CN114350895B - 一种钢水精炼喂丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢水精炼喂丝装置，包括喂丝机、设置于喂丝机前端的至少一组导管，导管包括第一管体、第二管体和第三管体，第一管体、第三管体上设有球形凹槽，第二管体两端设有与球形凹槽转动配合的球头，第三管体与喂丝机之间设有用于驱动第三管体升降并绕球头往复偏转运动的第一驱动机构，第三管体端外部的冷却套管与第三管体之间设有第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动冷却套管沿竖直方向连续往复升降运动，由第一驱动机构驱动第三管体带动与第二管体、第一管体相对运动，调节喂丝位置和喂丝高度，冷却套管降温避免丝线软化同时通过冷却套管连续往复升降避免结渣堵塞，保证丝线在适宜位置垂直插入钢液面，保证加工效率和钢水精炼质量。

Description

一种钢水精炼喂丝装置

技术领域

本发明属于精炼喂丝设备技术领域，尤其涉及一种钢水精炼喂丝装置。

背景技术

炉外精炼是炼钢工序的重要组成部分，炉外精炼生产过程中存在有钢包喂丝工序，通过喂丝装置向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂，如Ca-Si粉或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分，还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。现有技术中的钢水精炼喂丝装置一般包括用于牵引丝线前进的喂丝机、设置于喂丝机前端的导管，通过导管导丝将丝线射入钢液中，仅通过移动喂丝机整体难以实现导管端部相对钢液液面高度和位置的调节，难以适应加工节奏、影响丝线插入钢水深度且喂丝倾斜射入钢液表面易打旋产生表层氧化、造成合金元素收得率下降，同时由于导管端部靠近钢液温度较高，丝线在导管内易软化、溅射钢水堵塞导管影响喂丝输送和炼钢质量，导致设备频繁检修、寿命较差、降低生产效率和炼钢质量稳定性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出了一种钢水精炼喂丝装置，由第一驱动机构驱动第三管体带动与第二管体、第一管体相对运动，调节喂丝位置和喂丝高度，冷却套管降温避免丝线软化同时通过第二驱动机构带动冷却套管连续往复升降避免结渣堵塞，保证丝线在适宜位置垂直插入钢液面，保证加工效率和钢水精炼质量。

本发明的技术方案是：

一种钢水精炼喂丝装置，包括喂丝机、设置于喂丝机前端的至少一组导管，所述导管包括连通且依次相连的第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体一端与喂丝机相连，第一管体另一端、第三管体一端分别设有对向设置的球形凹槽，所述第二管体两端设有与球形凹槽转动配合的球头，所述第三管体呈倒L形结构且与喂丝机之间设有第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动第三管体升降并绕球头往复偏转运动；

所述第三管体端外部设有冷却套管，所述冷却套管与第三管体之间设有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动冷却套管沿竖直方向连续往复升降运动。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述球头外设有与第一管体或第三管体相连的限位盘，所述限位盘内壁与球头外壁间隙配合，所述球头内设有向第一管体或第三管体方向设置的扩口。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述第一驱动机构包括气缸、第一连杆和第二连杆，所述喂丝机上设有第一支架，所述气缸尾端与第一支架铰接，气缸的缸杆端部设有连板，所述连板外设有铰接座，所述铰接座与连板和第一连杆之间设有第一轴体，铰接座与第二连杆之间设有第二轴体，所述第一连杆和第二连杆一端分别与第一支架铰接，第一连杆和第二连杆另一端铰接有与第三管体相连的第二支架；

所述第一支架呈C形结构且底部两侧设有第一支板，所述气缸尾端与第一支架内顶部铰接，所述第一连杆和第二连杆与第一支板铰接，所述第一连杆和第二连杆上设有对应设置的通孔，所述铰接座设置于通孔内；

所述第三管体外设有第一凸台，所述第二支架包括底座和两个第二支板，所述底座与第一凸台相连且设有与第一凸台外部配合的卡口，两个第二支板与底座侧顶部相连且与第一连杆和第二连杆铰接。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述冷却套管内壁与第三管体外壁滑动配合，冷却套管内设有冷却腔，冷却套管外设有与冷却腔侧底部相连的进水管、与冷却腔侧顶部相连的出水管，所述进水管呈Z形结构。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述第三管体外部设有第二凸台，所述第二凸台上设有第三支架，所述第二驱动机构包括伺服电机和第三连杆，所述伺服电机设置在第三支架上，伺服电机的电机轴连接有转臂，所述第三连杆一端与转臂端部设有第三轴体，第三连杆另一端与冷却套管侧顶部铰接。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述喂丝机底部设有沿喂丝机后端至喂丝机前端的滑槽，所述滑槽内设有滑动配合的滑轨，所述滑轨侧部设有平行的丝杆，所述丝杆两端设有第四支架，所述第四支架上设有与丝杆同轴相连的丝杆电机，丝杆上设有螺纹配合且与喂丝机相连的调节套。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述喂丝机上设有对应第一管体的进口管体，喂丝机内设有若干同步对向旋转的牵引辊组，相邻牵引辊组之间设有对应第一管体和进口管体设置的导向管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过丝杆电机的调节套，在喂丝机在滑槽与滑轨滑动配合限位导向下，调节喂丝机至适宜前后喂丝位置；由第一驱动机构即气缸的缸杆伸缩、以连板的第一轴体推动或拉动第一连杆和铰接座，铰接座通过第二轴体推动或拉动第二连杆，气缸绕与第一支架的铰接位相对偏转，连板、铰接座相对偏转，使第一连杆和第二连杆绕与第一支架的铰接位偏转下降或偏转上升，以第一支架驱动第三管体升降并绕球头往复偏转运动，使第二管体的球头绕第一管体的球形凹槽相应偏转，调节喂丝位置和喂丝高度。

（2）由喂丝机沿导管的第一管体、第二管体和第三管体向钢液面喂丝时，通过冷却套管为第三管体降温避免丝线软化、通过第二驱动机构带动冷却套管沿竖直方向连续往复升降运动、使钢渣脱落避免钢渣凝结堆积堵塞管口，从而保证丝线在适宜位置垂直插入钢液面。

综上，避免丝线插入钢水深度不足、喂丝倾斜射入钢液表面产生表层氧化、造成合金元素收得率下降的问题，有利于延长装置寿命、快速调节适应加工节奏、满足加工需求，保证加工效率和钢水精炼质量。

附图说明

图1是本发明一实施方式的前俯视立体图。

图2是本发明一实施方式的后仰视立体图。

图3是本发明一实施方式的俯视结构图。

图4是本发明图3的AA方向剖视图。

图5是本发明图4的B部分结构放大图。

图6是本发明图5的C部分结构放大图。

图中：喂丝机1、导管2，第一管体21、第二管体22和第三管体23，球形凹槽3，球头4，第一驱动机构5，冷却套管6，第二驱动机构7，限位盘8，扩口9，气缸51、第一连杆52和第二连杆53，第一支架10，连板11，铰接座12，第一轴体13，第二轴体14，第二支架15，第一支板16，通孔17，第一凸台18，底座151，第二支板152，卡口20，冷却腔24，进水管25、出水管26，第二凸台27，第三支架28，伺服电机71和第三连杆72，转臂29，第三轴体30，滑槽31，滑轨32，丝杆33，丝杆电机34，第四支架19，调节套35，进口管体36，牵引辊组41，导向管37，同步皮带38，丝线39，钢液面40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1-6所示为所述钢水精炼喂丝装置的一种较佳实施方式，钢水精炼喂丝装置包括喂丝机1、设置于喂丝机1前端的至少一组导管2，所述导管2包括连通且依次相连的第一管体21、第二管体22和第三管体23，所述第一管体21一端与喂丝机1相连，第一管体21另一端、第三管体23一端分别设有对向设置的球形凹槽3，所述第二管体22两端设有与球形凹槽3转动配合的球头4，所述第三管体23呈倒L形结构且与喂丝机1之间设有第一驱动机构5，所述第一驱动机构5用于驱动第三管体23升降并绕球头4往复偏转运动；

所述第三管体23端外部设有冷却套管6，所述冷却套管6与第三管体23之间设有第二驱动机构7，所述第二驱动机构7用于驱动冷却套管6沿竖直方向连续往复升降运动。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述球头4外设有与第一管体21或第三管体23相连的限位盘8，所述限位盘8内壁与球头4外壁间隙配合，所述球头4内设有向第一管体21或第三管体23方向设置的扩口9。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述第一驱动机构5包括气缸51、第一连杆52和第二连杆53，所述喂丝机1上设有第一支架10，所述气缸51尾端与第一支架10铰接，气缸51的缸杆端部设有连板11，所述连板11外设有铰接座12，所述铰接座12与连板11和第一连杆52之间设有第一轴体13，铰接座12与第二连杆53之间设有第二轴体14，所述第一连杆52和第二连杆53一端分别与第一支架10铰接，第一连杆52和第二连杆53另一端铰接有与第三管体23相连的第二支架15；

所述第一支架10呈C形结构且底部两侧设有第一支板16，所述气缸51尾端与第一支架10内顶部铰接，所述第一连杆52和第二连杆53与第一支板16铰接，所述第一连杆52和第二连杆53上设有对应设置的通孔17，所述铰接座12设置于通孔17内；

所述第三管体23外设有第一凸台18，所述第二支架15包括底座151和两个第二支板152，所述底座151与第一凸台18相连且设有与第一凸台18外部配合的卡口20，两个第二支板152与底座151侧顶部相连且与第一连杆52和第二连杆53铰接。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述冷却套管6内壁与第三管体23外壁滑动配合，冷却套管6内设有冷却腔24，冷却套管6外设有与冷却腔24侧底部相连的进水管25、与冷却腔24侧顶部相连的出水管26，所述进水管25呈Z形结构。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述第三管体23外部设有第二凸台27，所述第二凸台27上设有第三支架28，所述第二驱动机构7包括伺服电机71和第三连杆72，所述伺服电机71设置在第三支架28上，伺服电机71的电机轴连接有转臂29，所述第三连杆72一端与转臂29端部设有第三轴体30，第三连杆72另一端与冷却套管6侧顶部铰接。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述喂丝机1底部设有沿喂丝机1后端至喂丝机1前端的滑槽31，所述滑槽31内设有滑动配合的滑轨32，所述滑轨32侧部设有平行的丝杆33，所述丝杆33两端设有第四支架19，所述第四支架19上设有与丝杆33同轴相连的丝杆电机34，丝杆33上设有螺纹配合且与喂丝机1相连的调节套35。

上述一种钢水精炼喂丝装置，优选的，所述喂丝机1上设有对应第一管体21的进口管体36，喂丝机1内设有若干同步对向旋转的牵引辊组41，相邻牵引辊组41之间设有对应第一管体21和进口管体36设置的导向管37，牵引辊组41的同步对向旋转驱动优选为：任意一个牵引辊组41的辊轴连接用于驱动辊轴旋转的电机，电机固定设置，牵引辊组41内的对向辊轴通过啮合齿轮驱动同步对向旋转，相邻牵引辊组41的同向旋转辊轴通过在辊轴外设置皮带轮，以同步皮带38带动皮带轮旋转，实现位于丝线39上方的牵引辊同向旋转，位于丝线39下方的牵引辊与上方牵引辊反向旋转。

本发明的工作原理和效果为：

钢水精炼喂丝时，通过丝杆电机34带动丝杆33在第四支架19上旋转带动螺纹配合的调节套35沿丝杆33相对移动，喂丝机1在滑槽31与滑轨32滑动配合限位导向下，通过调节套35带动喂丝机1在前后方向上往复移动，调节至适宜喂丝位置。

将呈C形结构的第一支架10安装在喂丝机1前端的导管2上方，气缸51尾端通过与第一支架10内顶部铰接安装，第一连杆52和第二连杆53一端通过与第一支板16铰接安装在第一支架10上，第一连杆52和第二连杆53通过与第二支板152铰接连接第二支架15，气缸51的缸杆端部设置连板11，连板11通过与外部的铰接座12以第一轴体13连接第一连杆52，铰接座12设置在第一连杆52和第二连杆53的通孔17内且通过第二轴体14与第二连杆53连接，第二支架15通过底座151的卡口20与第一凸台18配合，底座151两侧以螺栓与第一凸台18连接实现与第三管体23连接，装配第一驱动机构5。

气缸51通过连接现有技术的气源控制装置驱动缸杆伸缩，缸杆伸长或收缩时，通过连板11以第一轴体13推动或拉动第一连杆52和铰接座12，铰接座12通过第二轴体14推动或拉动第二连杆53，气缸51尾端绕与第一支架10的铰接位相对偏转，连板11绕第一轴体13相对铰接座12偏转，铰接座12绕第一轴体13和第二轴体14相对第一连杆52和第二连杆53相对偏转，适应角度变化；

第一连杆52和第二连杆53在推动或拉动作用下一端绕与第一支架10的铰接位偏转下降或偏转上升，第一连杆52和第二连杆53另一端通过与第二支架15铰接带动第二支架15偏转下降或偏转上升，第二支架15带动第三管体23偏转下降或偏转上升时，第三管体23带动第二管体22一端相应移动，第二管体22另一端与第一管体21另一端相对转动，倒L形结构的第三管体23水平段保持始终水平、竖直段保持始终竖直，以保证丝线39垂直插入钢液；

通过限位盘8套设在球头4外部且内壁与球头4外壁间隙配合，限位盘8与第一管体21或第三管体23连接实现球头4与球形凹槽3的装配连接，第三管体23带动第二管体22一端相应移动时，第三管体23下降或上升并以球形凹槽3绕球头4反向偏转或正向偏转，实现第一驱动机构5驱动第三管体23升降并绕球头4往复偏转运动，第二管体22另一端的球头4绕第一管体21的球形凹槽3相应转动适应角度变化，从而改变第三管体23端部的高度和位置，通过与喂丝机1的前后位置调节结合，使第三管体23位于不同钢液面40上方的适宜位置和高度，避免丝线39插入钢水深度不足、氧化造成合金元素收得率下降的问题。

喂丝时，丝线39盘上的丝线39由进口管体36、在若干对应同步对向旋转的牵引辊组41之间牵引作用、导向管37导向作用下向导管2的第一管体21输出，球头4内采用向第一管体21或第三管体23方向设置的扩口9、保证球头4与球形凹槽3相对转动时具有较大的入口口径，使丝线39沿连通的第一管体21、第二管体22和倒L形的第三管体23导向下稳定地垂直插入钢液面40进行喂丝作用，避免喂丝倾斜射入钢液表面易打旋产生表层氧化、造成合金元素收得率下降的问题。

喂丝时，由呈Z形结构的进水管25向冷却腔24侧底部通入冷却水，冷却水由冷却腔24侧顶部溢出至出水管26，以便通过冷却腔24与靠近钢液面40的第三管体23降温，避免丝线39软化、保证稳定的垂直喂丝。

喂丝时，第二驱动机构7即伺服电机71通过水平设置在第三支架28上，第三支架28安装在第三管体23的第二凸台27上，由伺服电机71的电机轴带动转臂29绕电机轴同步旋转，转臂29通过第三轴体30拉动或推动第三连杆72，第三连杆72通过铰接拉动或推动冷却套管6、在冷却套管6与第三管体23的滑动配合下带动冷却套管6沿竖直方向连续往复升降运动，当第三管体23端部受喂丝时钢液溅射在第三管体23端部结渣时，通过冷却套管6的往复移动推动结渣脱落第三管体23，避免钢渣凝结堆积堵塞管口而影响丝线39垂直射入钢液面40。

从而综上，通过第一驱动机构5带动第三管体23升降并绕第二管体22的球头4往复偏转运动，使第二管体22的球头4绕第一管体21的球形凹槽3相应偏转，调节喂丝位置和喂丝高度，由喂丝机1沿导管2的第一管体21、第二管体22和第三管体23向钢液面40喂丝时，通过冷却套管6为第三管体23降温避免丝线39软化、通过第二驱动机构7带动冷却套管6沿竖直方向连续往复升降运动、使钢渣脱落避免钢渣凝结堆积堵塞管口，从而保证丝线39在适宜位置垂直插入钢液面40，避免丝线39插入钢水深度不足、喂丝倾斜射入钢液表面产生表层氧化、造成合金元素收得率下降的问题，有利于延长装置寿命、快速调节适应加工节奏、满足加工需求，保证加工效率和钢水精炼质量。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，包括喂丝机（1）、设置于喂丝机（1）前端的至少一组导管（2），所述导管（2）包括连通且依次相连的第一管体（21）、第二管体（22）和第三管体（23），所述第一管体（21）一端与喂丝机（1）相连，第一管体（21）另一端、第三管体（23）一端分别设有对向设置的球形凹槽（3），所述第二管体（22）两端设有与球形凹槽（3）转动配合的球头（4），所述第三管体（23）呈倒L形结构且与喂丝机（1）之间设有第一驱动机构（5），所述第一驱动机构（5）用于驱动第三管体（23）升降并绕球头（4）往复偏转运动；

所述第三管体（23）端外部设有冷却套管（6），所述冷却套管（6）与第三管体（23）之间设有第二驱动机构（7），所述第二驱动机构（7）用于驱动冷却套管（6）沿竖直方向连续往复升降运动；

所述第一驱动机构（5）包括气缸（51）、第一连杆（52）和第二连杆（53），所述喂丝机（1）上设有第一支架（10），所述气缸（51）尾端与第一支架（10）铰接，气缸（51）的缸杆端部设有连板（11），所述连板（11）外设有铰接座（12），所述铰接座（12）与连板（11）和第一连杆（52）之间设有第一轴体（13），铰接座（12）与第二连杆（53）之间设有第二轴体（14），所述第一连杆（52）和第二连杆（53）一端分别与第一支架（10）铰接，第一连杆（52）和第二连杆（53）另一端铰接有与第三管体（23）相连的第二支架（15）；

所述第三管体（23）外部设有第二凸台（27），所述第二凸台（27）上设有第三支架（28），所述第二驱动机构（7）包括伺服电机（71）和第三连杆（72），所述伺服电机（71）设置在第三支架（28）上，伺服电机（71）的电机轴连接有转臂（29），所述第三连杆（72）一端与转臂（29）端部设有第三轴体（30），第三连杆（72）另一端与冷却套管（6）侧顶部铰接。

2.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述球头（4）外设有与第一管体（21）或第三管体（23）相连的限位盘（8），所述限位盘（8）内壁与球头（4）外壁间隙配合，所述球头（4）内设有向第一管体（21）或第三管体（23）方向设置的扩口（9）。

3.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述第一支架（10）呈C形结构且底部两侧设有第一支板（16），所述气缸（51）尾端与第一支架（10）内顶部铰接，所述第一连杆（52）和第二连杆（53）与第一支板（16）铰接。

4.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述第一连杆（52）和第二连杆（53）上设有对应设置的通孔（17），所述铰接座（12）设置于通孔（17）内。

5.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述第三管体（23）外设有第一凸台（18），所述第二支架（15）包括底座（151）和两个第二支板（152），所述底座（151）与第一凸台（18）相连且设有与第一凸台（18）外部配合的卡口（20），两个第二支板（152）与底座（151）侧顶部相连且与第一连杆（52）和第二连杆（53）铰接。

6.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述冷却套管（6）内壁与第三管体（23）外壁滑动配合，冷却套管（6）内设有冷却腔（24），冷却套管（6）外设有与冷却腔（24）侧底部相连的进水管（25）、与冷却腔（24）侧顶部相连的出水管（26），所述进水管（25）呈Z形结构。

7.根据权利要求1所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述喂丝机（1）底部设有沿喂丝机（1）后端至喂丝机（1）前端的滑槽（31），所述滑槽（31）内设有滑动配合的滑轨（32），所述滑轨（32）侧部设有平行的丝杆（33），所述丝杆（33）两端设有第四支架（19），所述第四支架（19）上设有与丝杆（33）同轴相连的丝杆电机（34），丝杆（33）上设有螺纹配合且与喂丝机（1）相连的调节套（35）。

8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种钢水精炼喂丝装置，其特征在于，所述喂丝机（1）上设有对应第一管体（21）的进口管体（36），喂丝机（1）内设有若干同步对向旋转的牵引辊组（41），相邻牵引辊组（41）之间设有对应第一管体（21）和进口管体（36）设置的导向管（37）。

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