CN110607414B - 一种可翻转的半钢包测温取样装置 - Google Patents

Abstract

一种可翻转的半钢包测温取样装置，属于转炉炼钢设备技术领域，用于对半钢进行自动测温及取样。其技术方案是：两个轴承座分别固定连接在钢梁底座上，翻转轴两端分别与轴承座通过翻转轴承相连接，翻转轴的一端与翻转轴驱动装置相连接，枪架的中部与翻转轴垂直连接，测温枪和取样枪分别安装连接在枪架的前端，枪架的后端安装有枪架转动装置。本发明结构简单、使用方便，枪架可以进行翻转取样和测温，同时可以沿枪架纵轴自转，方便更换取样器及测温偶头，节省了空间，易于操作，可同时对半钢进行测温及取样，避免了因人工操作而导致的数据误差，并提高了工作效率，降低了操作人员的劳动强度，消除了安全隐患，在行业内有极好的推广使用价值。

Description

一种可翻转的半钢包测温取样装置

技术领域

本发明涉及一种半钢包测温取样装置，属于转炉炼钢设备技术领域。

背景技术

在钢铁企业中，双联法提钒炼钢是众多铁水提钒工艺中被广泛采用的一种重要方法。这种方法采用两座转炉进行生产，一座为提钒转炉，采用可移动或固定式喷枪吹入纯氧或空气，喷枪的喷嘴从转炉的顶部、底部或侧面吹入，利用选择性氧化的原理，高速氧射流对含钒铁水进行搅拌，将铁水中钒氧化成稳定的钒氧化物制取钒渣，再进行钒渣回收，然后将半钢移至另一座转炉内造渣炼钢。此法可获得有工业应用价值的优质钒渣。

通常炼成半钢后要对半钢进行测温、取样，综合半钢温度及半钢成分可分析出提钒过程控制是否合理、半钢余钒是否偏高，再根据半钢的物理热及化学热合理搭配炼钢冷料，因此测温取样为炼钢工序提供了重要的参考。

半钢取样及测温需要及时、准确，以便为下道工序更好的服务。在常规条件下，测温取样需要人工操作，但人工测温取样会因为人的因素造成一些弊端：首先，测温定氧枪插入点位置和插入深度很难达到规定要求；其次，手动测温受热时间长，其稳定性会变差，影响数据准确性；再有，人工取样方式所得的样本成分存在波动，坏样率较高；最后，人工测温取样劳动强度大，环境恶劣，比较危险，对操作工的人身安全和身体健康构成威胁。随着生产的发展，自动测温取样装置在生产中也得到了应用，但是在使用中发现，现有的自动测温取样装置还存在一些缺点：一是测温取样装置在待机时完全暴露在钢包处理面上，受到热辐射严重，缩短装置使用寿命；二是自动测温取样枪的探头安装困难，工作人员作业面距离钢包包沿很近，环境恶劣，存在人身安全风险；三是测温取样采用同一个枪体，每次只能完成一项工作（测温或取样），工作效率低；四是目前的自动测温取样装置结构复杂并且占用空间大。

综上所述，目前存在的人工测温取样状态和现有的自动测温取样装置已经不适应生产发展的需要，因此设计一种安全便捷、结构简单、节省空间的自动测温取样装置已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可翻转的半钢包测温取样装置，这种半钢包测温取样装置可同时对半钢包进行测温及取样，避免由于人工操作而导致的数据误差，同时可提高工作效率、降低操作人员的劳动强度、消除安全隐患。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种可翻转的半钢包测温取样装置，它包括钢梁底座、轴承座、翻转轴承、翻转轴、翻转轴驱动装置、测温枪、取样枪、枪架、枪架转动装置，两个轴承座分别固定连接在钢梁底座上，翻转轴两端分别与轴承座通过翻转轴承相连接，翻转轴的一端与翻转轴驱动装置相连接，枪架的中部与翻转轴垂直连接，测温枪和取样枪分别安装连接在枪架的前端，枪架的后端安装有枪架转动装置。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述翻转轴驱动装置由驱动电机、驱动减速器、小齿轮、大齿轮组成，驱动电机与驱动减速器相连接，驱动电机与驱动减速器固定在钢梁底座，驱动减速器的输出轴与小齿轮的齿轮轴由联轴器相连接，小齿轮和大齿轮相啮合，大齿轮安装在翻转轴的一端。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述枪架包括外套筒、转动轴、前套管、转动轴承、法兰，外套筒的外壁中部与翻转轴垂直连接，转动轴位于在外套筒内，转动轴与外套筒内壁由转动轴承相连接，转动轴的前端伸出外套筒的前端，转动轴的前端插入前套管后部内孔中由螺栓相连接，测温枪和取样枪与前套管的前端相连接，外套筒后端连接法兰，枪架转动装置通过法兰孔与转动轴相连接。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述枪架转动装置由转动电机、转动减速器、轴套组成，轴套的内孔为阶梯孔，轴套内孔上部直径大于下部直径，转动电机与转动减速器相连接，转动减速器的减速器轴穿过法兰孔与轴套下部内孔通过键连接，转动轴的外径与轴套内孔的上部直径相匹配，转动轴插入轴套内孔中与轴套内孔相连接。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述外套筒的内孔前端为大直径的阶梯孔，转动轴承外周嵌入在阶梯孔中，转动轴承的底面位于阶梯处，转动轴承的上方有端盖，端盖圆周嵌入在外套筒上端阶梯孔中，端盖下端顶在转轴轴承的上表面，端盖中央有端盖孔，端盖孔的直径与转动轴的外径相匹配，转动轴穿过端盖孔，转动轴与端盖孔为滑动配合。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述转动轴为空心套筒轴，转动轴上端的套筒外壁上有螺孔，前套管后部内壁上有对应的连接孔，螺栓穿过前套管的连接孔与转动轴的螺孔相连接，转动轴下端的套筒外壁上有螺纹，轴套上部的内孔壁上有对应的螺纹，转动轴下端的外壁螺纹与轴套内孔壁螺纹相连接，轴套外壁上有顶丝与转动轴顶紧固定。

上述可翻转的半钢包测温取样装置，所述枪架的前套管外周安装有防护板，防护板与前套管间隙中填充耐火棉。

本发明的有益效果是：

本发明的驱动电机通过翻转轴带动枪架进行前后转动，使枪架前端的测温枪、取样枪进入半钢包，对半钢进行测温、取样；枪架前端安装有测温枪与取样枪，可同时安装测温偶头及取样器；枪架后端的转动电机通过转动轴可以使枪架前端的测温枪与取样枪沿着枪架纵轴旋转，方便取样器及测温偶头的更换；防护板可以防止测温取样时高温对枪架前端产生热腐蚀，提升设备寿命。

本发明结构简单、使用方便，枪架可以进行翻转取样和测温，同时可以沿着枪架纵轴自转，方便更换取样器及测温偶头，节省了空间，易于操作，可同时对半钢进行测温及取样，避免了因人工操作而导致的数据误差，并提高了工作效率，降低了职工的劳动强度，消除了安全隐患，可以取代现有的自动测温取样装置，在行业内有极好的推广使用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记如下：钢梁底座1、轴承座2、翻转轴承3、翻转轴4、枪架5、测温枪6、取样枪7、驱动电机8、驱动减速器9、小齿轮10、大齿轮11、外套筒12、转动轴13、前套管14、转动轴承15、法兰16、转动电机17、转动减速器18、轴套19、端盖20、键21、螺栓22、防护板23。

具体实施方式

本发明由钢梁底座1、轴承座2、翻转轴承3、翻转轴4、枪架5、测温枪6、取样枪7和翻转轴驱动装置、枪架转动装置组成。

图中显示，两个轴承座2分别固定连接在钢梁底座1上，翻转轴承3安装在轴承座2中，翻转轴4两端分别与翻转轴承3相连接，翻转轴4的一端与翻转轴驱动装置相连接，翻转轴驱动装置带动翻转轴4在翻转轴承3中转动。

图中显示，枪架5的中部与翻转轴4垂直连接，测温枪6和取样枪7分别安装连接在枪架5的前端，测温枪6和取样枪7分别与枪架5垂直成90°夹角，同时安装测温偶头及取样器。测温枪6用于对半钢包中的半钢温度进行测量，取样枪7用于对半钢取样，可同步完成测温和取样。枪架5的后端安装有枪架转动装置。枪架转动装置可以使枪架5前端的测温枪6与取样枪7沿着枪架5纵轴旋转，方便取样器及测温偶头的更换。

图中显示，翻转轴驱动装置由驱动电机8、驱动减速器9、小齿轮10、大齿轮11组成。驱动电机8与驱动减速器9相连接，驱动电机8与驱动减速器9固定在钢梁底座1，驱动减速器9的输出轴与小齿轮10的齿轮轴由联轴器相连接，小齿轮10和大齿轮11相啮合，大齿轮11安装在翻转轴4的一端。翻转轴4通过驱动减速器9和大齿轮11两级减速，可以实现缓慢的摆动，使测温枪6和取样枪7稳定地进入半钢包中取样和测温。

图中显示，枪架5包括外套筒12、转动轴13、前套管14、转动轴承15、法兰16。外套筒12的外壁中部与翻转轴4垂直连接，转动轴13位于在外套筒12内，转动轴13与外套筒12内壁由转动轴承15相连接，转动轴13的前端伸出外套筒12的前端，转动轴13的前端插入前套管14后部内孔中由螺栓22相连接，测温枪6和取样枪7与前套管14的前端相连接，外套筒12后端连接法兰16，枪架转动装置通过法兰孔与转动轴13相连接。枪架5的外套筒12可以随着翻转轴4转动，同时转动轴13可以在外套筒12内自转，使前套管14前端的测温枪6与取样枪7沿着枪架5纵轴旋转，方便取样器及测温偶头的更换。

图中显示，在上述连接结构中，外套筒12的内孔前端为大直径的阶梯孔，转动轴承15外周嵌入在阶梯孔中，转动轴承15的底面位于阶梯处，转动轴承15的上方有端盖20，端盖20圆周嵌入在外套筒12上端阶梯孔中，端盖20下端顶在转轴轴承15的上表面，端盖20中央有端盖孔，端盖孔的直径与转动轴13的外径相匹配，转动轴13穿过端盖孔，转动轴13与端盖孔为滑动配合。

图中显示，为了减轻重量，转动轴13采用空心套筒轴，转动轴13上端的套筒外壁上有螺孔，前套管14后部内壁上有对应的连接孔，螺栓22穿过前套管14的连接孔与转动轴13的螺孔相连接。

图中显示，枪架转动装置由转动电机17、转动减速器18、轴套19组成。轴套19的内孔为阶梯孔，轴套内孔上部直径大于下部直径，转动电机17与转动减速器18相连接，转动减速器18的减速器轴穿过外套筒12后端法兰16的法兰孔与轴套19下部内孔通过键21连接。轴套19内孔的上部直径与转动轴13的外径相匹配，转动轴13下端的套筒外壁上有螺纹，轴套19上部的内孔壁上有对应的螺纹，转动轴13下端的外壁螺纹与轴套19内孔壁螺纹相连接，轴套19外壁上有顶丝与转动轴13顶紧固定，防止转动轴13转动时与轴套19的螺纹连接松动。

图中显示，枪架5的前套管14外周安装有防护板23，防护板23与前套管14间隙中填充耐火棉。防护板23和耐火棉可以防止测温取样时高温对枪架5前端产生热腐蚀，提升设备寿命。

本发明的工作过程如下：

将测温枪6和取样枪7分别安装连接在枪架5的前端，测温枪6和取样枪7分别与枪架5垂直成90°夹角，同时安装测温偶头及取样器，测温枪6用于对半钢包中的半钢温度进行测量，取样枪7用于对半钢取样；

启动枪架5后端的转动电机17，可使得枪架5沿着纵轴转动，将枪架5前端的测温枪6和取样枪7对正半钢包的方向；

启动驱动电机8，使翻转轴4转动，翻转轴4通过驱动减速器9和大齿轮11两级减速，枪架5可以实现缓慢的摆动，直至测温枪6和取样枪7的测温偶头及取样器伸入半钢液面中取样和测温；

测温取样结束后，反向转动驱动电机8，翻转轴4反向转动，抬起枪架5，测温枪6和取样枪7离开半钢包液面，回到待机位置；

启动枪架5后端的转动电机17，可使得枪架5转动，将枪架5前端的测温枪6和取样枪7对着操作人员的方向，由操作人员更换测温偶头和取样器，一个测温和取样周期结束。

本发明的一个实施例如下：

翻转轴承3的型号为7306 角接触球轴承；

翻转轴4的直径为40mm，长度为驱动侧轴190mm；游动侧轴150mm；

测温枪6的测温偶头型号为TC1200B-Al；

取样枪7的取样器型号为KQN-600；

驱动电机8的型号为:电磁制动式三相异步电动机YEJ-0.75KW；

驱动减速器9的型号为减速器TR38；

小齿轮10的直径为70mm；

大齿轮11的直径为154mm；

外套筒12的直径为88mm，长度为300mm；

转动轴13的直径为40mm，长度为280mm；

前套管14的直径为45mm，长度为3500mm；

转动轴承15的型号为6307；

转动电机17的型号为YEJ 0.5KW；

转动减速器18的型号为TRF18，重量5.5kg；

轴套19的直径为55mm，长度为60mm；

螺栓22的直径为M12×25mm；

防护板23的厚度为3mm，高度为1800mm。

Claims (4)

1.一种可翻转的半钢包测温取样装置，其特征在于：它包括钢梁底座（1）、轴承座（2）、翻转轴承（3）、翻转轴（4）、翻转轴驱动装置、测温枪（6）、取样枪（7）、枪架（5）、枪架转动装置，两个轴承座（2）分别固定连接在钢梁底座（1）上，翻转轴（4）两端分别与轴承座（2）通过翻转轴承（3）相连接，翻转轴（4）的一端与翻转轴驱动装置相连接，枪架（5）的中部与翻转轴（4）垂直连接，测温枪（6）和取样枪（7）分别安装连接在枪架（5）的前端，枪架（5）的后端安装有枪架转动装置；

所述翻转轴驱动装置由驱动电机（8）、驱动减速器（9）、小齿轮（10）、大齿轮（11）组成，驱动电机（8）与驱动减速器（9）相连接，驱动电机（8）与驱动减速器（9）固定在钢梁底座（1），驱动减速器（9）的输出轴与小齿轮（10）的齿轮轴由联轴器相连接，小齿轮（10）和大齿轮（11）相啮合，大齿轮（11）安装在翻转轴（4）的一端；

所述枪架（5）包括外套筒（12）、转动轴（13）、前套管（14）、转动轴承（15）、法兰（16），外套筒（12）的外壁中部与翻转轴（4）垂直连接，转动轴（13）位于在外套筒（12）内，转动轴（13）与外套筒（12）内壁由转动轴承（15）相连接，转动轴（13）的前端伸出外套筒（12）的前端，转动轴（13）的前端插入前套管（14）后部内孔中由螺栓（22）相连接，测温枪（6）和取样枪（7）与前套管（14）的前端垂直连接，外套筒（12）后端连接法兰（16），枪架转动装置通过法兰孔与转动轴（13）相连接；

所述枪架转动装置由转动电机（17）、转动减速器（18）、轴套（19）组成，轴套（19）的内孔为阶梯孔，轴套（19）内孔上部直径大于下部直径，转动电机（17）与转动减速器（18）相连接，转动减速器（18）的减速器轴穿过法兰孔与轴套（19）下部内孔通过键（21）连接，转动轴（13）的外径与轴套（19）内孔的上部直径相匹配，转动轴（13）插入轴套（19）内孔中与轴套（19）内孔相连接。

2.根据权利要求1所述的可翻转的半钢包测温取样装置，其特征在于：所述外套筒（12）的内孔前端为大直径的阶梯孔，转动轴承（15）外周嵌入在阶梯孔中，转动轴承（15）的底面位于阶梯处，转动轴承（15）的上方有端盖（20），端盖（20）圆周嵌入在外套筒（12）上端阶梯孔中，端盖（20）下端顶在转动轴承（15）的上表面，端盖（20）中央有端盖孔，端盖孔的直径与转动轴（13）的外径相匹配，转动轴（13）穿过端盖孔，转动轴（13）与端盖孔为滑动配合。

3.根据权利要求2所述的可翻转的半钢包测温取样装置，其特征在于：所述转动轴（13）为空心套筒轴，转动轴（13）上端的套筒外壁上有螺孔，前套管（14）后部内壁上有对应的连接孔，螺栓（22）穿过前套管（14）的连接孔与转动轴（13）的螺孔相连接，转动轴（13）下端的套筒外壁上有螺纹，轴套（19）上部的内孔壁上有对应的螺纹，转动轴（13）下端的外壁螺纹与轴套（19）内孔壁螺纹相连接，轴套（19）外壁上有顶丝与转动轴（13）顶紧固定。

4.根据权利要求3所述的可翻转的半钢包测温取样装置，其特征在于：所述枪架（5）的前套管（14）外周安装有防护板（23），防护板（23）与前套管（14）间隙中填充耐火棉。