CN110170658A - 一种钢丸生产设备及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丸生产设备，其包括底座、水池、雾化装置、收集池和分选装置；雾化装置包括机架、电机、旋转轴及雾化旋转喷头，电机安装于机架上，旋转轴与电机的机轴相连，雾化旋转喷头的周向上设置有多个喷液口；收集池于靠近出料管的一侧设置有卸料板，卸料板的一端固定于收集池、另一端通入分选装置中，收集池的侧边设有循环管道，循环管道上设有循环泵，循环泵将收集池内的液体循环回流至水池；分选装置对从卸料板落下的钢丸进行按大小和形状进行分选、收集。本发明无需停止雾化喷头的旋转工作，在保证方便收集钢丸的同时，也极大地提高了生产的效率；本发明降低了生产的成本，保证了钢丸的圆整度符合要求。

Description

一种钢丸生产设备及其生产工艺

技术领域

本发明涉及钢丸生产技术领域，具体涉及一种钢丸生产设备及其生产工艺。

背景技术

钢丸的一般制备过程为：将熔融的钢水倒入高速旋转的雾化喷头中，钢水从喷头侧边的出料孔甩出，甩出的钢水落入水池经液体冷却后迅速固化形成钢丸，通过这种方法得到的钢丸圆整度高，产生异形钢丸的数量少。

但是在现有的钢丸生产设备中，钢丸生产完成后，由于钢丸沉积在水池底部，且钢丸的体积小活动性大，使得钢丸的收集较为困难，而且收集钢丸过程必须在雾化喷头停止旋转的时候才能进行，极大地降低了生产的效率。

同时，在目前的钢丸生产设备中，一种雾化喷头大多只能生产出某一规格尺寸的钢丸，对于生产不同规格大小的钢丸，需要配备多套雾化喷头，这在无形中增加了钢丸的生产成本，且生产出的钢丸只能根据大小进行初筛，无法筛分出异形的钢丸，影响钢丸后期的正常装配使用。

此外，发明人在实际的生产过程中发现，在使用钢丸生产设备时经常遇到的困难和痛点是雾化喷头的强度不够、容易发生破损，使得钢水发生泄露，不仅造成材料浪费和成品率下降，而且会导致雾化喷头报废无法继续使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢丸生产设备及其生产工艺，其不仅方便钢丸的收集、极大地提高了生产的效率，还降低了生产的成本、保证了钢丸的圆整度符合要求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢丸生产设备，包括底座、设于所述底座上的水池、位于所述水池上方的雾化装置、位于所述水池下方的收集池和分选装置；

所述水池中设有将钢丸集聚于其底部的集料结构，所述水池的底部设有出料口，所述出料口上连接有出料管；

所述雾化装置包括机架、电机、旋转轴及雾化旋转喷头，所述电机安装于机架上，所述旋转轴与电机的机轴相连，所述雾化旋转喷头固设于旋转轴的顶部，所述雾化旋转喷头的周向上设置有多个喷液口，各所述喷液口可以喷射出不同量的钢液；

所述收集池与出料管相通，所述收集池于靠近出料管的一侧设置有卸料板，所述卸料板的一端固定于收集池、另一端通入所述分选装置中，用于使不同大小的钢丸落入分选装置中，所述收集池的侧边设有循环管道，所述循环管道上设有循环泵，所述循环泵将收集池内的液体循环回流至水池；

所述分选装置对从卸料板落下的钢丸进行按大小和形状进行分选、收集。

进一步地，所述雾化旋转喷头包括固定桩、梅花桩及多个喷头，所述固定桩的顶部开口，其固设于所述旋转轴的顶部，所述固定桩的周向上设置有多个第一喷液口，所述梅花桩固设于固定桩的开口中，所述梅花桩设有开口朝上的进料腔，所述进料腔的周向上设置有多个与所述第一喷液口相对应的第二喷液口，所述第二喷液口上均插设有所述喷头，各所述喷头可以喷射出不同量的钢液。

进一步地，所述梅花桩包括本体和若干个螺栓，所述本体采用耐火材料嵌设所述螺栓后烧结而成，且成型后所述本体与螺栓能够紧密结合，所述螺栓沿着本体的周向均布设置，所述梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起。

进一步地，所述本体的材料采用铝镁尖晶石，所述螺栓采用铌钛合金材料制成，所述螺栓的表面形成有凹口，所述螺栓的顶部形成有突边。

进一步地，所述第二喷液口的截面形状呈锥状，所述第二喷液口的内壁上形成有第一定位槽，所述喷头采用耐火材料制成，所述喷头的外壁上形成有定位部，所述定位部与第一定位槽相适配，以使所述喷头卡紧在第二喷液口中。

进一步地，所述集料结构包括落料板、落料口及集料网，所述落料板为弧形板，其上端沿搭扣于所述水池上，所述水池的截面形状为漏斗状，所述落料口设于落料板的底端，所述集料网的上端与落料口相连、下端沿固设于所述水池的底部，钢丸由所述落料口聚集于集料网内，所述出料口设置于集料网所覆盖的位置。

进一步地，所述分选装置包括分选箱、设于分选箱内的分选板及若干个收集箱，所述分选板的一端铰接于分选箱的一侧、另一端通过第一弹簧连接于分选箱的另一侧，所述分选板上由前至后依次设置有多个分选区，所述分选区均包括若干个分选槽，且各所述分选区的分选槽尺寸由前至后依次增大，以使各所述分选区筛分出不同大小的钢丸，所述收集箱分别对应设置于各分选区的下方，以收集不同大小的钢丸。

进一步地，所述收集箱包括筒体、筛分板及第二弹簧，所述筒体于朝向其筒口的一侧凹陷形成有一环形的台阶部，所述台阶部上方的筒体内壁上竖直设置有多个第二定位槽，所述筛分板的形状与筒口的形状相适应，所述筛分板的边沿设置有多个定位块，所述定位块与第二定位槽滑动配合，所述筛分板上设置有多个标准孔，圆整度达标的钢丸由所述标准孔落入筛分板下方的筒体内，所述第二弹簧的下端固设于台阶部、上端与筛分板的底部相抵接。

一种钢丸生产工艺，采用上述钢丸生产设备，并按以下步骤进行：

S1、根据所需生产钢丸的规格选用一种或多种尺寸的喷头，并将各喷头分别装入第二喷液口中，再将梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起，并使各个第二喷液口与第一喷液口的位置相对应；

S2、开启电机，使其以设定的转速带动雾化旋转喷头转动，将钢水倒入进料腔，钢水通过高速旋转的雾化旋转喷头甩出，并形成液滴喷洒在水池中，经水池中的液体冷却后形成大小不一的钢丸；

S3、冷却形成的钢丸经和部分液体由集料结构、出料口、出料管进入收集池，其中液体流入收集池，并经循环泵将液体循环回流至水池，钢丸由卸料板进入分选箱按大小和形状进行分选、收集；

S4、对各个收集箱中的钢丸进行分类收集，圆整度合格的钢丸落入筛分板下方的筒体内、不合格的钢丸留在筛分板上，合格的钢丸经冷却烘干后进行分类包装，不合格的钢丸统一收集并做回收利用。

进一步地，S1步骤中的梅花桩采用以下步骤制得：

S11、先在各个螺栓的表面包覆一层纤维布，再将螺栓预埋于模型中，通过注浆成型形成嵌设有螺栓的坯体；

S12、将嵌设有螺栓的坯体进行烧结，烧结冷却后，本体与螺栓紧密结合在一起。

采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

1、本发明通过集料结构将钢丸集聚于水池底部，使钢丸能够更好地进入收集池，并通过分料板使不同大小的钢丸落入分选装置中进行分选、通过循环泵将液体循环回流至水池，无需停止雾化喷头的旋转工作，在保证方便收集钢丸的同时，也极大地提高了生产的效率。

2、本发明在雾化旋转喷头的周向上设置有多个喷液口，各喷液口可以喷射出不同量的钢液，即一套雾化喷头就可以生产出不同规格大小的钢丸，降低了生产的成本，同时，分选装置可以对不同规格大小的钢丸进行按大小和形状进行分选、收集，保证钢丸的圆整度符合要求。

3、本发明通过将螺栓预埋于本体中并与其紧密结合，再将梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起，且本体采用耐火材料制成，使得梅花桩具有足够的强度，不易发生破损，能够保证雾化旋转喷头具有正常的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为固定桩的剖视图；

图3为图2中A-A方向上的剖视图；

图4为梅花桩的结构示意图；

图5为梅花桩的仰视图；

图6为图5中B-B方向上的剖视图；

图7为螺栓的结构示意图；

图8为喷头的结构示意图；

图9为收集池和分选装置的结构示意图；

图10为分选板的结构示意图；

图11为收集箱的结构示意图；

图12为收集箱的剖视图。

附图标记说明：

1.底座；

2.水池，211.落料板，212.落料口，213.集料网，22.出料口，23.出料管；

31.机架，32.电机，33.旋转轴，34.雾化旋转喷头，341.固定桩，3411.第一喷液口，342.梅花桩，3421.进料腔，3422.第二喷液口，34221.第一定位槽，3423.本体，3424.螺栓，34241.凹口，34242.突边，343.喷头，3431.定位部；

4.收集池，41.卸料板，42.缓冲板，43.循环管道，44.液位计；

5.分选装置，51.分选箱，52.分选板，521.分选槽，522.挡板，523.安装块，53.收集箱，531.筒体，5311.台阶部，5312.第二定位槽，532.筛分板，5321.定位块，5322.标准孔，533.第二弹簧，54.第一弹簧，55.挡帘；

6.循环泵。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

参考图1所示，本发明公开了一种钢丸生产设备，包括底座1、设于底座1上的水池2、位于水池2上方的雾化装置、位于水池2下方的收集池4和分选装置5。

水池2中设有将钢丸集聚于其底部的集料结构，水池2的底部设有出料口22，出料口22上连接有出料管23。集料结构包括落料板211、落料口212及集料网213，落料板211为弧形板，其上端沿搭扣于水池2上，水池2的截面形状为漏斗状，落料口212设于落料板211的底端，集料网213的上端与落料口212相连、下端沿固设于水池2的底部，钢丸由落料口212聚集于集料网213内，出料口22设置于集料网213所覆盖的位置。

雾化装置包括机架31、电机32、旋转轴33及雾化旋转喷头34，电机32安装于机架31上，旋转轴33与电机32的机轴相连，雾化旋转喷头34固设于旋转轴33的顶部，雾化旋转喷头34的周向上设置有多个喷液口，各喷液口可以喷射出不同量的钢液。

配合图1至图8所示，雾化旋转喷头34包括固定桩341、梅花桩342及多个喷头343，固定桩341的顶部开口，其固设于旋转轴33的顶部，固定桩341的周向上设置有多个第一喷液口3411，梅花桩342固设于固定桩341的开口中，梅花桩342设有开口朝上的进料腔3421，进料腔3421的周向上设置有多个与第一喷液口3411相对应的第二喷液口3422，第二喷液口3422上均插设有喷头343，各喷头343可以喷射出不同量的钢液。

梅花桩342包括本体3423和若干个螺栓3424，本体3423采用耐火材料嵌设螺栓3424后烧结而成，且成型后本体3423与螺栓3424能够紧密结合，螺栓3424沿着本体3423的周向均布设置，梅花桩342通过螺栓3424与固定桩341固定在一起。在本实施例中，本体3423的材料采用铝镁尖晶石，螺栓3424采用铌钛合金材料制成，螺栓3424的表面形成有凹口34241，螺栓3424的顶部形成有突边34242，螺栓的凹口34241和突边34242使其与本体3423的结合更加稳固、不易松动。此外，也可以在铝镁尖晶石原料中加入一定量的石墨烯短纤和/或碳纤维短纤一起烧结形成本体3423，以进一步提高梅花桩342的结构强度。

第二喷液口3422的截面形状呈锥状，第二喷液口3422的内壁上形成有第一定位槽34221，喷头343采用耐火材料制成，喷头343的外壁上形成有定位部3431，定位部3431与第一定位槽34221相适配，以使喷头343卡紧在第二喷液口3422中。喷头343可以根据所需要生产钢丸的尺寸规格进行选用，即一套雾化旋转喷头34匹配多个不同尺寸的喷头343就可以对于生产出不同规格大小的钢丸，各种尺寸的喷头343卡入第二喷液口3422后，在离心力的作用下可以实现相互卡紧。

配合图1和图9所示，收集池4与出料管23相通，收集池4于靠近出料管23的一侧设置有卸料板41，卸料板41的一端固定于收集池4、另一端通入分选装置5中，用于使不同大小的钢丸落入分选装置5中，卸料板41于正对出料管23的位置设置有缓冲板42，以减轻钢丸对卸料板41的冲击。收集池4的侧边设有循环管道43，循环管道43上设有循环泵6，收集池4内设有液位计44，当收集池4内的液体达到设定高度后，循环泵6开始工作，将收集池4内的液体循环回流至水池2。

配合图1、图9及图10所示，分选装置5对从卸料板41落下的钢丸进行按大小和形状进行分选、收集，分选装置5包括分选箱51、设于分选箱51内的分选板52及若干个收集箱53，分选板52的一端铰接于分选箱51的一侧、另一端通过第一弹簧54连接于分选箱51的另一侧，分选板52上由前至后依次设置有多个分选区，分选区均包括若干个分选槽521，且各分选区的分选槽521尺寸由前至后依次增大，以使各分选区筛分出不同大小的钢丸。分选板52的边缘均设置有挡板522，挡板522防止钢丸跑出分选板52，分选板52的后端延伸设置有安装块523，安装块523的底部与第一弹簧54相连。收集箱53分别对应设置于各分选区的下方，以收集不同大小的钢丸，分选板52的底部与收集箱53之间设置有挡帘55，防止钢丸掉落到收集箱53外，收集箱53采用抽拉式设计，即各收集箱53收集完钢丸后可以从分选箱51中拉出。

卸料板41上的钢丸流入分选板52后，由于钢丸重力的作用，第一弹簧54会发生伸缩，使得分选板52发生晃动，进而使钢丸沿着分选板52的前端往后端移动，钢丸在移动的同时，依次经过各个分选区，由于各分选区的分选槽521尺寸由前至后依次增大，所以钢丸的尺寸按从小到大由分选槽521落入下方的收集箱53中，进而完成不同大小钢丸的筛分。

配合图9、图11及图12所示，收集箱53包括筒体531、筛分板532及第二弹簧533，筒体531于朝向其筒口的一侧凹陷形成有一环形的台阶部5311，台阶部5311上方的筒体531内壁上竖直设置有多个第二定位槽5312，筛分板532的形状与筒口的形状相适应，筛分板532的边沿设置有多个定位块5321，定位块5321与第二定位槽5312滑动配合，在本实施例中，定位块5321与第二定位槽5312的数量至少为三个，筛分板532上设置有多个标准孔5322，圆整度达标的钢丸由标准孔5322落入筛分板532下方的筒体531内，第二弹簧533的下端固设于台阶部5311、上端与筛分板532的底部相抵接。

分选槽521掉落的钢丸落入收集箱53的筛分板532上，在钢丸掉落的冲击力作用下，第二弹簧533会发生伸缩，使得筛分板532发生晃动，进而使筛分板532上的钢丸不停地移动，钢丸在移动的同时，圆整度达标的钢丸由标准孔5322落入筛分板532下方的筒体531内，不合格的钢丸停留在筛分板532上，在停止生产后，分别取出合格和不合格钢丸即可。

本发明还公开了一种钢丸生产工艺，采用上述钢丸生产设备，并按以下步骤进行：

S1、根据所需生产钢丸的规格选用一种或多种尺寸的喷头，并将各喷头分别装入第二喷液口中，再将梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起，并使各个第二喷液口与第一喷液口的位置相对应。

S1步骤中的梅花桩采用以下步骤制得：

S11、先在各个螺栓的表面包覆一层纤维布，再将螺栓预埋于模型中，通过注浆成型形成嵌设有螺栓的坯体；

S12、将嵌设有螺栓的坯体进行烧结，烧结冷却后，本体与螺栓紧密结合在一起(由于本体和螺栓的材料不同，两者热胀冷缩后的收缩率不同，本体的收缩率13％左右，螺栓的收缩率5％左右，通过纤维布可以填补两者收缩后的空隙，实现紧密结合，不会发生松动或者开裂)。

S2、开启电机，使其以设定的转速带动雾化旋转喷头转动，将钢水倒入进料腔，钢水通过高速旋转的雾化旋转喷头甩出，并形成液滴喷洒在水池中，经水池中的液体冷却后形成大小不一的钢丸。

S3、冷却形成的钢丸经和部分液体由集料结构、出料口、出料管进入收集池，其中液体流入收集池，并经循环泵将液体循环回流至水池，钢丸由卸料板进入分选箱按大小和形状进行分选、收集。

S4、对各个收集箱中的钢丸进行分类收集，圆整度合格的钢丸落入筛分板下方的筒体内、不合格的钢丸留在筛分板上，合格的钢丸经冷却烘干后进行分类包装，不合格的钢丸统一收集并做回收利用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钢丸生产设备，其特征在于：包括底座、设于所述底座上的水池、位于所述水池上方的雾化装置、位于所述水池下方的收集池和分选装置；

所述水池中设有将钢丸集聚于其底部的集料结构，所述水池的底部设有出料口，所述出料口上连接有出料管；

所述雾化装置包括机架、电机、旋转轴及雾化旋转喷头，所述电机安装于机架上，所述旋转轴与电机的机轴相连，所述雾化旋转喷头固设于旋转轴的顶部，所述雾化旋转喷头的周向上设置有多个喷液口，各所述喷液口可以喷射出不同量的钢液；

所述收集池与出料管相通，所述收集池于靠近出料管的一侧设置有卸料板，所述卸料板的一端固定于收集池、另一端通入所述分选装置中，用于使不同大小的钢丸落入分选装置中，所述收集池的侧边设有循环管道，所述循环管道上设有循环泵，所述循环泵将收集池内的液体循环回流至水池；

所述分选装置对从卸料板落下的钢丸进行按大小和形状进行分选、收集。

2.如权利要求1所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述雾化旋转喷头包括固定桩、梅花桩及多个喷头，所述固定桩的顶部开口，其固设于所述旋转轴的顶部，所述固定桩的周向上设置有多个第一喷液口，所述梅花桩固设于固定桩的开口中，所述梅花桩设有开口朝上的进料腔，所述进料腔的周向上设置有多个与所述第一喷液口相对应的第二喷液口，所述第二喷液口上均插设有所述喷头，各所述喷头可以喷射出不同量的钢液。

3.如权利要求2所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述梅花桩包括本体和若干个螺栓，所述本体采用耐火材料嵌设所述螺栓后烧结而成，且成型后所述本体与螺栓能够紧密结合，所述螺栓沿着本体的周向均布设置，所述梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起。

4.如权利要求3所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述本体的材料采用铝镁尖晶石，所述螺栓采用铌钛合金材料制成，所述螺栓的表面形成有凹口，所述螺栓的顶部形成有突边。

5.如权利要求2所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述第二喷液口的截面形状呈锥状，所述第二喷液口的内壁上形成有第一定位槽，所述喷头采用耐火材料制成，所述喷头的外壁上形成有定位部，所述定位部与第一定位槽相适配，以使所述喷头卡紧在第二喷液口中。

6.如权利要求4或5所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述集料结构包括落料板、落料口及集料网，所述落料板为弧形板，其上端沿搭扣于所述水池上，所述水池的截面形状为漏斗状，所述落料口设于落料板的底端，所述集料网的上端与落料口相连、下端沿固设于所述水池的底部，钢丸由所述落料口聚集于集料网内，所述出料口设置于集料网所覆盖的位置。

7.如权利要求6所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述分选装置包括分选箱、设于分选箱内的分选板及若干个收集箱，所述分选板的一端铰接于分选箱的一侧、另一端通过第一弹簧连接于分选箱的另一侧，所述分选板上由前至后依次设置有多个分选区，所述分选区均包括若干个分选槽，且各所述分选区的分选槽尺寸由前至后依次增大，以使各所述分选区筛分出不同大小的钢丸，所述收集箱分别对应设置于各分选区的下方，以收集不同大小的钢丸。

8.如权利要求7所述的一种钢丸生产设备，其特征在于：所述收集箱包括筒体、筛分板及第二弹簧，所述筒体于朝向其筒口的一侧凹陷形成有一环形的台阶部，所述台阶部上方的筒体内壁上竖直设置有多个第二定位槽，所述筛分板的形状与筒口的形状相适应，所述筛分板的边沿设置有多个定位块，所述定位块与第二定位槽滑动配合，所述筛分板上设置有多个标准孔，圆整度达标的钢丸由所述标准孔落入筛分板下方的筒体内，所述第二弹簧的下端固设于台阶部、上端与筛分板的底部相抵接。

9.一种钢丸生产工艺，其特征在于：采用权利要求8中所述的钢丸生产设备，并按以下步骤进行：

S1、根据所需生产钢丸的规格选用一种或多种尺寸的喷头，并将各喷头分别装入第二喷液口中，再将梅花桩通过螺栓与固定桩固定在一起，并使各个第二喷液口与第一喷液口的位置相对应；

S2、开启电机，使其以设定的转速带动雾化旋转喷头转动，将钢水倒入进料腔，钢水通过高速旋转的雾化旋转喷头甩出，并形成液滴喷洒在水池中，经水池中的液体冷却后形成大小不一的钢丸；

S3、冷却形成的钢丸经和部分液体由集料结构、出料口、出料管进入收集池，其中液体流入收集池，并经循环泵将液体循环回流至水池，钢丸由卸料板进入分选箱按大小和形状进行分选、收集；

S4、对各个收集箱中的钢丸进行分类收集，圆整度合格的钢丸落入筛分板下方的筒体内、不合格的钢丸留在筛分板上，合格的钢丸经冷却烘干后进行分类包装，不合格的钢丸统一收集并做回收利用。

10.如权利要求8所述的一种钢丸生产工艺，其特征在于：S1步骤中的梅花桩采用以下步骤制得：

S11、先在各个螺栓的表面包覆一层纤维布，再将螺栓预埋于模型中，通过注浆成型形成嵌设有螺栓的坯体；

S12、将嵌设有螺栓的坯体进行烧结，烧结冷却后，本体与螺栓紧密结合在一起。