CN112916845B - 钢包长水口智能保温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢包长水口智能保温系统，它包括烘烤炉，烘烤炉上设置有水口，所述烘烤炉的整个炉壁内周向方向设置有电阻丝，所述烘烤炉的一边炉壁的外壁顶部上设置有大半圆高台，所述烘烤炉的另一边炉壁的外壁上开设有半开放的小半圆限位槽；所述烘烤炉上设置有与大半圆高台和小半圆限位槽配合设置的活动水口盖；所述烘烤炉一侧设置有基座，所述基座外壁上设置有油缸，所述油缸的活塞端设置有活塞杆，所述活塞杆另一端与活动水口盖侧壁连接；所述活动水口盖在活塞杆的牵引下来回移动；所述烘烤炉外壁上设置有温度仪，所述电线穿过烘烤炉的顶部与电阻丝连接。本发明的钢包长水口智能保温系统结构简单，设计巧妙，能实现水口智能保温及加热功能。

Description

钢包长水口智能保温系统

技术领域

本发明涉及水口保温，具体涉及一种钢包长水口智能保温系统。

背景技术

水口是连铸浇钢工艺中的核心设备，主要是实现钢包向中间包、以及中间包向结晶器钢水的加入，对防止钢水氧化、提高铸坯产品质量大有裨益，是现代连铸生产必备设备之一。目前，由于中包水口一般采用人工烘烤，烘烤质量较差，容易出现开裂等问题，影响了连铸生产的稳定性；钢包水口在换包过程中需要进行拆卸，但目前缺乏相应的保温和烘烤设备，导致水口温降大，换包后水口易断裂，严重影响了产品质量，同时水口断裂后对现场生产的安全性也带来了很大的隐患。

经在有关文献数据库中检索，共查到关于水口烘烤的相关专利4篇，其具体情况如下：

1、芜湖新兴铸管有限责任公司开发了一种连铸整体浸入式水口烘烤装置(刘志勇、刘光绪、解华振、范石伟、孙华莹、王国梁、陈亮、张俊才、王东、宋良发.连铸整体浸入式水口烘烤装置.中国,实用新型专利,CN 106001537 A.2016.10.12.)，其开发的连铸整体浸入式水口烘烤装置包括：空压风机构、支架和从上至下依次连通的第一吸风管、连接弯管和第二吸风管，第一吸风管竖直设置，第一吸风管的上端与浸入式水口相连通，且第一吸风管的上端设置有密封圈，第二吸风管水平设置，且第一吸风管的内径为第二吸风管内径的1.5至3倍，支架上的第一段的一端和第三段的一端分别可旋转得设置在第一吸风管的外表面上，空压风机构放置在地面上，且空压风机构上的导管与第一吸风管相连通。该装置克服现有技术中的浸入式水口的烘烤装置机构复杂，不易操作，烘烤效果差的问题，但该专利无法保证烘烤温度受控；

2、莱芜钢铁总厂炼钢厂开发了一种中间包水口烘烤装置(刘纪明、李志诚、燕荣之.中间包水口烘烤装置.中国,发明专利,CN 2225324Y A[P].1996.04.24.)，该专利它包括烧头和进气管，在烧头的底端设有混合室外壳，烧头下方的一侧设有点火口，烧头内设有燃烧室，燃烧室与混合室外壳内的混合室相通，混合室外壳的下端设有二个进气管，二个进气管上分别设有阀门，烧头的外壳与升降机构相接，本实用新型具有结构简单，预热效果好、造价低、操作使用方便、节省能源等优点，避免了连续铸钢生产过程中的开浇“冻眼”及“炸裂”事故的发生是中间包水口预热较理想的烘烤装置，但这个装置无法与系统实现构连，仍然采用人工方式进行控制；

3、莱芜钢铁股份有限公司开发了一种混合式中间包水口烘烤装置(何庆文、毛成杰、房绪江、梁建国、刁峰、闫军、杨传华.混合式中间包水口烘烤装置.中国,实用新型专利,CN 201346618Y.2009.11.18.)，其包括烘烤装置本体、烘烤烧嘴、各介质的管路阀门及压力调整检测装置；烘烤装置本体上设有高度调整装置和混合式烘烤烧嘴，烘烤烧嘴与混合室连接，混合室分别与煤气管路、丙烯管路和压缩空气管路连接。高度调整装置设置在烘烤装置本体下面，包括连接过度块、导向座和液压千斤顶，连接过度块在液压千斤顶与烘烤装置本体之间，液压千斤顶在两个导向座之间。三个管路分别通过金属软管、管路阀门及压力调整检测装置与各自的气源连接；金属软管两端均安装快速接头。三个管路之间通过不锈钢硬管加固连接。该专利装置过于简单，无法实现温控；

4、江苏申源特钢有限公司开发了一种长水口烘烤装置(张国付、沈国平、谢振东、刘恩水、宫有如.长水口烘烤装置.中国,发明专利,CN 104741599 A.2015.07.01.)，长水口烘烤装置，包括中间包，中间包的侧壁上设有中间包烘烤器，中间包底壁上设有上水口，上水口上部设有与上水口相配合的塞棒，所述的上水口的下部套有水口套，所述的水口套的另一端与长水口的任意一端连接，长水口的另一端与排风管连接，所述的长水口的与水口套的连接端设有压缩空气进气管；其具有结构简单、环保清洁、操作方便、加热效果好的优点，但未无法基于水口温度对烘烤效果进行自行调控。

综上所述，在所查公开发表文献中，未发现一种能实现钢包长水口智能保温系统及方法的相关技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种钢包长水口智能保温系统，该系统结构简单，设计巧妙，能实现水口智能保温及加热功能；固定支架高度与活动水口盖高度相同，可以有效保障水口盖水平移动的稳定性和烘烤炉的密闭性；在设计上将活塞杆最大伸长量与活动水口盖从开始位置到与烘烤炉完全密封的行程一样，因此只需要活塞杆到达伸出极限位即可保证整个装置的密闭性；烘烤炉入口设计有楔形槽，能对水口吊运过程中起到导向作用，避免水口撞击和破损；烘烤炉中设计有温度仪能实时对水口温度进行温度监测，并利用电阻丝对水口进行加热和保温，保障了水口温度可控；烘烤炉中设计有防撞板，能有效避免水口起吊过程中水口对电阻丝的碰撞，降低了烘烤炉故障的可能性。

为实现上述目的，本发明所设计一种钢包长水口智能保温系统，它包括烘烤炉，所述烘烤炉上设置有水口，所述烘烤炉的整个炉壁内周向方向设置有电阻丝，所述烘烤炉的一边炉壁的外壁顶部上设置有大半圆高台，所述烘烤炉的另一边炉壁的外壁上开设有半开放的小半圆限位槽；所述烘烤炉上设置有与大半圆高台和小半圆限位槽配合设置的活动水口盖；所述烘烤炉一侧设置有基座，所述基座外壁上设置有油缸，所述油缸的活塞端设置有活塞杆，所述活塞杆另一端与活动水口盖侧壁连接；所述活动水口盖在活塞杆的牵引下来回移动(通过活塞杆的伸缩，可以控制活动水口盖的开合)；

若活塞杆向一侧移动时，活动水口盖与烘烤炉脱离(此时可以起吊或放置水口)；

若活塞杆向另一侧移动时，活动水口盖与烘烤炉形成一个密封空间(可以对水口进行烘烤和保温)；

所述烘烤炉外壁上设置有温度仪，且所述温度仪伸入烘烤炉的炉壁内，所述烘烤炉外设置有电源，所述电源上连接有电线，所述电线穿过烘烤炉的顶部与电阻丝连接。

进一步地，所述烘烤炉包括钢壁和耐材结构，所述钢壁包括圆柱壁和设置在圆柱壁一边顶部上的高台壁，所述耐材结构包括覆盖在圆柱壁内壁上的耐材壁，所述耐材壁内依次设置有电阻丝、耐热防撞板和最内层；所述耐材结构还包括耐材顶盖，所述耐材顶盖完全包覆在耐材壁、电阻丝和耐热防撞板顶面外，且所述耐材顶盖部分包覆在最内层的顶面；所述耐热防撞板为圆筒式结构，且耐热防撞板两端分别插入耐材顶盖和耐材壁内；

所述耐材顶盖顶面一边设置有耐材高台壁，所述高台壁设置在耐材顶盖和耐材高台壁外壁上，所述高台壁与耐材高台壁组成形成大半圆高台；所述耐材顶盖顶面另一边开设有半开放的小半圆限位槽。

上述耐材结构用来保温，防止热量外溢，钢壁是烘烤炉的外壳，主要用来对耐材进行固定；电阻丝主要呈环形分布且安装在耐材壁和防撞板中间区域，其作用是对水口进行加热；耐热防撞板为耐热钢板，其主要作用是用来防止水口在安装过程中对电阻丝进行碰撞；

上述电线与电阻丝相连，电线与电源相连，其主要是为电阻丝提供电力；温度仪安装在烘烤炉上，主要是用来对水口的温度进行实时测量。

再进一步地，所述耐材高台壁比耐材壁厚，上述耐材结构的耐材选用是三氧化二铝、硅酸钙或者铝镁系材料等)。

再进一步地，所述耐热防撞板和最内层上间隔开设有散热孔(保证电阻丝对水口的加热作用)。

再进一步地，所述耐材顶盖内壁上开设有楔形槽(用来对水口下降放置过程中进行导向)，所述耐材顶盖与水口的接触面设置有环形的压力传感器(用来检测水口是否放置到位)。

再进一步地，所述活动水口盖为双层结构，其包括上层的整圆盖和下层的半圆的限位盖，所述整圆盖和限位盖之间设置有弧形壁。

再进一步地，所述基座包括四个对称设置的安装立柱，四个安装立柱上设置有两组水平的安装架组，每组安装架由两个平行的安装支架组成，两组安装架设置在活动水口盖上下端，下端的两个安装支架的一端固定在烘烤炉外壁上；两个安装立柱设置四个安装支架的另一端；另外两个安装立柱设置四个安装支架中部(上下装支架的高度正好跟活动水口盖的高度相同，所以可以有效对活动水口盖进行限位，保证移动的水平度)。

再进一步地，所述油缸固定螺栓安装在两个安装立柱上。

本发明的有益效果：

1.本发明的钢包长水口智能保温系统结构简单，设计巧妙，能实现水口智能保温及加热功能；

2.本发明的基座的支架高度与活动水口盖高度相同，可以有效保障水口盖水平移动的稳定性和烘烤炉的密闭性；

3.本发明的在设计上将活塞杆最大伸长量与活动水口盖从开始位置到与烘烤炉完全密封的行程一样，因此只需要活塞杆到达伸出极限位即可保证整个装置的密闭性；

4.本发明的烘烤炉入口设计有楔形槽，能对水口吊运过程中起到导向作用，避免水口撞击和破损；

5.本发明的烘烤炉中设计有温度仪能实时对水口温度进行温度监测，并利用电阻丝对水口进行加热和保温，保障了水口温度可控；

6.本发明的烘烤炉中设计有防撞板，能有效避免水口起吊过程中水口对电阻丝的碰撞，降低了烘烤炉故障的可能性。

综上所述：本发明专利开发了一种钢包长水口智能保温系统，整个装置结构简单，设计巧妙，能实现水口智能保温及加热功能；固定支架高度与活动水口盖高度相同，可以有效保障水口盖水平移动的稳定性和烘烤炉的密闭性；在设计上将活塞杆最大伸长量与活动水口盖从开始位置到与烘烤炉完全密封的行程一样，因此只需要活塞杆到达伸出极限位即可保证整个装置的密闭性；烘烤炉入口设计有楔形槽，能对水口吊运过程中起到导向作用，避免水口撞击和破损；烘烤炉中设计有温度仪能实时对水口温度进行温度监测，并利用电阻丝对水口进行加热和保温，保障了水口温度可控；烘烤炉中设计有防撞板，能有效避免水口起吊过程中水口对电阻丝的碰撞，降低了烘烤炉故障的可能性。

附图说明

图1为钢包长水口智能保温系统的主视图；

图2为烘烤炉的细节图；

图3为钢包长水口智能保温系统的俯视图；

图4为图1的A-A视图；

图中，烘烤炉1、水口2、电阻丝3、活动水口盖4、整圆盖4.1、限位盖4.2、弧形壁4.3、基座5、安装立柱5.1、安装支架5.2、油缸6、活塞杆7、温度仪8、电源9、电线9.1、钢壁10、圆柱壁10.1、高台壁10.2、耐材结构11、耐材壁11.1、耐材顶盖11.2、楔形槽11.21、耐材高台壁11.3、耐热防撞板12、最内层13、散热孔14、压力传感器15。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

如图1～4所示的钢包长水口智能保温系统，它包括烘烤炉1，烘烤炉1上设置有水口2，

烘烤炉1包括钢壁10和耐材结构11，钢壁10包括圆柱壁10.1和设置在圆柱壁10.1一边顶部上的高台壁10.2，耐材结构11包括覆盖在圆柱壁10.1内壁上的耐材壁11.1，耐材壁11.1内依次设置有电阻丝3、耐热防撞板12和最内层13；耐材结构11还包括耐材顶盖11.2，耐材顶盖11.2完全包覆在耐材壁11.1、电阻丝3和耐热防撞板12顶面外，且耐材顶盖11.2部分包覆在最内层13的顶面；耐热防撞板12为圆筒式结构，且耐热防撞板12两端分别插入耐材顶盖11.2和耐材壁11.1内；

耐材顶盖11.2顶面一边设置有耐材高台壁11.3，高台壁10.2设置在耐材顶盖11.2和耐材高台壁11.3外壁上，高台壁10.2与耐材高台壁11.3组成形成大半圆高台；耐材顶盖11.2顶面另一边开设有半开放的小半圆限位槽；耐材高台壁11.3比耐材壁11.1厚；耐热防撞板12和最内层13上间隔开设有散热孔14。

耐材顶盖11.2内壁上开设有楔形槽11.21，

耐材顶盖11.2与水口2的接触面设置有环形的压力传感器15；

烘烤炉1外壁上设置有温度仪8，且温度仪8伸入烘烤炉1的炉壁内直至最内层13，烘烤炉1外设置有电源9，电源9上连接有电线9.1，电线9.1穿过烘烤炉1的顶部与电阻丝3连接；

烘烤炉1上设置有与大半圆高台和小半圆限位槽配合设置的活动水口盖4；活动水口盖4为双层结构，其包括上层的整圆盖4.1和下层的半圆的限位盖4.2，整圆盖4.1和限位盖4.2之间设置有弧形壁4.3；

烘烤炉1一侧设置有基座5，基座5包括四个对称设置的安装立柱5.1，四个安装立柱5.1上设置有两组水平的安装架组，每组安装架由两个平行的安装支架5.2组成，两组安装架设置在活动水口盖4上下端，下端的两个安装支架5.2的一端固定在烘烤炉1外壁上；两个安装立柱5.1设置四个安装支架5.2的另一端；另外两个安装立柱5.1设置四个安装支架5.2中部；

油缸6固定螺栓安装在两个安装立柱5.1上；油缸6的活塞端设置有活塞杆7，活塞杆7另一端与活动水口盖4侧壁连接；活动水口盖4在活塞杆7的牵引下来回移动，可以控制活动水口盖的开合；

若活塞杆7向一侧移动时，活动水口盖4与烘烤炉1脱离，此时可以起吊或放置水口；

若活塞杆7向另一侧移动时，活动水口盖4与烘烤炉形成一个密封空间；

上述钢包长水口智能保温系统的工作过程如下：

1.油缸6的活塞杆7位于最左侧(收缩位)，活动水口盖4也位于烘烤炉1左侧，烘烤炉1处于开放状态；

2.水口2夹持装置接到“烘烤”或“保温”指令后，自动识别烘烤炉位置，并将水口2缓慢防止在烘烤炉1中。在水口2下降过程中如果发生偏摆，在楔形槽11.21的作用下，水口2会自动对中，防止水口2发生碰撞或者位置偏移；

3.当压力传感器15检测到压力信号之后，说明水口2已下降到位，系统延时10s之后(主要作用是等水口夹持装置离开水口区域)，进入步骤4；

4.系统控制油缸6的活塞杆7向右侧伸出，并带动整个活动水口盖4向右侧移动，直到活动水口盖4与烘烤炉1完全密闭位置。由于在设计上考虑到活塞杆7最大伸长量与活动水口盖4从开始位置到与烘烤炉完全密封的行程一样，因此只需要活塞杆7到达伸出极限位即可保证整个装置的密闭性；

5.温度仪17对水口2的温度进行测量，当水口2的温度＜目标温度x时，电源9为电阻丝3供电，为水口2加热；在加热过程中，温度仪8会对水口温度进行实时检测，当水口2的温度≥目标温度x时，电阻丝3采用低电流，进入保温状态。目标温度值x可根据现场实际情况进行设定，一般取值范围在600-1400℃；

6.当系统接收到“水口安装”指令后，系统控制油缸6的活塞杆7向左侧缩回，并带动整个活动水口盖4向左侧移动，当活塞杆7收缩极限到达后，水口夹持装置将水口2吊走，进行水口2在线安装；

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种钢包长水口智能保温系统，它包括烘烤炉(1)，所述烘烤炉(1)上设置有水口(2)，其特征在于：所述烘烤炉(1)的整个炉壁内周向方向设置有电阻丝(3)，所述烘烤炉(1)的一边炉壁的外壁顶部上设置有大半圆高台，所述烘烤炉(1)的另一边炉壁的外壁上开设有半开放的小半圆限位槽；所述烘烤炉(1)上设置有与大半圆高台和小半圆限位槽配合设置的活动水口盖(4)；所述烘烤炉(1)一侧设置有基座(5)，所述基座(5)外壁上设置有油缸(6)，所述油缸(6)的活塞端设置有活塞杆(7)，所述活塞杆(7)另一端与活动水口盖(4)侧壁连接；所述活动水口盖(4)在活塞杆(7)的牵引下来回移动；

若活塞杆(7)向一侧移动时，活动水口盖(4)与烘烤炉(1)脱离；

若活塞杆(7)向另一侧移动时，活动水口盖(4)与烘烤炉形成一个密封空间；

所述烘烤炉(1)外壁上设置有温度仪(8)，且所述温度仪(8)伸入烘烤炉(1)的炉壁内，所述烘烤炉(1)外设置有电源(9)，所述电源(9)上连接有电线(9.1)，所述电线(9.1)穿过烘烤炉(1)的顶部与电阻丝(3)连接。

2.根据权利要求1所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述烘烤炉(1)包括钢壁(10)和耐材结构(11)，所述钢壁(10)包括圆柱壁(10.1)和设置在圆柱壁(10.1)一边顶部上的高台壁(10.2)，所述耐材结构(11)包括覆盖在圆柱壁(10.1)内壁上的耐材壁(11.1)，所述耐材壁(11.1)内依次设置有电阻丝(3)、耐热防撞板(12)和最内层(13)；

所述耐材结构(11)还包括耐材顶盖(11.2)，所述耐材顶盖(11.2)完全包覆在耐材壁(11.1)、电阻丝(3)和耐热防撞板(12)顶面外，且所述耐材顶盖(11.2)部分包覆在最内层(13)的顶面；所述耐热防撞板(12)为圆筒式结构，且耐热防撞板(12)两端分别插入耐材顶盖(11.2)和耐材壁(11.1)内；所述耐材顶盖(11.2)顶面一边设置有耐材高台壁(11.3)，所述高台壁(10.2)设置在耐材顶盖(11.2)和耐材高台壁(11.3)外壁上，所述高台壁(10.2)与耐材高台壁(11.3)组成形成大半圆高台；所述耐材顶盖(11.2)顶面另一边开设有半开放的小半圆限位槽。

3.根据权利要求2所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述耐材高台壁(11.3)比耐材壁(11.1)厚。

4.根据权利要求2所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述耐热防撞板(12)和最内层(13)上间隔开设有散热孔(14)。

5.根据权利要求2所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述耐材顶盖(11.2)内壁上开设有楔形槽(11.21)，所述耐材顶盖(11.2)与水口(2)的接触面设置有环形的压力传感器(15)。

6.根据权利要求1所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述活动水口盖(4)为双层结构，其包括上层的整圆盖(4.1)和下层的半圆的限位盖(4.2)，所述整圆盖(4.1)和限位盖(4.2)之间设置有弧形壁(4.3)。

7.根据权利要求1所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述基座(5)包括四个对称设置的安装立柱(5.1)，四个安装立柱(5.1)上设置有两组水平的安装架组，每组安装架由两个平行的安装支架(5.2)组成，两组安装架设置在活动水口盖(4)上下端，下端的两个安装支架(5.2)的一端固定在烘烤炉(1)外壁上；两个安装立柱(5.1)设置四个安装支架(5.2)的另一端；另外两个安装立柱(5.1)设置四个安装支架(5.2)中部。

8.根据权利要求7所述钢包长水口智能保温系统，其特征在于：所述油缸(6)固定螺栓安装在两个安装立柱(5.1)上。

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