CN202519287U - 一种小功率电弧炉炉门氧枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小功率电弧炉炉门氧枪，尤其涉及一种适用于5吨以下电弧炉的多自由度的炉门氧枪，本实用新型包括基座（3）、基座旋转机构（4）、基座旋转油缸（5）、机械臂（2）及氧枪摆动俯仰机构（8），基座（3）竖直向上设有立柱（6），基座旋转机构（4）可滑动的安装在立柱（6）外围，升降油缸（7）竖向安装在机械臂（2）靠近立柱（6）的一端，基座旋转机构（4）设有升降活塞杆铰接座，升降油缸（7）的活塞杆顶端铰接在基座旋转机构（4）的升降活塞杆铰接座上，所述机械臂（2）的中部有一台阶过渡部分，本实用新型使氧枪保持最佳操作枪位，延长氧枪使用寿命，适用于5吨以下的小功率电弧炉，维护了生产的连续运行和安全性。

Description

一种小功率电弧炉炉门氧枪

技术领域

 本实用新型涉及一种小功率电弧炉炉门氧枪，特别是一种适用于5吨以下电弧炉的多自由度的炉门氧枪。

背景技术

现代电弧炉炼钢需要向炉内吹入氧气，通常的办法是采用吹氧管或氧枪。吹氧管一般是由机械手夹持，由炉门插入溶池，这种方法一方面消耗吹氧管，增加炼钢成本，另一方面由炉门散发出来的烟气污染环境并损失炉内热能，因此，已逐渐地被氧枪取代。 

电炉氧枪有炉门和炉壁两种，炉门氧枪在中小功率电弧炉上还有广泛的应用。 

炉门氧枪的性能直接影响到炼钢生产的产量、质量、原材料消耗、生产作业率、环境、安全等重要指标。氧枪的主要作用是脱碳——将氧气吹入炼钢炉内的铁水中，使之与碳反应，降低铁水的碳含量。氧枪同时起到能量转换器的作用，将氧气的压力能转化为动能，对熔池进行搅拌，从而提高炉内反应的速度、均匀铁水的成分和温度。 

氧枪的性能主要取决于所喷射出的氧气射流，在一定的枪位下，射流的性质决定了对熔池的冲击深度和冲击速度，冲击深度和冲击面积从纵横两个方面代表被射流冲击到的区域，反映出脱碳反应的区域。显而易见，无论是冲击深度还是冲击面积，过大过小都是不合适的，过小反应区域不够；过大会对炉底和炉衬产生不良影响。因此，想要得到理想的冲击深度和冲击面积，就要寻找到最佳射流和最佳操作枪位。

射流的性质主要由速度和长度来表征，现有技术中已经有比较好的实用新型。

操作枪位的性质主要在于，电炉在冶炼过程中，废钢需分几次加入电炉中，导致钢液面高度在不断改变，以及整个冶炼的前后期都会导致钢液面高度的较大变化。为了保证氧枪的使用寿命和使用安全，必须调整氧枪到钢液面的距离，使氧枪与钢液面有一个最佳的喷射角。

现有的氧枪机械手包括底座、旋转底盘、底盘旋转驱动油缸、横臂及氧枪座，旋转底盘及底盘旋转驱动油缸安装在底座上，底盘旋转驱动油缸的活塞杆与旋转底盘的外圆周相铰接，以驱动旋转底盘绕自身轴线旋转；横臂固定在旋转底盘上，氧枪座安装在横臂的端部，氧枪水平安装在氧枪座中，横臂上安装有氧枪水平摆动驱动油缸及氧枪垂直摆动驱动油缸，使氧枪能够在水平方向及垂直方向摆动。这样的结构存在的问题是：由于机械自由度较小，在需要调整氧枪到钢液面的距离时，由于机械刚体自由度只有2个转动自由度，即旋转底盘及氧枪水平摆动的氧枪座，1个平动自由度氧枪垂直方向摆动的氧枪座，这样就必须通过氧枪垂直摆动驱动油缸使氧枪向上或向下摆动一定角度，但是氧枪对钢液面的喷射角也同时发生改变，不能保证枪头与钢液面的最佳喷射角，降低吹炼效果，增大氧耗，加大冶炼成本，降低氧枪使用寿命。

现有的氧枪机械手的横臂是横向平直的，位于底座及旋转底盘之上，使得氧枪位置较高，这与5吨以下的小电弧炉炉门位置配套性差、不适用，而且横臂较长在其末端设有的氧枪座、氧枪、水平摆动驱动油缸及垂直摆动驱动油缸等零部件质量较大，在静态及运动中容易变形和抖晃。

另外，炉门氧枪应用在小功率电弧炉，特别是应用在5吨以下的电弧炉时，由于供氧量较传统的吹氧管供氧量加大，容易造成大沸腾，从而导致喷溅，也就是在钢与渣两者之间发生激烈的氧化反应，炉膛内瞬间产生大量气体，熔池内产生大沸腾，火焰、热浪裹带着钢水、钢渣从炉门喷射而出，这种熔渣喷溅，严重时会造成电炉水冷管、电缆、氧枪等设备不同程度损伤，甚至导致人身安全，这严重影响了生产的连续运行和安全性。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：解决现有的炉门氧枪自由度小导致操作枪位不佳导致降低吹炼效果，增大氧耗，加大冶炼成本，横臂过长容易变形抖晃，保障氧枪能安全可靠的在5吨以下的电弧炉使用，提高氧枪使用寿命的问题，本实用新型提供一种小功率电弧炉炉门氧枪。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种小功率电弧炉炉门氧枪，包括基座、基座旋转机构、基座旋转油缸、机械臂及氧枪摆动俯仰机构，所述基座旋转机构及基座旋转油缸安装在基座上，基座旋转机构上设有机械臂，基座旋转机构设有旋转活塞杆铰接座，基座旋转油缸的活塞杆顶端铰接在基座的旋转活塞杆铰接座上，所述氧枪摆动俯仰机构安装在机械臂相对于基座的另一端上，氧枪横向安装在氧枪摆动俯仰机构上，基座竖直向上设有立柱，基座旋转机构可滑动的安装在立柱外围，升降油缸竖向安装在机械臂靠近立柱的一端，基座旋转机构设有升降活塞杆铰接座，升降油缸的活塞杆顶端铰接在基座旋转机构的升降活塞杆铰接座上，所述机械臂的中部有一台阶过渡部分。

作为优选方案，所述机械臂靠近立柱的一端设有总出水管、总供氧管和总进水管，三条管道穿过机械臂内部分别与机械臂靠近氧枪一端的出水管、供氧管和进水管一一对应相连通。

作为优选方案，所述氧枪中心设有底部封闭前端开口的喷氧通道，该喷氧通道与供氧管联通，供氧通道可承受的强度为氧气流量Q≤800Nm³/h，工作氧气进口压力P≤1.2Mpa，出口压力马赫数M≥1.98。

作为优选方案，所述氧枪在其喷氧通道与氧枪的外壁之间设有一个容纳冷却液的空腔，该空腔与氧枪后端的出水管、进水管连通，该容纳冷却液的空腔极其管道可承受的强度为流量≤20m³/h，压力≤0.4Mpa。

作为优选方案，所述立柱顶端设有吊环。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比本实用新型的有益效果是，可以使氧枪保持最佳操作枪位，不会降低吹炼效果、增大氧耗、加大冶炼成本和降低氧枪使用寿命，有利于应用于小电炉，可以减小静态及运动中的变形和抖晃，有利于保护3条管道的安全，供氧能力得到强度保障更有利于炼钢，供应冷却液的能力得到强度保障可有效保护氧枪安全，延长使用寿命，有利于吊装运输和安装维护，不容易造成大沸腾导致喷溅，保障了氧枪等设备以及人身安全，维护了生产的连续运行和安全性。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的示意性结构图。

图中标记： 1-氧枪、2-机械臂、3-基座、4-基座旋转机构、5-基座旋转油缸、6-立柱、7-升降油缸、8-氧枪俯仰摆动机构、9-氧枪俯仰油缸、10-总出水管、11-总供氧管、12-总进水管、13-出水管、14-供氧管、15-进水管、16-吊环、17-氧枪摆动油缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的一种小功率电弧炉炉门氧枪，包括基座3、基座旋转机构4、基座旋转油缸5、机械臂2及氧枪摆动俯仰机构8，所述基座旋转机构4及基座旋转油缸5安装在基座4上，基座旋转机构4上设有机械臂2，基座旋转机构4设有旋转活塞杆铰接座，基座旋转油缸5的活塞杆顶端铰接在基座的旋转活塞杆铰接座上，所述氧枪摆动俯仰机构8安装在机械臂2相对于基座3的另一端上，氧枪1横向安装在氧枪摆动俯仰机构8上，基座3竖直向上设有立柱6，基座旋转机构4可滑动的安装在立柱6外围，升降油缸7竖向安装在机械臂2靠近立柱6的一端，基座旋转机构4设有升降活塞杆铰接座，升降油缸7的活塞杆顶端铰接在基座旋转机构4的升降活塞杆铰接座上，所述机械臂2的中部有一台阶过渡部分，由于增加了立柱6及升降油缸7，从而增加了1个机械刚体自由度，即由原来的2个转动自由度和1个平动自由度，变为2个转动自由度和2个平动自由度，可以使氧枪对钢液面的喷射角保持不变，保证枪头与钢液面的最佳喷射角，不会降低吹炼效果、增大氧耗、加大冶炼成本和降低氧枪使用寿命，同时由于机械臂2的中部增加了一台阶过渡部分，有利于应用于小电炉，还可以减小氧枪静态及运动中的变形和抖晃。

根据本实用新型的实施例，所述机械臂2靠近立柱的一端设有总出水管10、总供氧管11和总进水管12，三条管道穿过机械臂2内部分别与机械臂2靠近氧枪1一端的出水管13、供氧管14和进水管15一一对应相连通，有利于保护3条管道的安全。

根据本实用新型的实施例，所述氧枪2中心设有底部封闭前端开口的喷氧通道，该喷氧通道与供氧管14联通，供氧通道可承受的强度为氧气流量Q≤800Nm³/h，工作氧气进口压力P≤1.2Mpa，出口压力马赫数M≥1.98，供氧能力得到强度保障，更有利于炼钢。

根据本实用新型的实施例，所述氧枪2在其喷氧通道与氧枪2的外壁之间设有一个容纳冷却液的空腔，该空腔与氧枪2后端的出水管13、进水管15连通，该容纳冷却液的空腔极其管道可承受的强度为流量≤20m³/h，压力≤0.4Mpa，供应冷却液的能力得到强度保障，可有效保护氧枪安全，延长使用寿命。

根据本实用新型的实施例，所述立柱6顶端设有吊环16，有利于吊装运输和安装维护。

综上所述，本实用新型的一种小功率电弧炉炉门氧枪及其使用方法，由于采用了上述，与现有技术相比本实用新型的有益效果是，可以使氧枪对钢液面的喷射角保持不变，保证枪头与钢液面的最佳喷射角，不会降低吹炼效果、增大氧耗、加大冶炼成本和降低氧枪使用寿命，同时由于机械臂2的中部增加了一台阶过渡部分，有利于应用于小电炉，还可以减小静态及运动中的变形和抖晃，有利于保护3条管道的安全，供氧能力得到强度保障，更有利于炼钢，供应冷却液的能力得到强度保障，可有效保护氧枪安全，延长使用寿命，保障了氧枪等设备以及人身安全，维护了生产的连续运行和安全性。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种小功率电弧炉炉门氧枪，包括基座（3）、基座旋转机构（4）、基座旋转油缸（5）、机械臂（2）及氧枪摆动俯仰机构（8），所述基座旋转机构（4）及基座旋转油缸（5）安装在基座（4）上，基座旋转机构（4）上设有机械臂（2），基座旋转机构（4）设有旋转活塞杆铰接座，基座旋转油缸（5）的活塞杆顶端铰接在基座的旋转活塞杆铰接座上，所述氧枪摆动俯仰机构（8）安装在机械臂（2）相对于基座（3）的另一端上，氧枪（1）横向安装在氧枪摆动俯仰机构（8）上，

其特征在于，基座（3）竖直向上设有立柱（6），基座旋转机构（4）可滑动的安装在立柱（6）外围，升降油缸（7）竖向安装在机械臂（2）靠近立柱（6）的一端，基座旋转机构（4）设有升降活塞杆铰接座，升降油缸（7）的活塞杆顶端铰接在基座旋转机构（4）的升降活塞杆铰接座上，所述机械臂（2）的中部有一台阶过渡部分。

2.如权利要求1所述的一种小功率电弧炉炉门氧枪，其特征在于，所述机械臂（2）靠近立柱的一端设有总出水管（10）、总供氧管（11）和总进水管（12），三条管道穿过机械臂（2）内部分别与机械臂（2）靠近氧枪（1）一端的出水管（13）、供氧管（14）和进水管（15）一一对应相连通。

3.如权利要求2所述的一种小功率电弧炉炉门氧枪，其特征在于，所述氧枪（2）中心设有底部封闭前端开口的喷氧通道，该喷氧通道与供氧管（14）联通，供氧通道可承受的强度为氧气流量Q≤800Nm³/h，工作氧气进口压力P≤1.2Mpa，出口压力马赫数M≥1.98。

4.如权利要求3所述的一种小功率电弧炉炉门氧枪，其特征在于，所述氧枪（2）在其喷氧通道与氧枪（2）的外壁之间设有一个容纳冷却液的空腔，该空腔与氧枪（2）后端的出水管（13）、进水管（15）连通，该容纳冷却液的空腔极其管道可承受的强度为流量≤20m³/h，压力≤0.4Mpa。

5.如权利要求2、3或4所述的一种小功率电弧炉炉门氧枪，其特征在于，所述立柱（6）顶端设有吊环（16）。

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