CN112143994B - 一种锌锅耐材在线修补作业平台 - Google Patents

一种锌锅耐材在线修补作业平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锌锅耐材在线修补作业平台，所述平台包括包括支撑体、旋转体以及悬挂体，其中旋转体位于支撑体的下方，悬挂体位于旋转体的下方，所述支撑体为采用钢结构制作的凳型结构，包括支撑臂、顶板、立柱、定位销、环形导轨组成；通过该作业平台，可以使锌锅在不停止加热、锌液不用完全抽出的工况下实施对锅沿区域耐材的安全、高效修补作业。

Description

一种锌锅耐材在线修补作业平台
发明领域
本发明涉及一种作业平台，具体涉及一种锌锅耐材在线修补作业平台，属于冶金熔炼工艺发明领域。
背景发明
在冶金生产中，通常使用感应锌锅来实现对锌锭的熔炼，比如在热镀锌、热度铝锌工艺中均有使用感应锌锅来对锌液进行加热。参见图1所示，目前使用较多的感应锌锅截面多为圆形，在使用过程中因锌液4表面容易氧化并在锅沿3处迅速结渣，导致频繁的清渣作业会使锌锅锅沿3附件区域的耐材2出现损伤，如不及时对耐材2进行修补，高温锌液4将会进一步侵蚀并损伤到锌锅的感应线圈和锅壳部件。
因锌锅内锌液温度一般在600°左右，目前耐材在线修补主要依靠作业人员穿戴隔热服及面罩趴着锅沿上进行，随时面临高温锌液的炙烤、飞溅烫伤，作业过程非常危险且劳动强度大、效率低，而要将锌液完全抽出并冷却锌锅后再进行耐材修补则修补工期长、成本高。因此，急需一种在锌锅不停止加热工况下的锌锅耐材在线修补作业平台，为锌锅耐材的在线修补作业人员提供安全、高效作业的环境保障。
检索到申请公布号为CN200610093627.1炼钢用钢水包水口座砖在线高温修补方法,提出一种可在生产过程中、不用冷却包衬，直接进行高温环境下的修补，并立即使用，解决钢水包返修难题。该发明采用的修补方法是倒净包内残渣后，操作人员从高位平台将装入袋内的修补料抛入钢包内烧结来进行修补。公开发明与本发明在使用工况、发明方案、具体结构设计、适用范围上都存在显著不同，同时二者间没有直接发明启示。
检索到申请公布号为CN201721342374.7一种钢包修补装置，主要针对冷态的钢包修补的装置，进而实现以机械替代人工来打结物料，降低人工劳动强度。本发明要解决的是锌锅在加热工况下，如何安全高效实现对锌锅耐材的修补。该发明与本二者发明方案的内容也完全不同，且二者间不存在相关发明启示。
发明内容
本发明正是针对现有发明中存在的问题，提供一种锌锅耐材在线修补作业平台，通过该作业平台，可以使锌锅在不停止加热、锌液不用完全抽出的工况下实施对锅沿区域耐材的安全、高效修补作业。
为了实现上述目的，本发明的发明方案如下，一种锌锅耐材在线修补作业平台，其特征在于，所述平台包括包括支撑体、旋转体以及悬挂体，其中旋转体位于支撑体的下方，悬挂体位于旋转体的下方。
作为本发明的一种改进，所述支撑体为采用钢结构制作的凳型结构，包括支撑臂、顶板、立柱、定位销、环形导轨组成，
所述支撑臂由4根截面边长为120*120*6方管折弯焊接而成，其下端为垂直端均匀分布在以锌锅内径尺寸为圆的圆周上，其上端折弯端对称分布焊接在顶板的下表面，支撑臂整体的高度≥2米；
所述顶板为厚度25mm、边长为40*40的矩形钢板，顶板中心部位有直径大于40mm的中心孔；
所述立柱有4根，长度≥1米，采用方管制作并套装在支撑臂内，其下端焊接有垫板，立柱的截面与支撑臂截面相互配合，每根立柱都可以在外力的作用下沿支撑臂内壁进行移动调节。
作为本发明的一种改进，所述支撑臂、立柱上均设置有贯穿的水平圆孔，孔径与定位销配套，通过定位销可以对立柱相对于支撑臂的位置进行调节和固定，所述环形导轨焊接在支撑臂的上部，其外径与锌锅内径尺寸一致。
作为本发明的一种改进，所述旋转体6由旋转臂、轴承座、定位论、接手、吊耳,以及钩头，所述旋转臂采用直径50mm不锈钢管焊接而成，整体呈倒置的烛台结构，共有四根支臂对称分布在以环形导轨内径为圆的圆周上，在其每一个支臂上均套装有定位轮，在定位轮下方设置有接手，在旋转臂下端中心位置设置有钩头，所述定位轮的外形尺寸与支撑体上的环形轨道相配合。
作为本发明的一种改进，所述轴承座设置在旋转臂的上端，整个旋转体通过轴承座安装固定在支撑体的顶板下方，定位轮嵌套安装在环形轨道内。
作为本发明的一种改进，所述悬挂体由下层隔热板、下层龙骨、隔热体、中间隔热板、上层龙骨、进气管、上层隔热板、吊臂、外隔热圈、活动挡板、内隔热圈组成，悬挂体7除隔热体采用陶瓷纤维外，其它各部件均采用耐高温不锈钢材质制作，所述下层隔热板、中间隔热板、上层隔热板直径比锌锅内径小200mm，厚度均为10mm；所述吊臂外径为50mm不锈钢管，四根吊臂均匀分布，从上至下依次穿过上层隔热板、中间隔热板、隔热体、下层隔热板，吊臂下端通过螺母与下隔热板连接，四根吊臂上端分别通过接手与四根旋转臂的支臂连接；所述下层龙骨高100mm，采用轻量化设计，焊接在下层隔热板上，中间隔热板焊接在下层龙骨上面，隔热体填充中间隔热板与下层隔热板间的空间；所述上层龙骨高60mm，采用轻量化设计，焊接在中间隔热板上。
作为本发明的一种改进，所述进气管以环形分布在上层龙骨上，进气管针对上层龙骨在中间隔热板上的四个区域分别设置有出气孔；所述上层隔热板覆盖在上层龙骨的上面，在上层隔热板的圆周区域设置有6个直径为20mm的出气孔，所述进气管的进气口穿过并伸出上层隔热板的上表面。
作为本发明的一种改进，所述外隔热圈内径与下层隔热板外径一致，其底部焊接在下层隔热板的圆周上，外隔热圈与中间隔热板、上层隔热板的圆周接触部位均进行焊接处理，在外隔热圈的四分之一圆周上设置有弧形活动挡板，所述活动挡板内侧设置有把手。
作为本发明的一种改进，所述内隔热圈为外径比外隔热圈内径小20mm，长度为四分之三圆周的弧形结构，其开口部位与外隔热圈的活动挡板区域相对应，所述外隔热圈上端面离上层隔热板上表面的垂直距离为500mm，内隔热圈上端面离上层隔热板上表面的垂直距离为700mm，外隔热圈与内隔热圈间的间隙采用带气孔的扇形盖板封闭。
相对于现有发明，本发明具有如下优点，1)该发明方案整体设计巧妙、结构紧凑；该方案同时采用耐材隔热体和风冷手段来隔离高温锌液的辐射热量，为在悬挂体上层隔热板上进行耐材修补作业的人员提供了安全的环境保障；2)通过调节立柱在支撑臂内的位置及调整旋转体角度可以方便地将作业平台设置到锌锅耐材需要修复的作业区域；3)在旋转臂的下端设置有钩头，通过在钩头上配置滑轮机构可以方便地对锌锅耐材修补材料、工器具、废料等进行快速搬运，降低劳动强度同时能有效提升修补作业效率；4)利用本发明对锌锅耐材进行修补作业时，只需作业前通过起重设备将本作业平台所述的立柱坐落到锌锅锅沿上即可，在锌锅耐材修补作业过程中，不需要占用起重设备及依赖其它额外动力源即可完成作业。
附图说明
图1、锌锅结构示意图；
图2、本发明所述锌锅耐材在线修补作业平台结构示意图；
图3、本发明所述锌锅耐材在线修补作业平台装配示意图；
图4、本发明所述支撑体结构示意图；
图5、本发明所述旋转体构结构示意图；
图6、本发明所述悬挂体结构示意图；
图7、本发明所述锌锅耐材在线修补作业示意图；
图中：1-锅壳，2-耐材，3-锅沿，4-锌液，5-支撑体，6-旋转体，7-悬挂体，5-1-支撑臂，5-2-顶板，5-3-立柱，5-4-定位销，5-5-环形轨道，6-1-旋转臂，6-2-轴承座，6-3-定位轮，6-4-接手，6-5-吊耳，6-6-钩头，7-1-下层隔热板，7-2-下层龙骨，7-3-隔热体，7-4-中间隔热板，7-5-上层龙骨，7-6-进气管，7-7-上层隔热板，7-8-吊臂，7-9-内隔热圈，7-10-外隔热圈，7-11-活动挡板。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参照图1-7所示，一种锌锅耐材在线修补作业平台，包括支撑体5、旋转体6以及悬挂体7，其中旋转体6位于支撑体5的下方，悬挂体7位于旋转体6的下方；支撑体5为采用钢结构制作的凳型结构，包括支撑臂5-1、顶板5-2、立柱5-3、定位销5-4、环形导轨5-5组成。其中，支撑臂5-1由4根截面边长为120*120*6方管折弯焊接而成，其下端为垂直端均匀分布在以锌锅内径尺寸为圆的圆周上，其上端折弯对称分布焊接在顶板5-2的下表面，支撑臂5-1整体的高度≥2米。顶板5-2为厚度25mm、边长未40*40的矩形钢板，其中心部位设置有直径大于40mm的中心孔。立柱5-3共有4根，每根长度≥1米，采用方管制作并套装在支撑臂5-1内，其下端焊接有垫板，立柱5-3的截面与支撑臂5-1截面相互配合，每根立柱5-3都可以在外力的作用下沿支撑臂5-1内壁进行移动调节。在支撑臂5-1、立柱5-3上均设置有贯穿的水平圆孔，孔径与定位销5-4配套，通过定位销5-4可以对立柱5-3相对于支撑臂5-1的位置进行调节和固定。环形导轨5-5焊接在支撑臂5-1的上部，其外径与锌锅内径尺寸一致。
旋转体6由旋转臂6-1、轴承座6-2、定位论6-3、接手6-4、吊耳6-5、钩头6-6等组成。旋转臂6-1采用直径50mm不锈钢管焊接而成，整体呈倒置的烛台结构，共有四根支臂对称分布在以环形导轨5-5内径为圆的圆周上，在其每一个支臂上均套装有定位轮6-3，在定位轮6-3下方设置有接手6-4，在旋转臂6-1下端中心位置设置有钩头6-6。定位轮6-3的外形尺寸与支撑体5上的环形轨道5-5相配合。轴承座6-2设置在旋转臂6-1的上端，整个旋转体6通过轴承座6-2安装固定在支撑体的顶板5-2下方，定位轮6-2嵌套安装在环形轨道5-5内。
悬挂体7由下层隔热板7-1、下层龙骨7-2、隔热体7-3、中间隔热板7-4、上层龙骨7-5，进气管7-6、上层隔热板7-7、吊臂7-8、内隔热圈7-9，外隔热圈7-10、活动挡板7-11等组成。悬挂体7除隔热体7-3采用陶瓷纤维外，其它各部件均采用耐高温不锈钢材质制作。下层隔热板7-1、中间隔热板7-4、上层隔热板7-7直径比锌锅内径小200mm，厚度均为10mm。吊臂7-8外径为50mm不锈钢管，四根吊臂均匀分布，从上至下依次穿过上层隔热板7-7、中间隔热板7-4、隔热体7-3、下层隔热板7-1，吊臂7-8下端通过螺母与下隔热板7-1连接，四根吊臂7-8上端分别通过接手6-4与四根旋转臂6-1的支臂连接。下层龙骨7-2高100mm，采用轻量化设计，焊接在下层隔热板7-1上，中间隔热板7-4焊接在下层龙骨7-2上面，隔热体7-3填充中间隔热板7-4与下层隔热板7-1间的空间。上层龙骨7-5高60mm，采用轻量化设计，焊接在中间隔热板7-4上。
进气管7-6以环形分布在上层龙骨7-5上，进气管7-6针对上层龙骨7-5在中间隔热板7-4上的四个区域分别设置有出气孔。
上层隔热板7-7覆盖在上层龙骨7-5的上面，在上层隔热板7-7的圆周区域设置有6个直径为20mm的出气孔，进气管7-6的进气口穿过并伸出上层隔热板7-7的上表面。外隔热圈7-10内径与下层隔热板7-1外径一致，其底部焊接在下层隔热板7-1的圆周上，外隔热圈7-10与中间隔热板7-4、上层隔热板7-7的圆周接触部位均进行焊接处理，在外隔热圈7-10的四分之一圆周上设置有弧形活动挡板7-11。在活动挡板7-11内侧设置有把手。内隔热圈7-9为外径比外隔热圈7-10内径小20mm，长度为四分之三圆周的弧形结构，其开口部位与外隔热圈7-10的活动档板7-11区域相对应。外隔热圈7-10上端面离上层隔热板7-7上表面的垂直距离为500mm，内隔热圈7-9上端面离上层隔热板7-7上表面的垂直距离为700mm，外隔热圈7-10与内隔热圈7-9间的间隙处采用带气孔的扇形盖板封闭。
应用实施例1：
以内径为2400mm无芯感应锌锅距锅沿400mm区域耐材损坏修补为例，先根据锌锅内径制作本发明所述锌锅耐材在线修补作业平台：取立柱5-3环绕分布的圆周半径为1200mm，支撑臂5-1整体的高度取2400mm，下层隔热板7-1、中间隔热板7-4、上层隔热板7-7直径为2200mm,外隔热圈内径为2200mm，内隔热圈外径为2180mm。
作业平台制作完成后，先将锌锅内的锌液4部分抽出至锌液面低于损坏耐材的下方200mm，再将锌锅置于低功率保温状态，然后利用起重设备将制作好的锌锅耐材在线修补作业平台吊到锌锅上方，并将立柱5-3平稳放置在锅沿3的表面，接着调整立柱5-3的伸出距离室上层隔热板7-7的上表面与损坏耐材的下沿平齐，并用定位销5-4锁紧，同时将压缩空气接入进气管7-6，作业人员即可进入上层隔热板7-7并通过在钩头6-6上配置滑轮将工器具及修补材料放入内隔热圈7-9内，并通过打开活动挡板7-11对耐材损坏的部分进行修补作业，但当前区域耐材修复完成后，通过手动调整旋臂6-1的位置即可对下一个区域的耐材进行修补作业，直至损坏耐材全部修补完成，再将利用起重设备将整个作业平台吊离锌锅。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述发明方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种锌锅耐材在线修补作业平台，其特征在于，所述平台包括支撑体、旋转体以及悬挂体，其中旋转体位于支撑体的下方，悬挂体位于旋转体的下方，
所述支撑体为采用钢结构制作的凳型结构，包括支撑臂、顶板、立柱、定位销、环形导轨组成，
所述支撑臂由4根方管折弯焊接而成，其下端为垂直端均匀分布在以锌锅内径尺寸为圆的圆周上，其上端折弯端对称分布焊接在顶板的下表面，
所述顶板为厚度25mm、边长为40*40的矩形钢板，顶板中心部位有直径大于40mm的中心孔；
所述立柱有4根，长度≥1米，采用方管制作并套装在支撑臂内，其下端焊接有垫板，立柱的截面与支撑臂截面相互配合，每根立柱都可以在外力的作用下沿支撑臂内壁进行移动调节；
所述支撑臂、立柱上均设置有贯穿的水平圆孔，孔径与定位销配套，通过定位销可以对立柱相对于支撑臂的位置进行调节和固定，所述环形导轨焊接在支撑臂的上部，其外径与锌锅内径尺寸一致，
所述旋转体6由旋转臂、轴承座、定位论、接手、吊耳,以及钩头，所述旋转臂采用直径50mm不锈钢管焊接而成，整体呈倒置的烛台结构，共有四根支臂对称分布在以环形导轨内径为圆的圆周上，在其每一个支臂上均套装有定位轮，在定位轮下方设置有接手，在旋转臂下端中心位置设置有钩头，所述定位轮的外形尺寸与支撑体上的环形轨道相配合；
所述轴承座设置在旋转臂的上端，整个旋转体通过轴承座安装固定在支撑体的顶板下方，定位轮嵌套安装在环形轨道内；
所述悬挂体由下层隔热板、下层龙骨、隔热体、中间隔热板、上层龙骨、进气管、上层隔热板、吊臂、外隔热圈、活动挡板、内隔热圈组成，悬挂体7除隔热体采用陶瓷纤维外，其它各部件均采用耐高温不锈钢材质制作，所述下层隔热板、中间隔热板、上层隔热板直径比锌锅内径小200mm，厚度均为10mm；所述吊臂外径为50mm不锈钢管，四根吊臂均匀分布，从上至下依次穿过上层隔热板、中间隔热板、隔热体、下层隔热板，吊臂下端通过螺母与下隔热板连接，四根吊臂上端分别通过接手与四根旋转臂的支臂连接；所述下层龙骨高100mm，采用轻量化设计，焊接在下层隔热板上，中间隔热板焊接在下层龙骨上面，隔热体填充中间隔热板与下层隔热板间的空间；所述上层龙骨高60mm，采用轻量化设计，焊接在中间隔热板上。
2.根据权利要求1所述的锌锅耐材在线修补作业平台，其特征在于，所述进气管以环形分布在上层龙骨上，进气管针对上层龙骨在中间隔热板上的四个区域分别设置有出气孔；所述上层隔热板覆盖在上层龙骨的上面，在上层隔热板的圆周区域设置有6个直径为20mm的出气孔，所述进气管的进气口穿过并伸出上层隔热板的上表面。
3.根据权利要求2所述的锌锅耐材在线修补作业平台，其特征在于，所述外隔热圈内径与下层隔热板外径一致，其底部焊接在下层隔热板的圆周上，外隔热圈与中间隔热板、上层隔热板的圆周接触部位均进行焊接处理，在外隔热圈的四分之一圆周上设置有弧形活动挡板，所述活动挡板内侧设置有把手。
4.根据权利要求3所述的锌锅耐材在线修补作业平台，其特征在于，所述内隔热圈为外径比外隔热圈内径小20mm，长度为四分之三圆周的弧形结构，其开口部位与外隔热圈的活动挡板区域相对应，所述外隔热圈上端面离上层隔热板上表面的垂直距离为500mm，内隔热圈上端面离上层隔热板上表面的垂直距离为700mm，外隔热圈与内隔热圈间的间隙采用带气孔的扇形盖板封闭。
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