CN1104296C - 连铸机中间包快换水口方法和机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金机械技术领域，主要提出一套可完全代替人工来更换水口的机械手装置。其关键是利用一种滑道的方式使可更换的下水口以一个固定运动轨迹可靠地放入结晶器中并定位在伺服位。滑道方式可为滑槽或滑轨。本发明并提出一种更好使下水口沿滑道进入结晶器的水口托架，作为下水口的载体，将下水口沿滑道置入结晶器的预定位置。本发明设计较为新颖，实现了更换水口的自动化，大大减轻了工人的劳动强度并提高了可靠性和实用性。

Description

连铸机中间包快换水口方法和机械手装置

本发明属于冶金机械技术领域，主要提出一种连铸机中间包快换水口方法和机械手装置。

冶金行业中的自动连铸机的钢水是通过罐车上中间包的水口流入结晶器中，可移动罐车中间包上的水口为耐火材料制成为易损件，延长中间包的工作时间可大大提高钢锭的总产量和质量，由此增加水口的寿命或更换水口是延长中间包工作时间的两个主要方法。目前常用的水口是长入式水口，水口上部直接插入中间包内，下部位于结晶器内，当水口由于高温和钢水的冲刷寿命一般都很短，必须在水口损坏前及时更换中间包。此时罐车要快速将需要更换的中间包移出结晶器位置，另一辆罐车把装有经过预热的新水口的中间包送入结晶器的工作位置，更换掉的中间包中的钢水必须立刻放掉，否则将损坏中间包，钢水放掉造成极大浪费，同时由于更换中间包造成连铸轧机工作不连续，影响钢锭质量。延长水口寿命主要从水口的结构、材料和制作工艺入手，目前虽有所改进但效果不明显，并且制作成本也相应增高。如果水口能够方便更换，可从根本上解决由于水口寿命短而影响中间包工作效率问题，同时也可降低对水口材质的要求，从而降低水口的制造成本。将中间包的水口设计为可更换结构，即上部水口位于中间包上，下水口更换时与上部水口结合。水口更换装置比较有代表性的有INTERSTOR和法国VESUVIUS，它们都只解决了水口的可更换问题，但水口的更换仍需要有相当体力的工人来操作，即需操作工手工挟持住经预热的下水口放入结晶器所需位置，由工作油缸将水口推至与中间包上水口的结合部位与上水口结合。以上工人劳动强度大且在水口更换中容易出现事故。以上两个方案的主推油缸都是挂在中间包上，每次更换中间包都要装卸油缸、接油管，出现紧急情况情况时无法及时拆除，因此制约了它们在生产中的应用。

本发明的目的即是解决连铸机中间包水口快速更换的自动化和可靠性问题。

本发明完成其发明任务采取的技术方案是：

其快换水口的方法为：将可更换的下水口沿一定轨迹的曲线滑道向前向下滑入结晶器内。

下水口沿其进入结晶器的曲线滑道可采用滑槽或滑轨的方式。

采用托架作为载体将下水口沿曲线滑道送入结晶器的预定位置，并在送达预定位置后与托架分离。

水口托架作为载体将下水口送入结晶器的预定位置时，水口托架与中间包上下水口结合部位处于同一平面。

在下水口置入结晶器的预定位置后，利用推板机构将其送入上下水口结合部的导轨道上，以使主推油缸更好地将下水口推送至工作位置与中间包上的上水口结合。

下水口在到达工作位置后被弹性元件向上顶紧，使其上端面与上水口的下端面可靠结合。

连铸机中间包快换水口机械手装置的结构为：包括有上下水口结合部和导轨，将下水口推入工作位置与中间包的上水口结合的主推油缸，其设置有使下水口沿一定轨迹进入结晶器的曲线滑道，作为载体更好地使下水口沿曲线滑道进入结晶器的水口托架及水口托架的驱动机构。

使下水口沿其进入结晶器的曲线滑道为滑槽或滑轨结构。

水口托架其横截面为U形空腔体，内腔面与其承载的下水口部分外部形状吻配。

将下水口送入结晶器预定位置时，水口托架的开口正对中间包上下水口结合部的导轨。

该装置在灌车上可以移动。

水口托架下部设置有一推板机构，推板机构下部连杆的长度和轴距分别相等，构成平行连杆结构。

水口托架通过其两侧的滑动销轴沿机械手臂板上的曲线滑槽滑动。

水口托架两侧的滑动销轴位于拨叉的叉杆内，拨叉的另一端与动力轴联接。

中间包的上下水口结合部设置上下水口定位和压紧装置，该装置的前后两端为供下水口进入和退出的导轨，弹簧和压紧杠杆组成的压紧机构将下水口的上端面与上水口的下端面可靠结合。

本发明在需要更换中间包水口时，仅需更换下水口即可。将经预热的下水口置于水口托架上，水口托架在驱动机构作用下，沿曲线滑道滑入结晶器的预置位置，由主推油缸沿导轨推入工作位置，与中间包的上水口结合(同时将原处于工作位置的需更换的旧下水口顶出)，完成中间包水口的更换过程。

本发明设计较为新颖，实现了更换水口的自动化，大大减轻了工人的劳动强度并提高了可靠性和实用性。

本发明实施例：

附图1为装有本发明装置的罐车体示意图。

附图2为图1中A部分局部放大图。

附图3为本发明装置的结构示意图。

附图4为水口托架的结构示意图。

附图5为推板机构的结构示意图。

附图6为托架和推板动作示意图。

附图7为工作位置的上下水口连接示意图。

参照附图对本发明装置的结构加以进一步说明：

如附图1所示，灌车1可在导轨3中移动将装在其上的中间包2运送至或移出工作位置(工作位置即是中间包上的水口对准连铸机的结晶器中间)。本发明装置(所指A圆中的粗实线部分)安装在灌车1上。

如附图2所示，为了实现水口的更换，将水口设计为上、下水口，上水口5固定在中间包2上，下水口10为可更换部分，6为上下水口结合和压紧装置，该装置的前后两端设置有供下水口10进入和退出的导轨7(装置6在后面将给予具体说明)。中间包的钢水通过上水口5和下水口10流入结晶器4中。本发明机械手装置的任务是在灌车外侧放入经过预热的下水口10，然后移至灌车内对准结晶器4，将下水口沿曲线滑道送入结晶器4，最后送至工作位置与中间包的上水口结合构成整个水口，完成新旧水口的更换过程。

如附图3所示，机械手装置设置在框架上，框架安装有导轮17，使机械手装置可灵活地在轨道14中滑动，相对灌车体移进移出。其移出灌车体时，用以将经预热的下水口放在托架18上，再沿轨道14移进灌在体内。此时托架18和其上的下水口10对准结晶器和上下水口结合部的导轨7，也即是与中间包上下水口结合部处于同一平面内。水口托架18装在机械手臂板27中，用来把持水口10，机械手臂板27为对称设置的两块，其上开置有曲线滑槽12。水口托架18的驱动机构为：设置在臂板一侧的油缸29，其缸体上的齿条通过齿轮28带动轴26转动，拨叉25的一端联接在轴26上，另一端用以拨推水口托架沿曲线滑槽移动。

如附图4所示，其给出托架的结构示意。托架18的横截面为U形空腔柱体，其U形开口是为了在将下水口10送入结晶器位置后，方便与下水口10分离。其两侧各有滑动销33、34，主要起支承和导向作用，销轴33、34位于机械手臂板27的曲线滑槽12内滑动，从而使托架18沿曲线滑槽平稳滑动并保持一定姿态。托架下部的护杆36用来支承和保护下水口。滑动销轴33的另一个作用是供拨叉25推动使托架动作，即销轴33位于拨叉25一端的叉杆内，拨叉25的另一端联接在轴26上，由此，油缸29的齿轮齿条结构使轴26带动拨叉25，拨叉25通过滑动销轴33带动水口托架18沿滑槽12动作，将下水口10送入结晶器4。考虑托架将下水口送入结晶器并对准上下水口的结合导轨7时，可设计一推板结构将已进入结晶器的下水口进一步推到上下水口结合的导轨7上。附图5给出推板机构的结构示意。推板19为一平板，平板前端具有两个平行推爪，底部设置连杆38、39，所有连杆的长度和轴距分别相等，其后部两个连杆39连接在轴23上，并随轴23动作，前部连杆38活套在轴26上，仅起支撑作用。由此平行连杆机构在动作时首先将推板19向上顶起后向前平行移动，将已进入结晶器的下水口10推进上下水口结合部的导轨7上。

如附图3中所示，推板机构的驱动结构为：设置在机械手臂板另一侧的油缸20，其缸体上的齿条和与齿条啮合的齿轮22带动轴23转动，推板19在连杆38、39作用下被向上顶起再向前平行移动。

如附图3所示的油缸15、16，在小油缸16的作用下使主推油缸15沿支点13转动90°，其推头(活塞杆端头)对准位于导轨7上的下水口10，并向前将下水口推至工作位置与中间包2上的上水口5结合。

如附图6所示结构，  其给出托架18在轴26和拨叉25的驱动作用下将下水口送至结晶器预定位置、推板19准备平行向前移动将下水口10推到上下水口结合部导轨7上的示意。此时托架18的开口向前，推板19向前动作将下水口10推到导轨7上，同时将下水口与托架18分离。推板19完成动作后归回原位，托架18也向后归回原位，准备下一个更换过程。

其更换新水口时，可移动的机械手装置沿轨道14(轨道14安装在罐车上)移出灌车1，托架18向前向上动作，将经预热的下水口10放在其上，托架18又向下归位，整个机械手装置又沿轨道14进入灌车内。此时托架18和位于托架18下部的推板19的位置，均正对结晶器4和中间包上下水口结合部的导轨7，由此，托架18和推板19动作时，只有上下移位且和向正前方动作。

如附图7所示结构，其给出工作位置的上下水口连接示意。上水口5从中间包下方装入套在上座砖41和下座砖40内，由上底板50和压盘48将其压紧，下水口10通过导轨7被送入工作位置后，支承在下底板49上的弹簧47和压紧杠杆46组成的压紧机构将下水口10的上端面压紧在上水口5的下端面上。弹簧力调节应能使上水口10顺利更换并保证上下水口端面间不漏钢、不漏气。

Claims (16)

1、一种连铸机中间包快换水口的方法，将经预热的下水口(10)送入结晶器(4)，主推油缸(15)将下水口(10)送至工作位置与中间包(2)上的上水口(5)结合，其特征是可更换的下水口(10)沿一定轨迹的曲线滑道(12)向前向下滑入结晶器(4)内。

2、根据权利要求1所述的连铸机中间包快换水口的方法，其特征是使下水口(10)沿其进入结晶器的曲线滑道(12)可采用滑槽方式。

3、根据权利要求1所述的连铸机中间包快换水口的方法，其特征是可更换的下水口(10)采用水口托架(18)作为载体沿曲线滑道(12)送入结晶器(4)的预定位置，并在送达预定位置后与托架(18)分离。

4、根据权利要求3所述的连铸机中间包快换水口的方法，其特征是水口托架(18)作为载体将下水口(10)送入结晶器(4)的预定位置时，水口托架(18)与中间包上下水口结合部位处于同一平面。

5、根据权利要求1所述的连铸机中间包快换水口的方法，其特征是在下水口(10)置入结晶器(4)的预定位置后，利用推板机构将其送入上下水口结合部的导轨(7)上，以使主推油缸(15)更好地将下水口(10)推送至工作位置与中间包(2)上的上水口(5)结合。

6、根据权利要求1所述的连铸机中间包快换水口的方法，其特征是下水口(10)在到达工作位置后被弹性元件向上顶紧，使其上端面与上水口(5)的下端面可靠结合。

7、一种连铸机中间包快换水口机械手装置，其包括有上下水口结合部和导轨(7)，将下水口(10)推入工作位置与中间包的上水口(5)结合的主推油缸(15)，其特征是该装置主要包括使下水口(10)沿一定轨迹进入结晶器(4)的曲线滑道(12)，作为载体更好地使下水口(10)沿曲线滑道(12)进入结晶器(4)的水口托架(18)及水口托架的驱动机构。

8、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是使下水口(10)沿其进入结晶器(4)的曲线滑道(12)为滑槽结构。

9、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是使下水口(10)沿其进入结晶器(4)的曲线滑道(12)为滑轨结构。

10、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是水口托架(18)其横截面为U形空腔体，内腔面与其承载的下水口部分的外部形状吻配。

11、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是将下水口(10)送入结晶器预定位置时，水口托架(18)的开口正对中间包上下水口结合部的导轨(7)。

12、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是该装置在灌车(1)上可以移动。

13、根据权利要求7或8所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是水口托架(18)通过其两侧的滑动销轴(33)(34)沿机械手臂板(27)上的曲线滑槽(12)滑动。

14、根据权利要求7或8所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是水口托架(18)两侧的滑动销轴(33)位于拨叉(25)的叉杆内，拨叉的另一端与动力轴(26)联接。

15、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是水口托架(18)下部设置有一推板机构，推板机构下部连杆(38、39)的长度和轴距分别相等，构成平行连杆结构。

16、根据权利要求7所述的连铸机中间包快换水口机械手装置，其特征是中间包(2)的上下水口结合部设置上下水口定位和压紧装置，该装置的前后两端为供下水口(10)进入和退出的导轨(7)，弹簧(47)和压紧杠杆(46)组成的压紧机构将下水口(10)的上端面与上水口(5)的下端面可靠结合。

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