CN115261556A - 钢水均匀合金化生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了钢水均匀合金化生产装置，属于物料混合技术领域，包括：第一溜管、第二溜管、动力件和摆动板。第二溜管上端转动套设在第一溜管内，第二溜管下端倾斜设置，第一溜管和第二溜管用于引流合金材料。动力件一端铰接在第二溜管上，另一端为自由端，自由端借助动力件往复运动。摆动板分别铰接在第二溜管的下端以及自由端之间，摆动板用于扰动流经的合金材料。本发明提供的钢水均匀合金化生产装置增大与钢水的接触面积，满足了转炉冶炼均匀合金化的要求，达到减少温降损失以及有效降碳的目的。
Description
技术领域
本发明属于物料混合技术领域，更具体地说，是涉及钢水均匀合金化生产装置。
背景技术
随着转炉冶炼工艺的不断成熟,转炉大型化的进程也在随之加紧。与之相匹配的生产工具—钢包在转炉出钢时的合金化过程也面临着较大的挑战。因钢包容量的增大，所容纳钢水以及合金料的质量均在增加，如按照传统方式将合金材料定点集中加入，极易在钢包内形成未溶料块造成钢水成分偏析。目前控制手段仅是在出钢全过程配合钢包底吹氩气使得钢包内形成强烈搅拌，以缓解未溶料块造成钢水成分偏析，但代价是钢包内温度下降，因为无法有效使合金与钢水混合，导致产品质量较低。
发明内容
本发明的目的在于提供钢水均匀合金化生产装置，旨在解决无法有效使合金与钢水混合，导致产品质量较低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供钢水均匀合金化生产装置，包括：
第一溜管；
第二溜管，所述第二溜管上端转动套设在所述第一溜管内，所述第二溜管下端倾斜设置，所述第一溜管和所述第二溜管用于引流合金材料；
动力件，所述动力件一端铰接在所述第二溜管上，另一端为自由端，所述自由端借助所述动力件往复运动；
摆动板，分别铰接在所述第二溜管的下端以及所述自由端之间，所述摆动板用于扰动流经的合金材料。
在一种可能的实现方式中，所述摆动板与所述第二溜管的下端之间设置有柔性连接片，所述柔性连接片用于封堵所述摆动板与所述第二溜管之间的间隙。
在一种可能的实现方式中，所述动力件为气缸、液压缸或电动推杆中的任一一种。
在一种可能的实现方式中，所述摆动板上开设有出液槽，所述出液槽的槽宽自远离所述第二溜管的下端递增。
在一种可能的实现方式中，所述第一溜管的内壁设有加热线圈。
在一种可能的实现方式中，沿所述第一溜管内壁的周向设有连接环；所述连接环上沿固定在所述第一溜管的内壁，下沿向所述第一溜管的中心延展，所述连接环设于所述加热线圈上方用于防止合金材料接触所述加热线圈。
在一种可能的实现方式中，所述第二溜管的外壁转动套装有扰动件，所述扰动件远离所述第二溜管的端部没入钢水内用于扰动钢水。
在一种可能的实现方式中，所述第一溜管上安装有用于使所述第二溜管在一定范围内摆动的往复电机，所述第二溜管借助所述往复电机用于带动所述扰动件摆动。
在一种可能的实现方式中，所述扰动件包括安装环以及固定在所述安装环上的多个扰动管，所述安装环转动套装在所述第二溜管上，多个所述扰动管的端部用于没入钢水内。
在一种可能的实现方式中，所述安装环内开设有连通腔，所述连通腔连通有供气管，所述扰动管与所述连通腔连通用于将供气管排入的气体引流至钢水内。
本发明提供的钢水均匀合金化生产装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明钢水均匀合金化生产装置中第二溜管的上端转动套设在第一溜管内，并且第二溜管的下端倾斜设置，在第二溜管的下端铰接有摆动板。动力件铰接在摆动板与第二溜管之间。动力件的自由端借助动力件能够往复运动，并使摆动板相对于第二溜管在一定范围内摆动。
在实际应用时，合金材料穿过第一溜管并从第二溜管的下端流出，此时合金材料会流经摆动板，由于摆动板处于往复的运动状态，因此会扰动合金材料从而改变了合金材料的流动轨迹，合金材料流动轨迹变化之后，增大与钢水的接触面积，满足了转炉冶炼均匀合金化的要求，达到减少温降损失以及有效降碳的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的钢水均匀合金化生产装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的钢水均匀合金化生产装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的钢水均匀合金化生产装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的摆动板的结构示意图。
图中：1、第一溜管；2、第二溜管；3、动力件；4、摆动板；5、柔性连接片；6、连接耳；7、驱动电机；8、安装环；9、扰动管；10、往复电机；11、加热线圈；12、驱动齿环；13、连接环；14、隔磁材料。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的钢水均匀合金化生产装置进行说明。钢水均匀合金化生产装置，包括：第一溜管1、第二溜管2、动力件3和摆动板4。第二溜管2上端转动套设在第一溜管1内，第二溜管2下端倾斜设置，第一溜管1和第二溜管2用于引流合金材料。动力件3一端铰接在第二溜管2上，另一端为自由端，自由端借助动力件3往复运动。摆动板4分别铰接在第二溜管2的下端以及自由端之间，摆动板4用于扰动流经的合金材料。
本发明提供的钢水均匀合金化生产装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明钢水均匀合金化生产装置中第二溜管2的上端转动套设在第一溜管1内，并且第二溜管2的下端倾斜设置，在第二溜管2的下端铰接有摆动板4。动力件3铰接在摆动板4与第二溜管2之间。动力件3的自由端借助动力件3能够往复运动，并使摆动板4相对于第二溜管2在一定范围内摆动。
在实际应用时，合金材料穿过第一溜管1并从第二溜管2的下端流出，此时合金材料会流经摆动板4，由于摆动板4处于往复的运动状态，因此会扰动合金材料从而改变了合金材料的流动轨迹，合金材料流动轨迹变化之后，增大与钢水的接触面积，满足了转炉冶炼均匀合金化的要求，达到减少温降损失以及有效降碳的目的。
第一溜管1用于将合金材料引流至第二溜管2，第二溜管2内的合金材料会从下端流出并进入摆动板4，摆动板4在动力件3的作用下在一定范围内摆动，从而改变了合金材料的流动方向，合金材料在摆动板4扰动的作用下增大了与钢水的接触面积，避免了在钢包内形成未溶料块造成钢水成分偏析。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图1，摆动板4与第二溜管2的下端之间设置有柔性连接片5，柔性连接片5用于封堵摆动板4与第二溜管2之间的间隙。
摆动板4铰接在第二溜管2的下端，并且摆动板4需要相对于第二溜管2在一定范围内往复运动，这就使得摆动板4与第二溜管2之间存在一定的间隙。为了避免合金材料从第二溜管2的下端与摆动板4之间流出，因此可在摆动板4与第二溜管2的下端之间设置柔性连接片5，柔性连接片5自身为耐高温的柔性材料。由于柔性连接片5的阻挡，使得合金材料仅能够从摆动板4远离第二溜管2的一端排出，避免了合金材料的浪费。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图1和图2，动力件3为气缸、液压缸或电动推杆中的任一一种。动力件3一端铰接在第二溜管2的外壁上，另一端铰接在摆动板4上。动力件3需要能够改变自身的长度，才能够使摆动板4相对于第二溜管2摆动。动力件3长度的变化需要能够精确的控制，并且能够保证摆动板4的稳定运动，因此本申请中可选用液压缸。
为了使摆动板4稳定的摆动，本申请中的动力件3位于第二溜管2的底部，为了避免由于动力件3活动范围的受限导致摆动板4摆动范围较小的问题，因此在动力件3与第二溜管2之间铰接有连接耳6，连接耳6分别铰接在第二溜管2和摆动板4之间。
当动力件3为液压缸时，动力件3为类似的直杆结构，为了方便动力件3与摆动板4的连接，在摆动板4的底部固定有固定块，固定块自摆动板4底部向下延展，动力件3远离连接耳6的一端铰接在固定块上，动力件3通过固定块带动摆动板4运动。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图1和图4，摆动板4上开设有出液槽，出液槽的槽宽自远离第二溜管2的下端递增。
摆动板4为类似扇形的结构，其进口小出口大，其目的是避免合金材料的聚集，使合金材料在出液槽的作用下能够较为分散的进入钢水内。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图3，第一溜管1的内壁设有加热线圈11。为了提高合金材料的温度保证合金材料的流动性，可在第一溜管1的内壁设置有容纳槽，而在容纳槽内固定有加热线圈11。在加热线圈11通电的情况下，能够对流过的合金材料进行加热，避免合金材料温度降低导致流动性变差最终无法与钢水充分混合的问题。
电磁感应加热技术是一种新型的加热技术，根据电磁感应加热原理，当导体处于交变电流中时，交变电流使导体周围产生交变磁场，从而引起集肤效应使导体在短时间内迅速被加热。电磁感应加热技术具有加热技术高、耗能少、污染小、便于自动化控制等特点，被广泛应用于工业加热和冶金生产中。
但是并不是所有的合金均具有磁性，如果合金没有磁性那么加热线圈11对合金材料的加热效率将大大折扣，为了避免此类问题的产生，可在对合金材料加热时加入微量的导磁液或者对合金材料进行加磁处理。当使用的合金材料的熔点与钢水熔点接近时，可直接将部分钢水提前混合在合金材料内。通过以上设置，当合金材料经过加热线圈11时，加热线圈11通过导磁液或者钢水使其温度提高，导磁液或者钢水温度升高之后相应会提高合金材料的温度，保证了合金材料的流动性。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图3，沿第一溜管1内壁的周向设有连接环13；连接环13上沿固定在第一溜管1的内壁，下沿向第一溜管1的中心延展，连接环13设于加热线圈11上方用于防止合金材料接触加热线圈11。
加热线圈11设置在第一溜管1的内侧，由于第一溜管1内流动有合金材料，为了避免合金材料溅射到加热线圈11上，在第一溜管1的内壁也即加热线圈11的上方设置有连接环13，由于连接环13的设置降低了合金材料流动的空间，使合金材料能够聚拢。同时由于连接环13的防护，避免了合金材料溅射到加热线圈11上，保证了加热线圈11长时间且稳定的运行。
需要特别指出的是，第一溜管1通常情况下为导磁材料制件，为了避免加热线圈11对第一溜管1的加热，在连接环13的内侧面，以及加热线圈11与第一溜管1内壁之间均设置有隔磁材料14。
为了避免连接环13妨碍加热线圈11对合金材料的加热，连接环13的下沿位于加热线圈11的上方。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图2，第二溜管2的外壁转动套装有扰动件，扰动件远离第二溜管2的端部没入钢水内用于扰动钢水。本申请中需要将合金材料加入钢包内，从而使得合金材料与钢包能够充分的混合，因钢包容量的增大，所容纳钢水以及合金料的质量均在增加，如按照传统方式将合金材料定点集中加入，极易在钢包内形成未溶料块造成钢水成分偏析。目前控制手段仅是在出钢全过程配合钢包底吹氩气使得钢包内形成强烈搅拌，以缓解未溶料块造成钢水成分偏析，但代价是钢包内温度下降。
为了解决上述问题，在第二溜管2上套装有扰动件，扰动件远离第二溜管2的端部会部分没入钢水内，由于扰动件能够相对于第二溜管2转动，因此在扰动件转动过程中，会对钢水和加入的合金材料进行搅拌，从而通过物理层面保证了合金材料与钢水混合的充分。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图3，第一溜管1上安装有用于使第二溜管2在一定范围内摆动的往复电机10，第二溜管2借助往复电机10用于带动扰动件摆动。
第一溜管1的位置是相对固定的，通常情况下第一溜管1竖直设置，而第二溜管2相对于竖直方向倾斜一定角度设置。如果在合金材料加入到钢水的过程中第二溜管2的位置始终保持不变，此时虽然通过摆动板4能够将集中的合金材料初步分散在钢水中，但是仍然无法进一步的使合金材料分散在钢水内。为了解决这个问题，首先在第一溜管1底端的外沿固定有限位环，第二溜管2上开设有与限位环配合的限位槽，通过限位环与限位槽的配合，使第二溜管2能够相对于第一溜管1转动。并且在第一溜管1和第二溜管2之间设置有往复电机10，往复电机10固定在第一溜管1上，往复电机10的输出轴固定有驱动轮，而在第二溜管2的外壁上固定有连接齿。
驱动轮与连接齿传动配合，通过往复电机10的运动，能够使第二溜管2在一定范围内摆动，而伴随着第二溜管2的摆动，扰动管9能够扰动不同位置的钢水，从而做到合金材料与钢水的充分混合。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，请参阅图2，扰动件包括安装环8以及固定在安装环8上的多个扰动管9，安装环8转动套装在第二溜管2上，多个扰动管9的端部用于没入钢水内。为了能够实现对钢水进行混合，首先在第二溜管2上可固定一个环形导轨，扰动件的安装环8套装在环形导轨上，并能够相对于环形导轨转动。实施例为，为了使安装环8与环形导轨连接的可靠，在环形导轨上开设有环形槽，而安装环8上的限位块滑动设置在环形槽内，此种设置的目的是保证安装环8与环形导轨连接的可靠。
多个扰动管9沿安装环8的周向排布，多个扰动管9呈放射状设置在安装环8的一侧。在第二溜管2上安装有驱动电机7，而在安装环8上设置有用于与驱动电机7传动连接的驱动齿环12。电机通过驱动齿环12使安装环8绕第二溜管2转动，而安装环8的转动会使多个扰动管9对钢水进行搅拌。
在本申请提供的钢水均匀合金化生产装置的一些实施例中，安装环8内开设有连通腔，连通腔连通有供气管，扰动管9与连通腔连通用于将供气管排入的气体引流至钢水内。为了进一步提高搅拌的效果，首先在安装环8的内部开设有连通腔，安装环8上连接有供气管，供气管可向安装环8内通入高温惰性气体。由于扰动管9为中空的结构，扰动管9一端与连通腔连通，另一端为敞口设置。在安装环8相对于第二溜管2转动且扰动管9进入钢水之后，扰动管9远离安装环8的一端会持续的排出气体，而排出的气体会使钢水的表面形成类似沸腾的状态，并且通过扰动可以加速合金材料与钢水的混合，避免了合金材料的集中。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，包括：
第一溜管；
第二溜管，所述第二溜管上端转动套设在所述第一溜管内，所述第二溜管下端倾斜设置，所述第一溜管和所述第二溜管用于引流合金材料；
动力件，所述动力件一端铰接在所述第二溜管上，另一端为自由端，所述自由端借助所述动力件往复运动；
摆动板，分别铰接在所述第二溜管的下端以及所述自由端之间，所述摆动板用于扰动流经的合金材料。
2.如权利要求1所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述摆动板与所述第二溜管的下端之间设置有柔性连接片，所述柔性连接片用于封堵所述摆动板与所述第二溜管之间的间隙。
3.如权利要求1所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述动力件为气缸、液压缸或电动推杆中的任一一种。
4.如权利要求1所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述摆动板上开设有出液槽，所述出液槽的槽宽自远离所述第二溜管的下端递增。
5.如权利要求1所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述第一溜管的内壁设有加热线圈。
6.如权利要求5所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，沿所述第一溜管内壁的周向设有连接环；所述连接环上沿固定在所述第一溜管的内壁，下沿向所述第一溜管的中心延展，所述连接环设于所述加热线圈上方用于防止合金材料接触所述加热线圈。
7.如权利要求1所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述第二溜管的外壁转动套装有扰动件，所述扰动件远离所述第二溜管的端部没入钢水内用于扰动钢水。
8.如权利要求7所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述第一溜管上安装有用于使所述第二溜管在一定范围内摆动的往复电机，所述第二溜管借助所述往复电机用于带动所述扰动件摆动。
9.如权利要求7所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述扰动件包括安装环以及固定在所述安装环上的多个扰动管，所述安装环转动套装在所述第二溜管上，多个所述扰动管的端部用于没入钢水内。
10.如权利要求9所述的钢水均匀合金化生产装置，其特征在于，所述安装环内开设有连通腔，所述连通腔连通有供气管，所述扰动管与所述连通腔连通用于将供气管排入的气体引流至钢水内。
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