CN115325845A - 一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，涉及钢铁冶炼领域，本发明包括熔融池、设置在熔融池左侧的入料口以及固定在熔融池内腔右侧的隔绝板，所述熔融池内腔通过隔绝板划分为流通仓和密封仓；本发明利用气压作用，使得活塞杆带动齿条伸出，并使得齿轮进行转动，进而使得搅动板对金属熔液进行搅动；并当气压增大到临界值时，会使得密封仓与流通仓相连通，密封仓内的气压将会外泄，活塞杆在第一弹簧的回弹效果下复位，从而使得搅动板再次发生搅动；并由于流通仓与密封仓内部的金属熔液存在高度差，金属熔液流回密封仓时将会产生惯性作用，最终的效果将会使得金属熔液发生左右摇晃，以此提高了金属熔液的混合效果。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置。
背景技术
现在代炼钢技术中，全球钢产量的1/3是经由金属熔池生产的。金属熔池生产时，利用电弧加热熔化金属并升温金属熔液，在钢铁冶炼过程中需要对高温的金属熔液进行搅拌，因为金属熔液的反应速率、固体料废钢或铁合金熔化的快慢及金属熔液中成分的均匀程度等都与搅拌强度有关，搅拌对于钢铁冶炼过程的具有重要性的意义。
目前，现有的金属熔池搅拌装置，是利用电机带动搅拌杆进行转动，以此实现对金属熔液的搅拌，但是由于金属熔液的内部温度过高，而搅拌杆在长时间使用后会将一定的热量传导至电机内部，从而造成电机的损坏，致使搅拌失效，从而不能够很好的实现对金属熔液的搅拌，进而使得冶炼时间增加，对产品的质量和生产效率的都会带来不利的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不能够很好的实现对金属熔液进行搅拌，导致产品的质量和生产效率降低的缺点，而提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，包括熔融池、设置在熔融池左侧的入料口以及固定在熔融池内腔右侧的隔绝板，还包括：搅拌组件和滤渣组件，所述熔融池内腔通过隔绝板划分为流通仓和密封仓，所述熔融池上部固定连接有储水池，所述储水池侧壁固定有导水管，所述导水管另一端与密封仓内腔连通，且导水管侧壁设置有双向水泵；
所述搅拌组件安装在熔融池内部，搅拌组件用于对金属熔液进行搅动，能够促进金属熔池的传质和传热过程并使金属液成分和温度均匀化，所述搅拌组件包括活塞套筒，所述活塞套筒贯穿隔绝板侧壁，且活塞套筒与隔绝板之间为固定连接，所述活塞套筒内部滑动连接有活塞杆，位于密封仓的所述活塞杆端部固定连接有受力板，所述受力板侧壁与隔绝板之间固定连接有第一弹簧；
滤渣组件，所述滤渣组件安装在储水池内部，滤渣组件用于对冷凝水中的杂质颗粒物进行过滤收集。
优选地，位于所述流通仓的所述活塞杆端部固定连接有齿条，所述流通仓内腔顶部转动连接有搅动轴，所述搅动轴侧壁固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条之间为啮合连接，所述搅动轴底部固定连接有搅动板。
优选地，所述搅动板为弯折状设置，所述搅动板表面开设有波浪槽，且搅动板两侧均固定连接有锯形齿，且两侧锯形齿沿搅动板中心对称设置。
优选地，所述第一弹簧的回弹力大于齿轮与齿条啮合转动所需的拉力，位于流通仓的活塞杆端部至齿轮的距离大于活塞杆在活塞套筒内滑动的最大距离。
优选地，所述搅动板和锯形齿均为耐高温材料制成，且搅动板设置在流通仓中部，所述隔绝板下方的熔融池侧壁为倾斜状设置，且与隔绝板底部平行。
优选地，所述流通仓顶部固定连接有导气管,所述导气管与储水池侧壁之间固定连接有冷凝管，且冷凝管与储水池内腔连通，所述导水管输入端固定连接有过滤网。
优选地，所述滤渣组件包括三角轴座，所述三角轴座与储水池内壁固定连接，所述三角轴座中部转动连接有滤渣杆，所述滤渣杆顶部固定连接有驱动叶片，所述滤渣杆侧壁下部固定连接有滤渣叶轮，且滤渣叶轮为等间距设置。
优选地，所述滤渣叶轮侧壁开设有旋转槽，所述旋转槽内壁转动连接有滤渣板，所述滤渣板与滤渣叶轮内壁之间固定连接有第二弹簧。
优选地，所述旋转槽为等间距开设，且滤渣板过滤孔径与滤渣叶轮相同，所述滤渣叶轮过滤孔径大于水分子粒径，且滤渣叶轮过滤孔径小于杂质颗粒物粒径。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过导水管密封仓内注入清水，由于熔融池内的高温作用清水会变成水蒸汽，利用气压作用，使得活塞杆带动齿条伸出，由于齿轮与齿条之间的啮合连接，最终会使得搅动板对金属熔液进行搅动，从而提高了对金属熔液的混合效果；并且不断的增大的气压将会使得流通仓内金属熔液高度大于密封仓，并最终使得密封仓与流通仓相连通，再此瞬间密封仓内部的气压将会外泄，活塞杆将会在第一弹簧的回弹效果下复位，从而使得搅动板再次发生搅动；并由于流通仓与密封仓内部的金属熔液存在高度差，因此金属熔液流回密封仓时将会产生惯性作用，最终的效果将会使得金属熔液发生左右摇晃，以此进一步提高了金属熔液的混合效果；综上所述能够有效完成对金属熔液的混合搅拌，从而缩短冶炼时间，加速有害元素的去除，最终达到提高产品质量和生产效率的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的主视整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的熔融池内部仰视结构示意图；
图3为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的图2中A区域放大结构示意图；
图4为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的熔融池内部侧视结构示意图；
图5为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的主视半剖结构示意图；
图6为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的俯视半剖结构示意图；
图7为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的储水池内部结构示意图；
图8为本发明提出的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置的图7中B区域放大结构示意图。
图中：1、熔融池；101、流通仓；102、密封仓；2、隔绝板；3、储水池；31、导水管；32、冷凝管；33、过滤网；4、搅拌组件；41、活塞套筒；42、活塞杆；43、受力板；44、第一弹簧；45、齿条；46、搅动轴；47、齿轮；48、搅动板；481、波浪槽；482、锯形齿；5、滤渣组件；51、三角轴座；52、滤渣杆；53、驱动叶片；54、滤渣叶轮；541、旋转槽；542、滤渣板；543、第二弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，包括熔融池1、设置在熔融池1左侧的入料口以及固定在熔融池1内腔右侧的隔绝板2，还包括：搅拌组件4和滤渣组件5，熔融池1内腔通过隔绝板2划分为流通仓101和密封仓102，熔融池1上部固定连接有储水池3，储水池3侧壁固定有导水管31，导水管31另一端与密封仓102内腔连通，且导水管31侧壁设置有双向水泵；
搅拌组件4安装在熔融池1内部，搅拌组件4用于对金属熔液进行搅动，能够促进金属熔池的传质和传热过程并使金属液成分和温度均匀化，搅拌组件4包括活塞套筒41，活塞套筒41贯穿隔绝板2侧壁，且活塞套筒41与隔绝板2之间为固定连接，活塞套筒41内部滑动连接有活塞杆42，位于密封仓102的活塞杆42端部固定连接有受力板43，受力板43侧壁与隔绝板2之间固定连接有第一弹簧44；
滤渣组件5，滤渣组件5安装在储水池3内部，滤渣组件5用于对冷凝水中的杂质颗粒物进行过滤收集。
通过上述结构的设置，当熔融池1内腔的金属熔液越过隔绝板2底部时，此时利用双向水泵将导水管31内的清水送入密封仓102内，一部分的水在下落过程中之间气化，从而使得密封仓102内部的气压增大，还有一部分的水可能水滴入金属熔液内部，并在金属熔液内部高温环境的作用也会进行气化，并在金属熔液内形成一个向上扩张的气泡柱区，由于气泡密度比金属熔液小得多而产生浮力，向上浮的气泡将周围的金属熔液抽引到气泡柱中一同上浮，到达顶部后被排向四周，从而引起金属熔液在熔融池1内进行循环流动，以此达到混合均匀的目的，而且当密封仓102的气压增大后，气泡柱在密封仓102内上浮会受到气压作用，此时的气泡柱将可能会向流通仓101内移动，并进行上浮，从而进一步提高了该装置的混合效果。
参照图2、图3和图4，其中，位于流通仓101的活塞杆42端部固定连接有齿条45，流通仓101内腔顶部转动连接有搅动轴46，搅动轴46侧壁固定连接有齿轮47，齿轮47与齿条45之间为啮合连接，搅动轴46底部固定连接有搅动板48；
参照图2、图4，其中，搅动板48为弯折状设置，搅动板48表面开设有波浪槽481，且搅动板48两侧均固定连接有锯形齿482，且两侧锯形齿482沿搅动板48中心对称设置；
参照图2、图4，其中，第一弹簧44的回弹力大于齿轮47与齿条45啮合转动所需的拉力，位于流通仓101的活塞杆42端部至齿轮47的距离大于活塞杆42在活塞套筒41内滑动的最大距离；
参照图2、图4，其中，搅动板48和锯形齿482均为耐高温材料制成，且搅动板48设置在流通仓101中部，隔绝板2下方的熔融池1侧壁为倾斜状设置，且与隔绝板2底部平行；
通过上述结构的设置，当密封仓102内部的气压不断增大时，将会率先推动活塞杆42向流通仓101内进行伸出，并同步带动齿条45向伸出，由于齿轮47与齿条45之间为啮合连接，因此气压带动活塞杆42推出的作用力最终会使得搅动轴46进行转动，进而使得搅动板48进行转动，并由于搅动板48两侧均设置有锯形齿482，以此能够对金属熔液带来更好的搅动效果；而且利用搅动板48侧壁开设的波浪槽481，在搅拌过程中，部分的金属熔液将会穿过波浪槽481，而部分金属熔液将会与搅动板48侧壁进行撞击，此时穿过波浪槽481的金属熔液流动速度将会大于与搅动板48侧壁撞击的金属熔液流动速度，从而在金属熔液内部形成速度差，进而使得金属熔液之间产生对流效果，以此进一步提高了对金属熔液的混合效果；
当活塞杆42被推移至最大伸出位置后，搅动板48将会停止搅动效果，而此时密封仓102内部的气压还将会不断的增大，将会把密封仓102内部的金属熔液挤入流通仓101内，进而使得流通仓101内部的金属熔液高度大于密封仓102内部的金属熔液高度，随着此状态的持续进行，最终会使得密封仓102内部的金属熔液低于隔绝板2，从而使得密封仓102与流通仓101相连通，再此瞬间密封仓102内部的气压将会外泄，此时密封仓102内部气压降低，活塞杆42将会在第一弹簧44的回弹效果下复位，在此过程中，将还会使得齿轮47与齿条45之间发生啮合转动，从而使得搅动板48再次发生搅动；并且当密封仓102内部气压降低后，被推入流通仓101内的金属熔液将会向密封仓102内流动，并由于流通仓101与密封仓102内部的金属熔液存在高度差，因此金属熔液流回密封仓102时将会产生惯性作用，最终的效果将会使得金属熔液发生左右摇晃，以此进一步提高了金属熔液的混合效果；随即密封仓102内气压继续增大，然后往复上述过程，以此完成对金属熔液的混合搅拌，能够缩短冶炼时间，加速有害元素的去除，最终达到提高产品质量和生产率的效果。
参照图5，其中，流通仓101顶部固定连接有导气管,导气管与储水池3侧壁之间固定连接有冷凝管32，且冷凝管32与储水池3内腔连通，导水管31输入端固定连接有过滤网33；
通过上述结构的设置，能够对外泄的水蒸汽进行收集，并对其进行冷却，使其能够被重复利用，进而提高了资源的利用率，降低了企业的生产成本，提高了企业的经济效益。
参照图6、图7，其中，滤渣组件5包括三角轴座51，三角轴座51与储水池3内壁固定连接，三角轴座51中部转动连接有滤渣杆52，滤渣杆52顶部固定连接有驱动叶片53，滤渣杆52侧壁下部固定连接有滤渣叶轮54，且滤渣叶轮54为等间距设置；
参照图7、图8，其中，滤渣叶轮54侧壁开设有旋转槽541，旋转槽541内壁转动连接有滤渣板542，滤渣板542与滤渣叶轮54内壁之间固定连接有第二弹簧543；
其中，旋转槽541为等间距开设，且滤渣板542过滤孔径与滤渣叶轮54相同，滤渣叶轮54过滤孔径大于水分子粒径，且滤渣叶轮54过滤孔径小于杂质颗粒物粒径；
通过上述结构的设置，在水蒸汽被冷凝的过程中，还将会有一部分的热蒸汽从储水池3向外排出，由此能够满足熔融池1内的气压平衡，并且气体向外排出的过程中，还将会使得驱动叶片53进行转动，从而通过滤渣杆52带动滤渣叶轮54进行转动，以此对储水池3内的液体进行搅动，再次搅动效果下，滤渣板542由于水流的阻力效果将会向滤渣叶轮54内部进行转动，从而使得滤渣叶轮54空腔处于打开状态，并在转动的效果下，水流内的杂质颗粒物将会顺着滤渣叶轮54侧壁进入滤渣叶轮54内腔中，以此完成对杂质颗粒物的筛除，并且当驱动叶片53停止转动后，滤渣板542将会在第二弹簧543的作用下复位关闭，从而将杂质颗粒物封闭在滤渣叶轮54内腔中，以此完成对杂质颗粒物的收集，进而提高了冷凝水循环利用的效果，避免杂质颗粒物对导水管31以及双向水泵带来的磨损，提高了该装置的使用寿命。
参照图1-8，本发明中，当熔融池1内腔的金属熔液越过隔绝板2底部时，此时利用双向水泵将导水管31内的清水送入密封仓102内，一部分的水在下落过程中之间气化，从而使得密封仓102内部的气压增大，还有一部分的水可能水滴入金属熔液内部，并在金属熔液内部高温环境的作用也会进行气化，并在金属熔液内形成一个向上扩张的气泡柱区，由于气泡密度比金属熔液小得多而产生浮力，向上浮的气泡将周围的金属熔液抽引到气泡柱中一同上浮，到达顶部后被排向四周，从而引起金属熔液在熔融池1内进行循环流动，以此达到混合均匀的目的，而且当密封仓102的气压增大后，气泡柱在密封仓102内上浮会受到气压作用，此时的气泡柱将可能会向流通仓101内移动，并进行上浮，从而进一步提高了该装置的混合效果；
当密封仓102内部的气压不断增大时，将会率先推动活塞杆42向流通仓101内进行伸出，并同步带动齿条45向伸出，由于齿轮47与齿条45之间为啮合连接，因此气压带动活塞杆42推出的作用力最终会使得搅动轴46进行转动，进而使得搅动板48进行转动，并由于搅动板48两侧均设置有锯形齿482，以此能够对金属熔液带来更好的搅动效果；而且利用搅动板48侧壁开设的波浪槽481，在搅拌过程中，部分的金属熔液将会穿过波浪槽481，而部分金属熔液将会与搅动板48侧壁进行撞击，此时穿过波浪槽481的金属熔液流动速度将会大于与搅动板48侧壁撞击的金属熔液流动速度，从而在金属熔液内部形成速度差，进而使得金属熔液之间产生对流效果，以此进一步提高了对金属熔液的混合效果；
当活塞杆42被推移至最大伸出位置后，搅动板48将会停止搅动效果，而此时密封仓102内部的气压还将会不断的增大，将会把密封仓102内部的金属熔液挤入流通仓101内，进而使得流通仓101内部的金属熔液高度大于密封仓102内部的金属熔液高度，随着此状态的持续进行，最终会使得密封仓102内部的金属熔液低于隔绝板2，从而使得密封仓102与流通仓101相连通，再此瞬间密封仓102内部的气压将会外泄，此时密封仓102内部气压降低，活塞杆42将会在第一弹簧44的回弹效果下复位，在此过程中，将还会使得齿轮47与齿条45之间发生啮合转动，从而使得搅动板48再次发生搅动；并且当密封仓102内部气压降低后，被推入流通仓101内的金属熔液将会向密封仓102内流动，并由于流通仓101与密封仓102内部的金属熔液存在高度差，因此金属熔液流回密封仓102时将会产生惯性作用，最终的效果将会使得金属熔液发生左右摇晃，以此进一步提高了金属熔液的混合效果；随即密封仓102内气压继续增大，然后往复上述过程，以此完成对金属熔液的混合搅拌，能够缩短冶炼时间，加速有害元素的去除，最终达到提高产品质量和生产率的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，包括熔融池（1）、设置在熔融池（1）左侧的入料口以及固定在熔融池（1）内腔右侧的隔绝板（2），其特征在于，还包括：搅拌组件（4）和滤渣组件（5），所述熔融池（1）内腔通过隔绝板（2）划分为流通仓（101）和密封仓（102），所述熔融池（1）上部固定连接有储水池（3），所述储水池（3）侧壁固定有导水管（31），所述导水管（31）另一端与密封仓（102）内腔连通，且导水管（31）侧壁设置有双向水泵；
所述搅拌组件（4）安装在熔融池（1）内部，搅拌组件（4）用于对金属熔液进行搅动，能够促进金属熔池的传质和传热过程并使金属液成分和温度均匀化，所述搅拌组件（4）包括活塞套筒（41），所述活塞套筒（41）贯穿隔绝板（2）侧壁，且活塞套筒（41）与隔绝板（2）之间为固定连接，所述活塞套筒（41）内部滑动连接有活塞杆（42），位于密封仓（102）的所述活塞杆（42）端部固定连接有受力板（43），所述受力板（43）侧壁与隔绝板（2）之间固定连接有第一弹簧（44）；
所述滤渣组件（5）安装在储水池（3）内部，滤渣组件（5）用于对冷凝水中的杂质颗粒物进行过滤收集。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，位于所述流通仓（101）的所述活塞杆（42）端部固定连接有齿条（45），所述流通仓（101）内腔顶部转动连接有搅动轴（46），所述搅动轴（46）侧壁固定连接有齿轮（47），所述齿轮（47）与齿条（45）之间为啮合连接，所述搅动轴（46）底部固定连接有搅动板（48）。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述搅动板（48）为弯折状设置，所述搅动板（48）表面开设有波浪槽（481），且搅动板（48）两侧均固定连接有锯形齿（482），且两侧锯形齿（482）沿搅动板（48）中心对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述第一弹簧（44）的回弹力大于齿轮（47）与齿条（45）啮合转动所需的拉力，位于流通仓（101）的活塞杆（42）端部至齿轮（47）的距离大于活塞杆（42）在活塞套筒（41）内滑动的最大距离。
5.根据权利要求4所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述搅动板（48）和锯形齿（482）均为耐高温材料制成，且搅动板（48）设置在流通仓（101）中部，所述隔绝板（2）下方的熔融池（1）侧壁为倾斜状设置，且与隔绝板（2）底部平行。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述流通仓（101）顶部固定连接有导气管,所述导气管与储水池（3）侧壁之间固定连接有冷凝管（32），且冷凝管（32）与储水池（3）内腔连通，所述导水管（31）输入端固定连接有过滤网（33）。
7.根据权利要求1所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于所述滤渣组件（5）包括三角轴座（51），所述三角轴座（51）与储水池（3）内壁固定连接，所述三角轴座（51）中部转动连接有滤渣杆（52），所述滤渣杆（52）顶部固定连接有驱动叶片（53），所述滤渣杆（52）侧壁下部固定连接有滤渣叶轮（54），且滤渣叶轮（54）为等间距设置。
8.根据权利要求7所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述滤渣叶轮（54）侧壁开设有旋转槽（541），所述旋转槽（541）内壁转动连接有滤渣板（542），所述滤渣板（542）与滤渣叶轮（54）内壁之间固定连接有第二弹簧（543）。
9.根据权利要求8所述的一种钢铁冶炼用金属熔池搅拌装置，其特征在于，所述旋转槽（541）为等间距开设，且滤渣板（542）过滤孔径与滤渣叶轮（54）相同，所述滤渣叶轮（54）过滤孔径大于水分子粒径，且滤渣叶轮（54）过滤孔径小于杂质颗粒物粒径。
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