现场当前温度高于预设第二阈值，则判定所述转炉加盖时未扣合完全，所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖并重新加盖；其中，所述第一阈值=开盖时长+（开盖时长/转炉的总工作时长）*剩余工作时长；所述第二阈值=转炉工作过程中的加热温度*（剩余工作时长/转炉的总工作时长）。

2.根据权利要求1的一种转炉加揭盖装置，其特征在于：所述底板、所述侧板和所述顶板的材质均为Q235钢，且所述底板的表面包覆有镀镍层。

3.根据权利要求1的一种转炉加揭盖装置，其特征在于：所述丝杠的两侧设置的螺纹旋向相反，且所述丝杠两侧设置的螺纹与所述螺母相互配合使用。

4.根据权利要求1的一种转炉加揭盖装置，其特征在于：所述第一轴承座内的轴承与所述丝杠之间、所述第二轴承座内的轴承与所述转轴之间均通过过盈方式相连。

5.根据权利要求1的一种转炉加揭盖装置，其特征在于：所述第一驱动电机和所述第二驱动电机均为伺服电机。

6.利用权利要求5所述的一种转炉加揭盖装置进行转炉加揭盖的方法，其特征在于：包括：

所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机实现转炉加揭盖；

所述转炉开始工作，在所述转炉工作过程中，所述环境温度传感器实时采集所述转炉所处现场温度；

若当前工作时长少于预设第一阈值且所述转炉所处现场当前温度高于预设第二阈值，则判定所述转炉加盖时未扣合完全，所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖并重新加盖；

当炉体需要倒料时，所述控制装置利用第一驱动电机和第二驱动电机揭盖进行半开式倒料；

所述第一阈值是通过如下公式计算得到：

第一阈值=开盖时长+（开盖时长/转炉的总工作时长）*剩余工作时长；

所述第二阈值是通过如下公式计算得到：

第二阈值=转炉工作过程中的加热温度*（剩余工作时长/转炉的总工作时长）。

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