CN211978895U - 一种炉外精炼钢水测温取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炉外精炼钢水测温取样装置，包括安装架、推动装置和检测单元，推动装置安装于安装架上，推动装置的推出部与检测单元铰接；检测单元可转动地安装于安装架上，以在推出部的推动下，绕安装架转动；检测单元包括升降架、升降动力元件、升降传动机构、升降小车和检测枪，升降动力元件安装于升降架上；升降传动机构与升降动力元件的动力输出端连接；升降小车与升降传动机构的可动部分连接；检测枪安装于升降小车上。本实用新型提供的炉外精炼钢水测温取样装置结构简单，可在钢包外进行探头的安装、拆卸工作，操作安全、便捷，检测枪的插入点位置和插入深度均可精确调整，可以精确完成炼钢厂精炼LF炉测温定氧取样的操作。

Description

一种炉外精炼钢水测温取样装置

技术领域

本申请属于金属材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种炉外精炼钢水测温取样装置。

背景技术

精炼炉在提高钢材产品质量、扩大品种、降低成本、优化炼钢生产工艺等方面发挥着非常重要的作用，尤其在大批量生产管线钢等高难度、高附加值产品以来，对精炼钢水的温度、成分有了更为严格的要求，人工测温取样的精度已经不能满足下道工序对钢水质量的要求，已有测温取样装置采用多功能机械手来完成作业，但机械手的成本和故障率均较高。

传统测温取样装置存在以下弊端：

1、测温取样装置在待机时完全暴露在钢包处理面上，受到热辐射严重，缩短装置使用寿命；

2、检测枪插入点位置和插入深度很难达到规定要求；

3、自动测温取样枪的探头安装困难，工作人员作业面距离钢包包沿很近，环境恶劣，存在人身安全风险。

故而业内急需一种安全便捷、结构简单的钢水测温取样装置，用于完成炼钢厂精炼LF炉测温定氧取样的操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种炉外精炼钢水测温取样装置，提高操作安全性，并且检测枪的探头插入点位置和插入深度精准。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种炉外精炼钢水测温取样装置，包括安装架、推动装置和检测单元，所述推动装置安装于所述安装架上，所述推动装置的推出部与所述检测单元铰接；所述检测单元可转动地安装于所述安装架上，以在所述推出部的推动下，绕所述安装架转动；

所述检测单元包括升降架、升降动力元件、升降传动机构、升降小车和检测枪，其中：

所述升降架分别与所述安装架和所述推出部分别铰接；

所述升降动力元件安装于所述升降架上；

所述升降传动机构包括可产生相对位移的固定部分和可动部分，所述固定部分安装于所述升降架上，且所述固定部分与所述升降动力元件的动力输出端连接；

所述升降小车与所述可动部分连接；

所述检测枪安装于所述升降小车上。

可选的，所述升降架、所述升降动力元件、所述升降传动机构、所述升降小车、所述检测枪中的至少一个的数量为1个以上。

可选的，所述安装架和所述升降架上均设置有铰支座，两个所述铰支座铰接，所述升降架通过两个所述铰支座可转动地安装于所述安装架上。

可选的，所述检测单元的数量为2个，2个所述检测单元在所述推出部的推动下，绕所述安装架同时转动。

可选的，两个所述升降架通过一个所述铰支座连接。

可选的，所述炉外精炼钢水测温取样装置还包括编码器，所述升降动力元件为电机，所述编码器安装于所述电机的输出轴上。

可选的，所述炉外精炼钢水测温取样装置还包括控制器，所述控制器分别与所述推动装置、所述升降动力元件和所述编码器电性连接。

可选的，所述升降动力元件为变频减速电机，所述控制器与所述变频减速电机的变频器电性连接。

可选的，所述升降传动机构包括传动链机构和升降链机构，所述传动链机构的主动链轮与所述电机的输出轴连接，所述传动链机构的从动链轮与所述升降链机构的主动链轮同轴，所述升降小车与所述升降链机构的链条连接。

可选的，所述升降架上设置有推板，所述推出部与所述推板铰接。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种炉外精炼钢水测温取样装置，整体包括安装架、推动装置以及由升降架、升降动力元件、升降传动机构、升降小车和检测枪构成的检测单元。推动装置安装于安装架上，并与检测单元铰接，该检测单元的升降架可转动地安装于安装架上，以在推动装置的推出部的推动下，绕安装架转动，通过转动，使得该检测单元的位置在钢包外待机位和钢包内工作位之间切换，以在钢包外的待机位处进行探头的安装和更换，不仅装置所受热辐射少，而且工作人员作业面远离钢包包沿，装置耐久性和操作安全性更高。且通过推动装置可调整检测单元的检测枪的插入点位置。在检测单元中，升降动力元件驱动升降传动机构运行，带动升降小车进行升降运动，检测枪安装于升降小车上，随升降小车共同升降，从而调整检测枪的插入深度。

与现有技术相比，本实用新型提供的炉外精炼钢水测温取样装置结构简单，可在钢包外进行探头的安装、拆卸工作，操作安全、便捷，检测枪的插入点位置和插入深度均可精确调整，可以精确完成炼钢厂精炼LF炉测温定氧取样的操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例中炉外精炼钢水测温取样装置的结构示意图；

图2为图1中炉外精炼钢水测温取样装置的左视图；

图3为本实用新型实施例中炉外精炼钢水测温取样装置的电气连接框图。

附图标记说明：10-检测枪，10a-测温定氧枪，10b-取样枪，11-探头，11a-测温定氧探头，11b-取样探头；20-升降小车，20a-测温定氧升降小车，20b-取样升降小车；30-升降传动机构，30a-测温定氧升降传动机构，30b-取样升降传动机构，31-传动链机构，32-升降链机构；40-升降动力元件，40a-测温定氧升降动力元件，40b-取样升降动力元件；50-升降架，50a-测温定氧升降架，50b-取样升降架；60-铰支座；70-推板；80-推动装置；90-安装架；100-检测单元，100a-测温定氧检测单元，100b-取样检测单元。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本实用新型提供的炉外精炼钢水测温取样装置，其结构如图1和图2所示，包括安装架90、推动装置80和检测单元100，推动装置80安装于安装架90上，推动装置80的推出部与检测单元100铰接；检测单元100可转动地安装于安装架90上，以在推出部的推动下，绕安装架90转动。

检测单元100包括升降架50、升降动力元件40、升降传动机构30、升降小车20和检测枪10，其中：升降架50与安装架90和推动装置80的推出部分别铰接；升降动力元件40安装于升降架50上；升降传动机构30包括可产生相对位移的固定部分和可动部分，固定部分安装于升降架50上，且固定部分与升降动力元件40的动力输出端连接；升降小车20与可动部分连接；检测枪10安装于升降小车20上。

该炉外精炼钢水测温取样装置可在钢包外进行探头的安装、拆卸工作，操作安全、便捷，检测枪的插入点位置和插入深度均可精确调整，可以精确完成炼钢厂精炼LF炉测温定氧取样的操作。下面以包含两个检测单元100的实施方式为例，对该炉外精炼钢水测温取样装置的结构进行详细描述：

参见图1和图2，本实施例中，炉外精炼钢水测温取样装置包括安装架90、推动装置80和两个检测单元100，两个检测单元100一用一备，也可在需要同时进行测温取样/测温定氧取样时，两个检测单元100用以同时满足上述检测功能。本实施例中，为方便区分，两个检测单元100分别记为测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b。

参见图1，本实施例中，测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b通过一个铰支座60和一块推板70连接为一体，在安装架90上同样设置有一个铰支座60，该铰支座60与检测单元100的铰支座60铰接，以使测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b能够同时绕安装架90转动，构成杠杆机构，铰支座60为杠杆机构的支点。

参见图2，推板70的作用除连接测温定氧检测单元100a与取样检测单元100b之外，还用于与推动装置80的推出部铰接，以使推动装置80能够同时推动测温定氧检测单元100a与取样检测单元100b转动。推动装置80为杠杆机构的动力端，推动装置80可选电动推杆、液压缸、千斤顶等直线位移机构，对应的，推出部为推杆、活塞、顶升平台等。推动装置80的具体选型本实用新型不做限定。

参见图1，测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b的结构完全相同，均包括升降架50(含测温定氧升降架50a和取样升降架50b)、升降动力元件40(含测温定氧升降动力元件40a和取样升降动力元件40b)、升降传动机构30(含测温定氧升降传动机构30a和取样升降传动机构30b)、升降小车20(含测温定氧升降小车20a和取样升降小车20b)和检测枪10(含测温定氧枪10a和取样枪10b)，区别仅在于检测枪10上安装的探头11。测温定氧检测单元100a的检测枪10a的探头为测温定氧探头11a，可同时进行测温(测定钢水温度)和定氧(检测氧活度)，或者只进行测温或定氧；取样检测单元100b的检测枪10b的探头为取样探头11b，用于钢水取样。实际使用时，优选将测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b相对倾斜，使得测温定氧探头11a和取样探头11b相互靠近，以确保检测点相同。

由于测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b的结构完全相同，下面仅对其中一个检测单元100的结构进行详细描述，另一个检测单元100的结构参考以下内容：

参见图2，升降架50是整个检测单元100的安装基础，升降架50可转动地安装于安装架90上，以在推出部的推动下，绕安装架90转动。具体的，含测温定氧升降架50a和取样升降架50b同时一个与铰支座60通过螺纹紧固件连接，该铰支座60与安装架90上安装固定的铰支座60铰接，从而使得测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b能够同时、同步绕安装架90转动相同的角度。

升降动力元件40安装于升降架50上，升降动力元件40用于提供检测枪10升降运动的动力。升降动力元件40的动力输出端与升降传动机构30连接，升降传动机构30包括可产生相对位移的固定部分和可动部分，固定部分安装于升降架50上，且固定部分与升降动力元件40的动力输出端连接。

基于检测枪10所需要的升降运动形式为直线位移，升降动力元件40与升降传动机构30可采用如下实现方式：电机+滚珠丝杠副、电机+齿轮齿条副、电机+链传动机构、电动推杆、液压缸等等，具体实现方式本实用新型不做限制。

本实施例升降动力元件40与升降传动机构30采用电机+链传动机构的实现方式。具体的，升降动力元件40为变频减速电机，包含一个变频器和减速电机主体。升降传动机构30包括传动链机构31和升降链机构32，传动链机构31的主动链轮与电机40的输出轴连接，传动链机构31的从动链轮与升降链机构32的主动链轮同轴，升降小车20与升降链机构32的链条连接，检测枪10安装于升降小车20上。

当变频减速电机工作时，扭矩输出至升降传动机构30，并由传动链机构31传动至升降链机构32，使得升降链机构32的链条转动，带动升降小车20自由升降，检测枪10随升降小车20升降，改变检测枪10的探头11的插入深度。由于升降动力元件40采用变频减速电机，可以自由控制检测枪10的升降速度，例如探头11破渣时需要较高的速度，破渣后需要缓慢伸入钢水中，通过变频器可以调节电机的输出转速。

为优化该炉外精炼钢水测温取样装置的操作，本实施例中，该炉外精炼钢水测温取样装置还包括控制器(图中未示出)和编码器(图中未示出)，测温定氧检测单元100a和取样检测单元100b中均配置一个编码器，编码器安装于变频减速电机的输出轴上，用于获取变频减速电机的转速。

参见图3，控制器分别与推动装置80、升降动力元件40和编码器电性连接。控制器获取测温定氧编码器和取样编码器的信号，并向测温定氧变频器和取样变频器发出控制信号，从而控制测温定氧减速电机和取样减速电机的转速，编码器输出的信号作为反馈信号，辅助控制器精确控制变频减速电机的转速。控制器还可控制推动装置80的推出动作，使得检测枪10的探头11到达设定的检测位置。控制器可采用PLC(可编程逻辑控制器)、FPGA(现场可编程门阵列)、单片机、工控机等等，具体选型本实用新型不做限制。本实施例中，控制器采用PLC。

以上仅是本实用新型的优选实施例，在其他实施例中，该炉外精炼钢水测温取样装置还可设置为以下结构：升降架50、升降动力元件40、升降传动机构30、升降小车20、检测枪10中的至少一个的数量为1个以上。例如：炉外精炼钢水测温取样装置仅包含一个检测单元100。或者，炉外精炼钢水测温取样装置包含3个以上独立的检测单元100。又或者，炉外精炼钢水测温取样装置包含2个以上不可拆分的检测单元100，2个以上检测单元100共用一个升降架50、共用一个升降动力元件40、共用一个升降传动机构30、共用一个升降小车20，2个以上检测枪10安装于同一个升降小车20上。其他实施方式此处不再一一列举。

本实施例的炉外精炼钢水测温取样装置的使用方法如下：

(1)、测温定氧取样前，推动装置80缩回，检测单元100位于待机位置、位于钢包外，以避开钢水热辐射，此时检测单元100整体为垂直位置、处于待机状态，用于更换检测枪10的探头11；

(2)、当LF钢水冶炼时，PLC控制器向推动装置80发送指令，通过推动装置80将检测单元100推出，推到工作位，使得检测单元100暴露在钢水工作面上；

(3)、PLC控制器根据指令选择测温定氧枪10a或是取样枪10b，通过变频器驱动电机减速机，使得检测枪10下降，探头11破渣、进入钢水，进行钢水测温定氧取样；

(4)、编码器产生的数值发送给PLC控制器，PLC控制器得到对应探头11的编码器数值，获得探头11进入钢水深度；

(5)、PLC控制器根据测温、定氧或取样事件选择，分别控制探头11停留在钢水中的时间，待检测时间到达后将检测枪10提升；

(6)、检测枪10提升到原始高度时，PLC控制器向推动装置80发送指令，将检测单元100收回到待机位，一次测温、定氧或取样完成。

通过上述实施例，本实用新型实施例具有以下有益效果或者优点：

1)本实用新型实施例提供的炉外精炼钢水测温取样装置，采用推出、缩回的形式，动作过程中装置占用空间小，适于在钢包上布置。通过推出、缩回的运动形式，可在钢包外进行探头的安装、拆卸工作，改善作业环境，操作安全、便捷，且装置在待机时位于在钢包处理面外，受到热辐射影响小，装置使用寿命长。

2)本实用新型实施例提供的炉外精炼钢水测温取样装置，检测枪的插入点位置和插入深度均可精确调整，可以精确完成炼钢厂精炼LF炉测温定氧取样的操作。

3)本实用新型实施例提供的炉外精炼钢水测温取样装置，配置编码器能够准确反映探头进入钢水的深度，使测温、定氧和取样操作更为精准。

4)本实用新型实施例提供的炉外精炼钢水测温取样装置，测温定氧枪和取样枪分别驱动，两枪同时驱动，并且进入钢水为同一点位，大大提高了测温取样的成功率。

5)本实用新型实施例提供的炉外精炼钢水测温取样装置，精准可靠，操作便捷，可以快速实现钢水测温或取样，工作效率高，利用电机减速机驱动操作钢水温度检测或取得钢水样本，大大降低了人工劳动强度，也解决了常规自动枪成本高和故障率高的缺点。提高了作业成功率，节约了物质，同时避免了操作过程中钢花喷溅对操作人员和设备造成的伤害，减少了安全隐患，降低了设备故障率。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：包括安装架、推动装置和检测单元，所述推动装置安装于所述安装架上，所述推动装置的推出部与所述检测单元铰接；所述检测单元可转动地安装于所述安装架上，以在所述推出部的推动下，绕所述安装架转动；

所述检测单元包括升降架、升降动力元件、升降传动机构、升降小车和检测枪，其中：

所述升降架分别与所述安装架和所述推出部分别铰接；

所述升降动力元件安装于所述升降架上；

所述升降传动机构包括可产生相对位移的固定部分和可动部分，所述固定部分安装于所述升降架上，且所述固定部分与所述升降动力元件的动力输出端连接；

所述升降小车与所述可动部分连接；

所述检测枪安装于所述升降小车上。

2.如权利要求1所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述升降架、所述升降动力元件、所述升降传动机构、所述升降小车、所述检测枪中的至少一个的数量为1个以上。

3.如权利要求2所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述安装架和所述升降架上均设置有铰支座，两个所述铰支座铰接，所述升降架通过两个所述铰支座可转动地安装于所述安装架上。

4.如权利要求3所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述检测单元的数量为2个，2个所述检测单元在所述推出部的推动下，绕所述安装架同时转动。

5.如权利要求4所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：两个所述升降架通过一个所述铰支座连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述炉外精炼钢水测温取样装置还包括编码器，所述升降动力元件为电机，所述编码器安装于所述电机的输出轴上。

7.如权利要求6所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述炉外精炼钢水测温取样装置还包括控制器，所述控制器分别与所述推动装置、所述升降动力元件和所述编码器电性连接。

8.如权利要求7所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述升降动力元件为变频减速电机，所述控制器与所述变频减速电机的变频器电性连接。

9.如权利要求6所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述升降传动机构包括传动链机构和升降链机构，所述传动链机构的主动链轮与所述电机的输出轴连接，所述传动链机构的从动链轮与所述升降链机构的主动链轮同轴，所述升降小车与所述升降链机构的链条连接。

10.如权利要求1至5中任一项所述的炉外精炼钢水测温取样装置，其特征在于：所述升降架上设置有推板，所述推出部与所述推板铰接。

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