CN112846161B - 鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机 - Google Patents

Abstract

鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，属于铁水运输技术领域。在鱼雷罐口上方净空不大于460mm和罐口水嘴渣高150mm以内的情况下仍能盖盖保温和正常揭盖加盖。本发明的平车轨道由环形轨道1、带脚轮的弓型浮动柱腿2、水平轨道主梁3、轨道梁中间连接拱形梁4、驱动装置安装平台5、含铰接头柱腿6和铰接座7构成。本发明还综合采用了单驱动托臂台车11自动加盖和揭盖技术、罐盖自重归位罐口保温和防滑脱技术、车载摩电道多点集电与多人操作技术。优点在于，实现鱼雷罐在传输和搁置过程中有盖遮挡，项目实施对生产影响小，推广价值高，事故预案简单实用，是节约能源，降低耐材和保温覆盖剂的消耗，减少环境污染，延长鱼雷罐耐材寿命并减少鱼雷罐周转数量直接有效的手段。

Description

鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机

技术领域

本发明属于铁水运输技术领域，特别是提供了鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机。

背景技术

铁水是转炉长流程炼钢过程中的主要铁源，占全部钢铁料的80％以上。由铁水温度所带入的物理热占炼钢过程中全部热源的50％以上。铁水温度越高，炼钢过程中可以使用的废钢、铁矿石等含铁的冷却剂越多，炼钢成本也能相应降低。

现代化转炉炼钢厂将高炉铁水输送到转炉车间的容器主要有鱼雷式鱼雷罐和传统的桶式鱼雷罐两种，二者各有优缺点。我国高炉容量在1250m³以上的钢铁厂近半数使用摆动溜槽和鱼雷罐。这种鱼雷罐在高炉承接铁水后，用人工向铁水面投加稻壳等保温材，再运向转炉车间。铁水兑入转炉或混铁炉后，敞开的鱼雷罐返回高炉再次受铁。

由于稻壳在铁水面燃烧后极易飞扬掉，因此稻壳的保温效果并不理想，铁水在输送过程中的降温较多。空鱼雷罐返回高炉再次受铁期间，鱼雷罐耐火内衬向环境辐射散热，其温度由1400℃左右(与铁水温度相当)急剧下降到800℃甚至更低。受铁后，耐火内衬吸收铁水热量，其温度再次由800℃左右上升到1400℃左右。上述两个因素至少使铁水温度损失25℃，造成焦碳和热风能耗的增加，这是敞口鱼雷罐的一个缺点；有很少的带盖鱼雷罐与车载式加揭盖机在试运行中，但有的盖子易变形寿命短(类似耗材，炉炉更换)，盖不严甚至盖子途中损坏了造成事实上无盖，有的加揭盖机结构偏大又偏重、设备可靠性稳定性差，用不住，缺乏推广价值，这些是现有带盖鱼雷罐的主要缺点。本发明鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机及其长寿型罐盖就是为修正这两大缺点伴生的。

发明内容

本发明的目的在于提供了鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，在鱼雷罐口上方净空不大于460mm和罐口水嘴渣高150mm以内的情况下，和不对出铁场平台、烟罩、鱼雷罐等进行大的整改的情况下，实现鱼雷罐在传输和搁置过程中的加盖和揭盖作业，从而达到节能降耗的目的，95％以上借助鱼雷罐运送铁水的钢厂均可选用。

本公司在消化国内鱼雷罐和钢包全程加盖技术的基础上，以彻底解决现有鱼雷罐加揭盖机对净空容忍度低、高温环境下悬臂过长导致轨道变形致盖体无法打开以及罐盖寿命短的问题，实现了本发明。

本发明采用了四项技术：基于同心圆原理的浮动支点和上下摆动铰接点的平车轨道技术、单驱动托臂台车自动加盖和揭盖技术、长寿型罐盖自重归位罐口和防滑脱技术以及车载摩电道多点集电技术。

鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，包括：环形轨道1、过渡支腿10、鱼雷罐锥段8、铰接座7、托臂台车11、罐盖12、电机减速机13、牵引链条14、其中环形轨道1通过周向均布过渡支腿10与鱼雷罐锥段8固定，环形轨道1间的接缝处凹凸交叉过渡并留有热胀冷缩缝隙；宽面脚轮单轮缘结构且轮缘在铰接座7侧；铰接座7则与鱼雷罐从动轴承箱外侧的人工观察平台9固定；

所述的托臂台车11带罐盖12从避让位置顺轨道前往罐口途中能够将罐盖12自动落放到罐口上，反之托臂台车11返程中自动托平罐盖12并将之拉回待机位，托臂台车11前进后退由电机减速机13驱动牵引链条14带动；电机减速机13固定在水平轨道主梁3间的平台上。

所述的罐盖12为带轻质高强浇注料的薄型构件，4个蝶形吊耳20分列在左右托臂台车的托臂内侧，正常待机时座放在托臂台车的托臂内侧带3面导向的复合V型槽21内；正常工作位揭盖机托臂台车的托臂下摆后，罐盖12自重落放在罐口上进入保温阶段，密封好保温效果有保障；在急停或高速转弯时，在罐口远端侧的半楔型柱22和复合V型槽21自动约束罐盖12前后窜动，复合V型槽21同时自动约束罐盖12左右窜动。

所述的鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机还包括车载摩电道，在驻车后，车载摩电道与地面集电设备联通，操作人员确认车上电机和行程开关信号正常情况下，根据实际生产需求操作揭盖机，无盖揭盖机回到其待机位，车载摩电道与地面集电设备自动脱开，此时鱼雷罐可以移开。

本发明的平车轨道(参见图1和图2)由环形轨道1、带脚轮的弓型浮动柱腿2、水平轨道主梁3、轨道梁中间连接拱形梁4、驱动装置安装平台5、含铰接头柱腿6和铰接座7构成。环形轨道四段，通过周向均布且便于现场施工调节的过渡支腿10与鱼雷罐锥段8固定，四段环形轨道接缝处凹凸交叉过渡并留有热胀冷缩缝隙；宽面脚轮单轮缘结构且轮缘在铰接座侧，同样可以消化鱼雷罐体的冷缩量；铰接座8则与鱼雷罐从动轴承箱外侧的人工观察平台9固定。本技术很好地利用了鱼雷罐锥段上部净空，保证了兑铁作业时罐体旋转过程中轨道仍然是自正状态，平轨道随鱼雷罐运行时上下随动，环形轨道与轮子呈自由状态，保证了其彼此间不会发生刚性损害。

本发明单驱动托臂台车自动加盖和揭盖技术(参见图3)，是指托臂台车11带罐盖12从避让位置顺轨道前往罐口途中最后200mm能够将罐盖自动落放到罐口上，反之托臂台车12返程中前200mm自动托平罐盖并将之拉回待机位，托臂台车11前进后退由电机(外加事故气动马达)减速机13驱动牵引链条14带动。有两种异形轨道与托臂台车11轮轴配合能实现此功能，参见图4和图5。其一见图4将托臂台车11轮轨中部上轨变形处理如17(两边对称)，带脚轮的弓型浮动柱腿2上对称增设改向叉板15，同时在托臂台车尾端增设对应的轮组16，强制托臂台车12在行程末端改向使托臂下沉到罐盖吊耳的下方；其二见图5直接将托臂台车11轮轨前端变形处理如18，同时在托臂台车11后轮两腿间增加挡块19拉住托臂台车11下滑势头，保证设备安全。

本发明长寿型罐盖自重归位罐口和防滑脱技术(参见图6、7和8)，罐盖12为带轻质高强浇注料(寿命900炉次以上)的薄型构件，4个蝶形吊耳20分列在左右托臂台车的托臂内侧，正常待机时座放在托臂台车的托臂内侧带3面导向的复合V型槽21内；正常工作位揭盖机托臂下摆后，罐盖12自重落放在罐口上进入保温阶段，密封好保温效果有保障；罐盖12随车正常运行途中与罐口间不会滑动，只有在急停或高速转弯时才可能滑动，为此，在罐口远端侧的半楔型柱22和复合V型槽21自动约束罐盖12前后窜动，复合V型槽21导入面同时自动约束罐盖12左右窜动。

本发明车载摩电道多点集电及多人操作技术，是早期起重机厂房上摩电道集电技术的反向应用，常见于过山车上安全带自动锁紧装置的应用，主要目的是解决车载揭盖机多点自动供电/断电和信号输送暨多点接受地面操作人员指令的问题，牵引机车只负责途中运输，到站则与鱼雷罐车脱钩，因此加揭盖作业只能交给各具体工位的人员操作(远程为主)。车载摩电道(1.5m左右)在驻车后与地面集电设备联通，操作人员确认车上电机和行程开关等信号反馈正常情况下，根据实际生产需求操作揭盖机，无盖揭盖机回到其待机位，车载摩电道(1.5m左右)与地面集电设备自动脱开，并点亮鱼雷罐可以移开的绿色信号灯。

超低净空的实现，主要创意在：

1、充分利用了鱼雷罐车的宽度和鱼雷罐锥段上部的闲置空间；

2、鱼雷罐盖的托举作业占用的净空小，罐盖内耐材正对罐口积渣的部位有让渣通道的特殊设计：

3、本发明的平车轨道和带特殊滑道的托臂台车11结构稳定可靠，无论是倒罐作业还是受铁作业，罐盖和设备(特别是电机、开关、控制箱和集电系统)都远离高温区，回避了高温烟尘和铁水流喷溅的伤害；

4、满足钢铁厂连续生产关于设备事故预案的有效性的需求，动力源采用单一电机，方便气动马达取代，是最原始、最简单、最稳定可靠的事故处理方案。

本发明的优点在于,炼铁厂、修罐间、鱼雷罐罐况检查、鱼雷罐烘烤、鱼雷罐吃废钢等各站(点)都不需要增设专用行车和不增加操作工人的情况下，不对出铁场平台、烟罩和鱼雷罐等进行大的整改的情况下，也不需要鱼雷罐机车停位精度特别高的情况下，实现鱼雷罐在传输和搁置过程中有盖遮挡，从而大幅度节约能源，降低耐材和保温覆盖剂的消耗，减少环境污染，延长鱼雷罐耐材寿命并使鱼雷罐周转数量得以明显减少。仅铁水转运过程中的温度损失减少15℃以上，按增值(0.3～0.4)元/℃·吨铁水，直接效益就是(4.5～6)元/吨·铁水。

附图说明

图1和图2为本发明基于同心圆原理的浮动支点和上下摆动铰接点的平车轨道。其中，环形轨道1、带脚轮的弓型浮动柱腿2、水平轨道主梁3、轨道梁中间连接拱形梁4、驱动装置安装平台5、含铰接头柱腿6、铰接座7和过渡支腿10构成。

图3为本发明单驱动托臂台车自动揭盖机。其中，托臂台车11、罐盖12、电机(外加事故气动马达)减速机13、驱动牵引链条14、台车自由端槽框周边及托臂台车的托臂下部防辐射护板23。

图4为本发明一种异形轨道与平车轮轴配合实现加揭盖功能，其中，平车轮轨中部上轨变形处理如17、带脚轮的弓型浮动柱腿2上增设改向叉板15，对应的轮组16。

图5为本发明另一种异形轨道与平车轮轴配合实现加揭盖功能，其中，将平车轮轨前端变形处理如18，两腿间增加挡块19。

图6、7和8为本发明罐盖自重归位罐口和防滑脱技术，其中，罐盖12、带3面导向的复合V型槽21和半楔形柱22，以及台车自由端槽框周边及托臂台车的托臂下部防辐射护板23。

具体实施方式

图1～图8为本发明的具体实施方式。

本发明平车轨道实现几个功能，一是通过带脚轮的弓型浮动柱脚2又称浮动支点将揭盖机的垂直载荷经由环形轨道1和过渡支腿10传递给罐体分担，揭盖机和罐盖12相对回转中心面对称设计，重心点始终在回转中心面范围内即顺铁路运输线的正中间；二是弓型浮动柱脚2下方的脚轮与鱼雷罐锥体上环形轨道1相对转动时，平车轨道自正状态得以保持，还收益于平车轨道的铰接座7与人工观察平台的横向固定关系；三是鱼雷罐本身设计是自重找正回位设计，因而揭盖机和罐口之间的几何关系有保证，加揭盖动作自然准确到位；四是揭盖机轨道固定支点是铰接座7，能够补偿车辆运行途中的前后轮组高度不一致的轻微摆动和震动，而弓型浮动柱脚2之大轮面脚轮与环形轨道1的接触式关系不会因为这些摆动和震动造成彼此之间实质性的伤害，并能有效消化罐体在线热态和离线冷态状态鱼雷罐本体长度方面的影响。

鱼雷罐至少一半时间都在工作位——受铁水罐位和兑铁水罐位，空间位置十分有限，比如罐口净空不大于500mm的工位占比1/5以上，且都是高温多粉尘的恶劣环境，所以选用的设备必须稳定可靠，本发明单驱动托臂台车自动揭盖机就很好地贯彻这个原则。一是专用罐盖12耐材面自重落放在鱼雷罐口上保证了二者的贴合度，最大限度地提高了保温效果；二是减少执行机构，精简执行动作，本发明借助平车轨道的小的改进，图4的17和图5的18，辅以图4的改向叉板15(轮组16)和图5的挡块19就省去了罐盖12在高温多粉尘区域需要专业机构升降的问题；三是本发明托臂台车11经由远离高温多粉尘区域的电机(外加事故气动马达)减速机13和驱动牵引链条14完成托臂台车11的水平运动，安全系数高，事故预案简单可行；四是台车自由端U型框周边及托臂台车的托臂下部防辐射护板23采用耐热不锈钢板和纳米绝热垫层加强对结构的保护，杜绝因设备主体结构受热变形降低设备动作可靠性。

本发明罐盖12自重归位罐口和防滑脱技术，带4个蝶形吊耳20的专业罐盖12，保温工作状态待在罐口上方，非工作状态驻留在托臂台车11前端U型框内的4个带3面导向的复合V型槽21内，罐盖12上线下线经由四钩专业过渡吊具平进平出托臂台车11前端U型框，对位方便快捷。

托臂台车11载罐盖12走到最前端，罐盖12自动落放到罐口上，此时4个带3面导向的复合V型槽21与罐盖12上的4个鲽形吊耳20有间隙，但仍然将4个鲽形吊耳20圈在怀中，本发明在罐体口部远离揭盖机一侧另设两个半楔形柱22能够更加有效地防止急刹车时罐盖12从该侧逃逸。

托臂台车11返回待机位途中，先是顺异形轨道17或18迅速恢复到水平状态，顺带挑平罐盖12归位至4个带3面导向的复合V型槽21内，续程托臂台车11与罐盖12合二为一顺行到待机位。

本发明平车轨道两端分别是带脚轮的弓型浮动柱脚2(浮动支点)和铰接座7，结构稳定不变形；平车轨道深入鱼雷罐援助筒体侧，大大压缩了托臂台车的悬臂长度，相对传统的同铰接座7单支点单悬臂而言，刚性提高四倍以上，相对于无浮动支点的多级轨道伸缩小车而言，保温盖寿命可以提高10倍以上，托臂台车更是能够做到长寿免维护；平车轨道充分借用了鱼雷罐锥段上部空间，加上薄型保温盖的应用，使得鱼雷罐全程加盖成为现实，因为绝大部分钢铁厂鱼雷罐口上方最少净空均在500mm左右，而本发明在确保罐盖寿命900炉次以上的硬性条件下，理论只占罐口上方400mm空间，因而可以确保轨道面不平度30/15000和净空只有460mm情况下顺行。

Claims (3)

1.鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，其特征在于：揭盖机包括：环形轨道(1)、过渡支腿(10)、鱼雷罐锥段(8)、铰接座(7)、托臂台车(11)、罐盖(12)、电机减速机(13)、牵引链条(14)、其中环形轨道(1)通过周向均布过渡支腿(10)与鱼雷罐锥段(8)固定，环形轨道(1)间的接缝处凹凸交叉过渡并留有热胀冷缩缝隙；宽面脚轮单轮缘结构且轮缘在铰接座(7)侧；铰接座(7)则与鱼雷罐从动轴承箱外侧的人工观察平台(9)固定；揭盖机还包括带脚轮的弓型浮动柱脚(2)，弓型浮动柱脚(2)下方的脚轮与鱼雷罐锥段上的环形轨道(1)相对转动；

所述的托臂台车(11)带罐盖(12)从避让位置顺轨道前往罐口途中能够将罐盖(12)自动落放到罐口上，反之托臂台车(11)返程中自动托平罐盖(12)并将之拉回待机位，托臂台车(11)前进后退由电机减速机(13)驱动牵引链条(14)带动；电机减速机(13)固定在水平轨道主梁(3)间的平台上。

2.如权利要求1所述的鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，其特征在于：所述的罐盖(12)为带轻质高强浇注料的薄型构件，4个蝶形吊耳(20)两两一侧分列在托臂台车(11)的左右托臂内侧，4个蝶形吊耳(20)正常待机时座放在托臂台车(11)的托臂内侧带3面导向的复合V型槽(21)内；正常工作位托臂台车(11)的托臂下摆后，罐盖(12)自重落放在罐口上进入保温阶段，密封好保温效果有保障；在急停或高速转弯时，在罐口远端侧的半楔型柱(22)和复合V型槽(21)自动约束罐盖(12)前后窜动，复合V型槽(21)同时自动约束罐盖(12)左右窜动。

3.如权利要求1所述的鱼雷罐口上方超低净空车载式揭盖机，其特征在于：还包括车载摩电道，在驻车后，车载摩电道与地面集电设备联通，操作人员确认车上电机和行程开关信号正常情况下，根据实际生产需求操作揭盖机，无盖揭盖机回到其待机位，车载摩电道与地面集电设备自动脱开，此时鱼雷罐可以移开。

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