CN114807516B - 一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，包括底架，位于底架上方的熔炼罐，固定于底架一侧且位于所述熔炼罐下方的功能板，焊接于所述功能板外壁且沿着底架的一侧向上延伸的第一撑杆以及焊接于所述功能板外壁沿着底架的另一侧向上延伸的第二撑杆，熔炼罐转动连接于第一撑杆和第二撑杆的顶端；并设置了与摩擦轮接触的功能板，摩擦轮连接于搅拌杆，当熔炼罐旋转动作时摩擦轮沿着功能板的表面滚动，通过这一滚动动作使搅拌轴旋转，即在不需要安装电机的前提下即可使搅拌杆旋转动作，而仅需在熔炼罐的一侧设置带动其旋转的马达即可，使熔炼罐内的金属溶液与注入空气中的氧气充分反应，使金属溶液中的杂质在熔炼过程的稀释速度大大提高。

Description

一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备

技术领域

本发明涉及熔炼技术领域，特别涉及一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备。

背景技术

转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程，主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼，顶吹法是把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气(纯度大于99％的高压氧气流)，使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。

为了使结构更加简单，便于操作，专利号CN202110202806.9的中国专利公开了一种顶吹底吹双用熔炼装置，其结构包括转炉(相当于本发明中接下来所描述的熔炼罐)、炉盖、支座、用于驱动转炉旋转的驱动机构和吹炼机构，转炉的炉身为球形，转炉与支座旋转连接，转炉内部设有耐火内衬，转炉与支座的连接处设有用于排出烟气的排出管，吹炼机构包括顶吹管。

本发明人发现，上述专利中虽然设置了上下两组吹气结构，可使炉内材料熔炼时达到上下输入氧气的目的，但是其溶液与氧气接触的方式是来自于炉体自转，氧气与溶液的接触面积较小，反应效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在熔炼罐内设置了搅拌机构，该搅拌机构随熔炼罐旋转而实现溶液搅拌，提高其与氧气的混溶速度，从而提高氧气与溶液的反应速度，提高了精炼效率。

本发明的技术方案是，一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，包括底架，位于底架上方的熔炼罐，固定于底架一侧且位于所述熔炼罐下方的功能板，焊接于所述功能板外壁且沿着底架的一侧向上延伸的第一撑杆以及焊接于所述功能板外壁沿着底架的另一侧向上延伸的第二撑杆，熔炼罐转动连接于第一撑杆和第二撑杆的顶端；

所述熔炼罐的底部设有与其内腔相通的延伸部，延伸部朝着底架的方向延伸并且通过轴承安装有转轴，转轴的一端位于熔炼罐内并安装有搅拌杆，转轴的另一端延伸至熔炼罐的外侧并安装有接触在功能板上的摩擦轮，所述功能板是朝向于熔炼罐方向弯曲的弧形板，熔炼罐旋转时摩擦轮沿着功能板的弧形轨迹同步滚动，同时使得转轴带动搅拌杆在熔炼罐内搅拌动作；

所述底架上固定有位于所述摩擦轮下方的气罐，气罐上设有若干根向上延伸后由熔炼罐的顶部贯穿至熔炼罐内的顶吹管，所述熔炼罐上设有放料管，所述放料管上设有随熔炼罐向下旋转时用于驱动气罐通过顶吹管，向熔炼罐吹入氧气的连杆机构。

作为进一步的，所述延伸部是自熔炼罐的底部逐渐向下缩小的锥形部，其内腔是自熔炼罐的内腔底部逐渐向下缩小的锥形腔。

作为进一步的，所述熔炼罐上设有铰接座，通过铰接座在熔炼罐上设有罐盖，若干根所述的顶吹管贯穿在罐盖上，且顶吹管是金属波纹管。

作为进一步的，所述罐盖上设有向上的凸起，所述罐盖内设有位于凸起内的夹腔，所述夹腔与所述罐盖的内腔之间设有隔热板，隔热板的上表面设有环形的腔道，所述腔道内沿其环形轨迹设有若干个使夹腔与熔炼罐相通的气孔，所述顶吹管贯穿在夹腔内且其管口对应在隔热板上方。

作为进一步的，所述搅拌杆至少为三处，且搅拌杆为多段弯曲状，其弯曲形状与熔炼罐的内腔形状相匹配。

作为进一步的，所述第一撑杆和第二撑杆的顶端设有用于将熔炼罐安装且可使熔炼罐旋转动作的铰轴，其中第二撑杆的顶端设有伺服马达，伺服马达驱动连接于铰轴，用于驱动所述熔炼罐自动旋转。

作为进一步的，所述气罐包括有罐体和位于所述罐体内的活塞杆，以及安装在活塞杆内端且滑动接触于罐体内壁上的活塞，所述活塞杆延伸在罐体外侧且同侧于放料管，所述连杆机构包括有焊接在放料管上且可通过其随熔炼罐同步旋转的压板，所述压板朝向于活塞杆的方向弯曲，并且还在压板的底端设有使放料管与活塞杆活动连接的连杆，使得所述放料管随熔炼罐同步旋转时还通过连杆带动活塞杆在罐体内进行压缩排气动作。

作为进一步的，所述功能板沿其弧形轨迹设有弧形的轨道，所述压板上固定有导向板，所述导向板上设有滑动于所述轨道内的导块，所述轨道的宽度小于摩擦轮的厚度，所述功能板与铰接座的同侧端设有滚轮，所述熔炼罐的外壁面接触在所述滚轮上。

本发明相比于现有技术的有益效果是：

通过在熔炼罐内设置搅拌杆，使熔炼罐内的金属溶液与注入的氧气能够充分反应，使金属溶液中的杂质在熔炼过程的稀释速度大大提高，在熔炼罐的下方设置了摩擦轮，并设置了与摩擦轮接触的功能板，摩擦轮连接于搅拌杆，当熔炼罐旋转动作时摩擦轮沿着功能板的表面滚动，通过这一滚动动作使搅拌轴旋转，即在不需要安装电机的前提下即可使搅拌杆旋转动作，而仅需在熔炼罐的一侧设置带动其旋转的马达即可，在熔炼罐的底部设置了气罐，气罐利用了熔炼罐的旋转机构实现同步联动动作，气罐内设有活塞，将其通过连杆与熔炼罐中的旋转机构组合联动，使得熔炼罐内的高温铁水在充分搅拌的同时，还能联动气罐中的气体送入至熔炼罐内，空气中含有氧气，其通过上述方式向熔炼罐中提供氧气的方式，与搅拌动作同步进行，省去了供氧泵等设备。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明中的罐盖开启时的俯视视角下的结构示意图；

图3为本发明中的罐盖开启时的仰视视角下的结构示意图；

图4为本发明中仅罐盖的主视平面下且半剖后的结构示意图；

图5为本发明中仅罐盖的顶面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接连接，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。对于本领域所属的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种实施例如图1至图5所示。

本实施方式提供的一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，包括底架1，位于底架1上方的熔炼罐2，固定于底架1一侧且位于熔炼罐2下方的功能板3，焊接于功能板3外壁且沿着底架1的一侧向上延伸的第一撑杆4以及焊接于功能板3外壁沿着底架1的另一侧向上延伸的第二撑杆5，熔炼罐2转动连接于第一撑杆4和第二撑杆5的顶端；

熔炼罐2的底部设有与其内腔相通的延伸部6，延伸部6朝着底架1的方向延伸并且通过轴承安装有转轴7，转轴7的一端位于熔炼罐2内并安装有搅拌杆8，转轴7的另一端延伸至熔炼罐2的外侧并安装有接触在功能板3上的摩擦轮9，功能板3是朝向于熔炼罐2方向弯曲的弧形板，熔炼罐2旋转时摩擦轮9沿着功能板3的弧形轨迹同步滚动，同时使得转轴7带动搅拌杆8在熔炼罐2内搅拌动作，本熔炼罐2采用来回旋转动作的方式，可使摩擦轮9沿着功能板3来回滚动，这样就使得连接于摩擦轮9上的转轴7带动搅拌杆8在熔炼罐2内频繁旋转，且搅拌杆8的旋转方向将会随摩擦轮9的来回滚动实现顺时针与逆时针转换，即可将熔炼罐2内的金属溶液充分搅拌。

底架1上固定有位于摩擦轮9下方的气罐10，气罐10是活塞式喷气机构，气罐10上设有若干根向上延伸后由熔炼罐2的顶部贯穿至熔炼罐2内的顶吹管11，熔炼罐2上设有放料管12，放料管12上设有随熔炼罐2向下旋转时用于驱动气罐10通过顶吹管11，向熔炼罐2吹入氧气的连杆机构13，在进行上述动作时，通过顶吹管11将含有氧气的空气自顶部注入至熔炼罐2内，与熔炼罐2内的溶液发生反应，溶液是高温的铁水，根据现有对比文件中公开的除杂原理，注入的氧气与高温铁水反应时，可使其内部杂质得到中和清理，而本发明的顶吹法较对比文件来看，实现了搅拌、喷气为一体联动，不但可使高温铁水溶液在搅拌的过程中增加与氧气的反应面积，而且在其搅拌动作的同时还能巧妙将含有氧气的空气注入，设计巧妙。

结上述实质上，该气罐10的具体结构为：其包括有罐体18和位于罐体18内的活塞杆19，以及安装在活塞杆19内端且滑动接触于罐体18内壁上的活塞，活塞杆19延伸在罐体18外侧且同侧于放料管12，连杆机构13包括有焊接在放料管12上且可通过其随熔炼罐2同步旋转的压板20，压板20朝向于活塞杆19的方向弯曲，并且还在压板20的底端设有使放料管12与活塞杆19活动连接的连杆21，使得放料管12随熔炼罐2同步旋转时还通过连杆21带动活塞杆19在罐体18内进行压缩排气动作。

作为进一步的，熔炼罐2上设有铰接座14，通过铰接座14在熔炼罐2上设有罐盖15，若干根顶吹管11贯穿在罐盖15上，且顶吹管11是金属波纹管，在实际使用时，将罐盖15开启，将高温铁水溶液注入至熔炼罐2内，顶吹管11具有柔性特点，因此不会对罐盖15的开启动作产生影响，同时也可将含有氧气的空气自顶部注入至熔炼罐2内，为了使自顶部注入的气体能够均匀的喷入熔炼罐2内，因此罐盖15上设有向上的凸起25，罐盖15内设有位于凸起25内的夹腔26，夹腔26与罐盖15的内腔之间设有隔热板27，隔热板27的上表面设有用于将气体均匀输入的环形腔道28，腔道28内沿其环形轨迹设有若干个使夹腔26与熔炼罐2相通的气孔29，顶吹管11贯穿在夹腔26内且其管口对应在隔热板27上方，利用这些均匀分布的气孔29将气体均匀的送入熔炼罐2内，并与熔炼罐2内的高温铁水溶液充分反应，以将杂质中和处理。

作为进一步的，第一撑杆4和第二撑杆5的顶端设有用于将熔炼罐2安装且可使熔炼罐2旋转动作的铰轴16，其中第二撑杆5的顶端设有伺服马达17，伺服马达17驱动连接于铰轴16，用于驱动熔炼罐2自动旋转，在实际组装时，还会在电路中安装用于控制伺服马达17正反转的配件，正反转控制方式为现有技术，本发明不再赘述，总之在伺服马达17正反向旋转作用下，使熔炼罐2内的铁水溶液在搅拌作用下与顶部供入的氧气充分反应，并且为了使熔炼罐2来回旋转的同时能够带着压板20平稳移动，因此还在功能板3沿其弧形轨迹设有弧形的轨道22，压板20上固定有导向板23，导向板23上设有滑动于轨道22内的导块24，轨道22的宽度小于摩擦轮9的厚度，功能板3与铰接座14的同侧端设有滚轮24，熔炼罐2的外壁面接触在滚轮30上。本发明所要说明的是气罐10上可以开设螺纹孔，通过螺纹孔将氧气瓶与气罐10连接，可确保采用联动方式自顶部向熔炼罐2注入的气体完全为氧气，代替供氧泵。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于：包括底架(1)，可旋转的方式位于底架(1)上方的熔炼罐(2)，固定于底架(1)一侧且位于所述熔炼罐(2)下方的功能板(3)，焊接于所述功能板(3)外壁且沿着底架(1)的一侧向上延伸的第一撑杆(4)以及焊接于所述功能板(3)外壁沿着底架(1)的另一侧向上延伸的第二撑杆(5)，熔炼罐(2)转动连接于第一撑杆(4)和第二撑杆(5)的顶端，并可绕着第一撑杆(4)和第二撑杆(5)的顶端旋转动作；

所述熔炼罐(2)的底部设有与其内腔相通的延伸部(6)，延伸部(6)朝着底架(1)的方向延伸并且通过轴承安装有位于其内部旋转的转轴(7)，转轴(7)的一端位于熔炼罐(2)内并安装有随其同步旋转动作的搅拌杆(8)，转轴(7)的另一端延伸至熔炼罐(2)的外侧并安装有接触在功能板(3)上的摩擦轮(9)，所述功能板(3)是朝向于熔炼罐(2)方向弯曲的弧形板，熔炼罐(2)旋转时带动摩擦轮(9)沿着功能板(3)的弧形轨迹同步滚动，同时使得转轴(7)带动搅拌杆(8)在熔炼罐(2)内搅拌动作；

所述底架(1)上固定有位于所述摩擦轮(9)下方的气罐(10)，气罐(10)是活塞式排气机构罐，所述气罐(10)上设有若干根向上延伸后由熔炼罐(2)的顶部贯穿至熔炼罐(2)内的柔性顶吹管(11)，所述熔炼罐(2)上设有与其内腔相通且略朝上倾斜的放料管(12)，所述放料管(12)上设有随熔炼罐(2)向下旋转时用于驱动气罐(10)内部的活塞机构压缩动作，同时又通过顶吹管(11)向熔炼罐(2)内吹入气体的连杆机构(13)。

2.根据权利要求1所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述延伸部(6)是自熔炼罐(2)的底部逐渐向下缩小的锥形部，其内腔是自熔炼罐(2)的内腔底部逐渐向下缩小的锥形腔。

3.根据权利要求1所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述熔炼罐(2)上设有铰接座(14)，通过铰接座(14)在熔炼罐(2)上设有罐盖(15)，若干根所述的顶吹管(11)贯穿在罐盖(15)上，且顶吹管(11)是金属波纹管。

4.根据权利要求3所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述罐盖(15)上设有向上的凸起(25)，所述罐盖(15)内设有位于凸起(25)内的夹腔(26)，所述夹腔(26)与所述罐盖(15)的内腔之间设有隔热板(27)，隔热板(27)的上表面设有环形的腔道(28)，所述腔道(28)内沿其环形轨迹设有若干个使夹腔(26)与熔炼罐(2)相通的气孔(29)，所述顶吹管(11)贯穿在夹腔(26)内且其管口对应在隔热板(27)上方。

5.根据权利要求1所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述搅拌杆(8)至少为三处，且搅拌杆(8)为多段弯曲状，其弯曲形状与熔炼罐(2)的内腔形状相匹配。

6.根据权利要求5所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述第一撑杆(4)和第二撑杆(5)的顶端设有用于将熔炼罐(2)安装且可使熔炼罐(2)旋转动作的铰轴(16)，其中第二撑杆(5)的顶端设有伺服马达(17)，伺服马达(17)驱动连接于铰轴(16)，用于驱动所述熔炼罐(2)自动旋转。

7.根据权利要求6所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述气罐(10)包括有罐体(18)和位于所述罐体(18)内的活塞杆(19)，以及安装在活塞杆(19)内端且滑动接触于罐体(18)内壁上的活塞，所述活塞杆(19)延伸在罐体(18)外侧且同侧于放料管(12)，所述连杆机构(13)包括有焊接在放料管(12)上且可通过其随熔炼罐(2)同步旋转的压板(20)，所述压板(20)朝向于活塞杆(19)的方向弯曲，并且还在压板(20)的底端设有使放料管(12)与活塞杆(19)活动连接的连杆(21)，使得所述放料管(12)随熔炼罐(2)同步旋转时还通过连杆(21)带动活塞杆(19)在罐体(18)内进行压缩排气动作。

8.根据权利要求7所述的用于不锈钢精炼的顶吹熔炼设备，其特征在于，所述功能板(3)沿其弧形轨迹设有弧形的轨道(22)，所述压板(20)上固定有导向板(23)，所述导向板(23)上设有滑动于所述轨道(22)内的导块(24)，所述轨道(22)的宽度小于摩擦轮(9)的厚度，所述功能板(3)与铰接座(14)的同侧端设有滚轮(30)，所述熔炼罐(2)的外壁面接触在所述滚轮(30)上。

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