CN216705368U - 一种结晶器内壁清理机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种结晶器内壁清理机组，包括结晶器旋转装置(10)、立柱(20)、清洁刷升降装置(30)、清洁刷旋转清理装置(40)、清洁刷摆动机构(50)和环形除尘罩(60)，清洁刷升降装置(30)含有升降台(31)，升降台(31)能够上下移动；清洁刷旋转清理装置(40)含有清洁刷(41)，清洁刷(41)能够旋转并清理结晶器(70)的内壁；环形除尘罩(60)位于结晶器旋转装置(10)的上方，环形除尘罩(60)能够吸收烟尘。该结晶器内壁清理机组能够以自动、自动或半自动相结合操作模式针对不同规格的结晶器内壁进行清理，操作简便，具有很强的经济性和实用性。

Description

一种结晶器内壁清理机组

技术领域

本实用新型涉及一种结晶器内壁清理机组。

背景技术

结晶器是特种冶炼中使用的不可或缺的重要生产辅助用具。一般在真空自耗炉及电渣炉生产中使用。

结晶器内壁一般为纯铜材质。原始结晶器内壁为表面光滑的圆柱内壁。内部金属电极在重熔后，经过脱锭从结晶器内部取出。由于熔炼工艺、产品材质及多次使用等影响，脱锭后结晶器内壁经常残留重熔的金属成分，在冶炼不同钢种的产品时，结晶器内壁如果出现其他金属残留，会影响到后续熔炼产品的纯度。尤其特钢企业，对产品的高纯净度、高稳定度有着很高的要求，会直接导致产品质量不合格，从而影响到企业经济效益。

因此结晶器内壁洁净度在一定程度决定了生产的精度和产品的纯净度。针对自耗生产结晶器内壁清理是影响生产节奏，保证产品精度的关键环节。

实用新型内容

为了清理结晶器的内壁，本实用新型提供了一种结晶器内壁清理机组，该结晶器内壁清理机组能够以自动、自动或半自动相结合操作模式针对不同规格的结晶器内壁进行清理，操作简便，具有很强的经济性和实用性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种结晶器内壁清理机组，包括：

结晶器旋转装置，能够支撑结晶器并使结晶器转动；

立柱，立柱与结晶器旋转装置相对固定；

清洁刷升降装置，含有升降台，升降台设置于立柱上，升降台能够沿立柱上下移动；

清洁刷旋转清理装置，含有清洁刷，清洁刷能够旋转并清理结晶器的内壁；

清洁刷摆动机构，连接清洁刷旋转清理装置和升降台，清洁刷摆动机构能够使清洁刷旋转清理装置沿水平方向摆动；

环形除尘罩，位于结晶器旋转装置的上方，环形除尘罩能够吸收烟尘。

结晶器旋转装置含有上下设置的回转支撑板和底座，回转支撑板为环形结构，回转支撑板连接有驱动机构，驱动机构能够驱动回转支撑板自转。

沿回转支撑板的周向，回转支撑板上交替地设置有固定托板组件和对中托板组件，固定托板组件和对中托板组件均能够支撑结晶器，对中托板组件能够使结晶器沿回转支撑板的直径方向移动。

固定托板组件含有固定托板，固定托板的内部设有压力传感器，对中托板组件含有依次连接的气缸和移动托板，气缸能够驱动移动托板沿回转支撑板的直径方向移动。

立柱含有上下连接的上立柱和下立柱，上立柱外设有多个导向滑槽，导向滑槽呈直立状态，上立柱的上部设有上极限位置限位开关，上立柱的下部设有下极限位置限位开关。

清洁刷升降装置还有升降驱动液压缸，升降驱动液压缸与立柱并排连接，升降驱动液压缸能够驱动升降台沿立柱上下移动，升降台套设于立柱外，升降台的内侧设有多个导向轮。

清洁刷摆动机构含有摆动臂、销轴和摆动驱动电机，摆动臂呈水平状态，摆动臂的一端通过销轴与升降台连接，清洁刷旋转清理装置与摆动臂的另一端连接，销轴呈直立状态，摆动驱动电机能够驱动摆动臂绕销轴摆动。

清洁刷旋转清理装置还含有从上向下依次设置的旋转电机、联轴器和刷杆，刷杆为直立状态，清洁刷位于刷杆的下端，刷杆外套设有刷杆套，刷杆套的上端与升降台连接固定，刷杆套的下端与刷杆之间套设有轴承。

清洁刷为清洁钢针刷，清洁刷外设有张紧装置，所述张紧装置含有沿水平方向依次连接的支撑架、导向杆、张紧弹簧、滚动球座和滚动球，支撑架通过轴承与刷杆连接。

环形除尘罩为开口环形结构，环形除尘罩的内径大于结晶器的外径，环形除尘罩含有缺口，环形除尘罩内设有排烟通道，环形除尘罩的内周面设有排烟孔，排烟孔与排烟通道连通，环形除尘罩的轴线能够与结晶器的轴线重合，在竖直方向上，升降台的位置与缺口的位置相对应。

本实用新型的有益效果是：

1、可实现结晶器内壁的完全清理；

2、清理机组可采用全自动、自动或半自动相结合的操作方式，整个清理工序可实现工作人员一键操控，完成结晶器对中、清理工作，操作简便，效率高；

3、可满足适应针对不同规格的结晶器，覆盖范围广；

4、各动作由液压传动及电控系统控制，占地面积小，设备结构紧凑，动作响应快，且速度可根据实际需求调节；

5、优化设备结构：采用液压升降系统，实现钢刷平稳升降；通过气缸控制可实现结晶器自动对中；通过钢刷外部套筒及张紧机构保证清洁刷运行时的安全性及清刷的有效性；

6、紧贴结晶器顶端处设置环形除尘罩，除尘罩内侧设置开洞，风管与现场除尘管道相连。对比传统现场所用的普通除尘风管，环形除尘罩在不影响结晶器吊装及工作人员查看的同时，最大程度包围住结晶器上部端口，保证在清理的过程中，向上的烟气被有效捕捉，防止烟尘外溢。

综上所述，本实用新型提供了一种环保的结晶器内壁清理机组，能够在自动或半自动控制下，根据操作人员的操作完成结晶器内壁的清理，作业效率高，操作更为安全环保，并且结晶器内壁清理机组可推广与自耗、电渣生产等其他相近领域，具有很强的实际意义及广阔的市场。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述结晶器内壁清理机组的升降台处于高位的示意图。

图2是本实用新型所述结晶器内壁清理机组的升降台处于低位的示意图。

图3是结晶器旋转装置的主视示意图。

图4是结晶器旋转装置的俯视示意图。

图5是清洁刷摆动机构和清洁刷旋转装置的示意图。

图6是本实用新型所述结晶器内壁清理机组的俯视示意图。

图7是环形除尘罩的主视示意图。

图8是环形除尘罩的俯视示意图。

图9是氧化铁皮收集车的示意图。

10、结晶器旋转装置；20、立柱；30、清洁刷升降装置；40、清洁刷旋转清理装置；50、清洁刷摆动机构；60、环形除尘罩；70、结晶器；80、氧化铁皮收集车；

11、回转支撑板；12、底座；13、驱动机构；14、固定托板组件；15、对中托板组件；

21、上立柱；22、下立柱；23、导向滑槽；24、上极限位置限位开关；25下极限位置限位开关；

31、升降台；32、升降驱动液压缸；

41、清洁刷；42、旋转电机；43、联轴器；44、刷杆；45、刷杆套；46、支撑架；47、导向杆；48、张紧弹簧；49、滚动球座；410、滚动球；411、轴承；

51、摆动臂；52、销轴；53、摆动驱动电机；

61、排烟孔；62、缺口；63、排烟通道；

81、氧化铁皮料斗；82、行走车体；83、电机驱动装置；84、轨道；

141、固定托板；142、压力传感器；

151、气缸；152、移动托板；

311、导向轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种结晶器内壁清理机组，包括：

结晶器旋转装置10，能够支撑结晶器70并使结晶器70以结晶器70的轴线为轴转动；

立柱20，立柱20与结晶器旋转装置10左右相对位置固定；

清洁刷升降装置30，含有升降台31，升降台31设置于立柱20上，升降台31能够沿立柱20上下移动；

清洁刷旋转清理装置40，含有清洁刷41，清洁刷41能够旋转并清理结晶器70的内壁；

清洁刷摆动机构50，连接清洁刷旋转清理装置40和升降台31，清洁刷摆动机构50能够使清洁刷旋转清理装置40沿水平方向前后摆动；

环形除尘罩60，位于结晶器旋转装置10的上方，环形除尘罩60能够吸收清理结晶器70的内壁时产生的烟尘，如图1至图8所示。

在本实施例中，结晶器旋转装置10含有上下设置的回转支撑板11和底座12，回转支撑板11为环形结构，底座12为筒形结构，回转支撑板11的轴线和底座12的轴线重合，回转支撑板11连接有驱动机构13，驱动机构13可以为电机，驱动机构13能够驱动回转支撑板11自转(以回转支撑板11的轴线为轴转动)360°。电机正反转可带动结晶器70正反转低速旋转，如图3和图4所示。

在本实施例中，沿回转支撑板11的周向，回转支撑板11上交替地设置有固定托板组件14和对中托板组件15，固定托板组件14和对中托板组件15均能够支撑结晶器70，固定托板组件14和对中托板组件15均能够与结晶器70的上法兰抵接，对中托板组件15能够使结晶器70沿回转支撑板11的直径方向移动。

在本实施例中，回转支撑板11上设置有四个固定托板组件14和四个对中托板组件15，沿回转支撑板11的周向，固定托板组件14和对中托板组件15交替排列，当结晶器70安装于结晶器旋转装置10内后，对中托板组件15使结晶器70沿回转支撑板11的直径方向移动，从而使结晶器70的轴线与回转支撑板11的轴线重合。

在本实施例中，固定托板组件14含有固定托板141，固定托板141的内部设有压力传感器142，压力传感器142用于感应结晶器的吊装就位情况。对中托板组件15含有依次连接的气缸151和移动托板152，气缸151能够驱动移动托板152沿回转支撑板11的直径方向移动，从而使结晶器70沿回转支撑板11的直径方向移动。固定托板141和移动托板152的端部均设有缓冲垫。

在本实施例中，立柱20含有上下设置的上立柱21和下立柱22，上立柱21和下立柱22螺栓连接，上立柱21外设有多个导向滑槽23，多个导向滑槽23沿上立柱21的周向均匀间隔排列，导向滑槽23呈直立状态，导向滑槽23与升降台31相配合实现平稳升降，避免升降的卡死现象。上立柱21的上部设有上极限位置限位开关24，上立柱21的下部设有下极限位置限位开关25，限位开关是控制升降台上升、下降的极限位置，起到安全保护作用。

在本实施例中，清洁刷升降装置30还有升降驱动液压缸32，升降驱动液压缸32与立柱20左右平行且并排连接，升降驱动液压缸32能够驱动升降台31沿立柱20上下移动，升降台31套设于立柱20外，升降台31的内侧设有多个导向轮311，导向轮311与导向滑槽23一一对应匹配连接，以减少摩擦，保证升降台上下移动平顺，如图1至图5所示。

在本实施例中，清洁刷摆动机构50含有摆动臂51、销轴52和摆动驱动电机53，摆动臂51呈水平状态，摆动臂51的左端通过销轴52与升降台31连接，清洁刷旋转清理装置40与摆动臂51的右端连接，销轴52呈直立状态，摆动驱动电机53能够驱动摆动臂51绕销轴52摆动。

其中，销轴52的下端与升降台31连接固定，销轴52的下端上端固定有上齿轮，摆动驱动电机53的下端固定有下齿轮，所述上齿轮和下齿轮啮合连接，摆动驱动电机53的壳体与摆动臂51连接固定，摆动驱动电机53正反转可带动摆动臂51缓慢沿销轴52旋转摆动，如图5所示。

在本实施例中，清洁刷旋转清理装置40还含有从上向下依次连接的旋转电机42、联轴器43和刷杆44，刷杆44为直立状态，清洁刷41位于刷杆44的下端，旋转电机42能够驱动清洁刷41高速旋转，清洁刷41与刷杆44可拆卸连接，方便更换清洁刷41，刷杆44外套设有刷杆套45，刷杆套45的上端与升降台31连接固定，刷杆套45的下端与刷杆44之间套设有轴承45，刷杆套45起到保持刷杆44稳定，限制刷杆44摆动的作用。

在本实施例中，清洁刷41为清洁钢针刷，清洁刷41外设有张紧装置，所述张紧装置含有沿水平方向依次连接的支撑架46、导向杆47、张紧弹簧48、滚动球座49和滚动球410，支撑架46通过轴承与刷杆44连接。在清洁刷41高速转动时，支撑架46与外侧的导向杆47及张紧弹簧48保持不动。设置滚动球410，在清洁刷41进入结晶器70的内壁时，滚动球410与内壁以较小面积的点接触，保证清洁刷41在上下移动时，张紧装置不会卡死影响正常运行，如图5所示。

在本实施例中，环形除尘罩60为开口环形结构，环形除尘罩60呈水平状态，环形除尘罩60的内径大于结晶器70的外径，环形除尘罩60含有缺口62，环形除尘罩60内设有排烟通道63，环形除尘罩60的内周面设有排烟孔61，排烟孔61与排烟通道63连通，环形除尘罩60的轴线能够与结晶器70的轴线重合，在竖直方向上，升降台31的位置与缺口62的位置相对应，如图6至图8所示。

在本实施例中，底座12、立柱20和环形除尘罩60均相对于地面固定，环形除尘罩60为开口环形结构，所述开口环形结构对应的圆心角为245°，环形除尘罩60由钢板焊接而成，环形除尘罩60由地脚螺栓固定于基础上。环形除尘罩60的末端管道接入车间除尘管线。此除，环形除尘罩60在不影响结晶器吊装的同时预留了人工操作位，以便观察清理效果。

在本实施例中，所述结晶器内壁清理机组还包括氧化铁皮收集车80，氧化铁皮收集车80由氧化铁皮料斗81、行走车体82及电机驱动装置83组成。氧化铁皮收集车80设置在结晶器旋转装置10底部的地坑内。氧化铁皮收集车80的终端定位由轨道84上的机械止挡确定。结晶器70的内壁清理下来的铁皮及钢渣掉落到氧化铁皮料斗81内，结晶器70清刷完成后，氧化铁皮收集车80运行至吊装口出，由车间内行车配合料斗吊运出地坑，如图1、图2和图9所示。

下面介绍所述结晶器内壁清理机组的工作过程。

准备工作：

在结晶器70的内壁清理开始之前。先检查清洁刷升降装置30的升降台31位于最高位置，并保证清洁刷摆动机构50已带动清洁刷41摆动至结晶器旋转装置10的外侧，避免影响结晶器70的吊装。确定氧化铁皮收集车80在地坑内就位。

因结晶器70的外圈往往包含着水冷罩，因此结晶器旋转装置10上部的固定托板141和移动托板152在结晶器70就位前，处于翻起位置。

结晶器70由行车辅助吊装至结晶器旋转装置10的上部，结晶器托板由程序设定，先调整至满足结晶器70法兰的位置。处于翻起状态的结晶器托板，在结晶器70的外壁向下吊装时，在机械外力作用力下，结晶器托板放置水平以支撑结晶器70的法兰。此时托板上的压力传感器142以感知结晶器70就位。

机组控制面板设置在设备旁地面上安全位置，人工操作控制按钮。清洁刷41在清洁刷摆动机构50的带动下运行至结晶器70的正上方，清洁刷升降装置30由升降驱动液压缸32的带动向下，升降台31向下运动。设备设计时考虑所用的刷杆44能满足所有需清洁的结晶器70的长度。由清洁刷摆动机构50工作，将清洁刷41贴近结晶器70的内壁。升降台31继续向下带动清洁刷41进入结晶器70的内部边缘，此时清洁刷41外侧的张紧装置的滚动球410紧贴结晶器70的内壁，清洁刷41就位。

准备工作就绪。

清洁工作：

操作人员按下操作按钮，旋转电机42运转。环形除尘罩60的电动阀门打开，环形除尘罩60开始除尘工作。结晶器旋转装置10带动结晶器70低速转动，旋转电机42带动刷杆44和清洁刷41高速旋转。

清洁刷41采用的是密集钢针刷，相比较传统钢刷，钢针刷接触面积更致密，且以尖端接触结晶器70的表面，更不易划伤内壁表面。在内壁清洁过程中，钢针刷一直贴合结晶器70的内壁，实际结晶器内壁因残留金属表面凸凹不平，根据控制设定结晶器和钢刷采用相反方向旋转，当钢针刷高速运转达1千转/min以上，可有力保证内壁金属以金属片或粉尘形式脱离结晶器内壁。形成的金属片在重力作用下落入底部的氧化铁皮收集车80，形成的粉尘在钢刷向上运行的同时向上溢出，由结晶器70周围的环形除尘罩60吸附。

由于结晶器70内壁残留金属凸凹不平，并且经过多次熔炼结晶器产生微量变形，张紧装置在张紧弹簧48的作用下使清洁刷41时刻紧贴结晶器70的内壁，以达到最好的清洁效果。

根据机组程序设定，在清洁刷41在高速旋转的同时，升降驱动液压缸32带动升降台31及清洁刷旋转清理装置40缓慢向下运行。因旋转电机42在摆动臂51的顶端，清洁刷41需覆盖多规格结晶器尺寸，则一般情况下，刷杆44都较长，达3m左右。由于清洁刷41高速运转及清洁刷41的反作用力受力位置较远，造成实际使用时，刷杆44产生了较大摆动，产生摆动的危害除安全性不能保证外，因清洁刷41不断的移动位置，清洁效果亦不能保证。在刷杆44的外侧增加的刷杆套45，在刷杆44旋转的同时给刷杆44一个径向力，使清洁刷41在旋转的同时始终保持竖直状态。

当清洁刷41运行到结晶器底端即升降台下降至最低位置时，则完成了一次结晶器内壁清刷。可根据实际清洁情况，进行二次或多次清刷。

清洁后：

当结晶器70清理完成后，停止清洁刷41运转。此时清洁刷41在升降驱动液压缸32的带动下快速上升。当机械传感器感知到升降台31至最高位后，升降驱动液压缸32停止。刷杆44在摆动驱动电机53的驱动下摆动至结晶器70的外侧位置，预留结晶器吊装区域。在设定时间内关闭环形除尘罩60。在环形除尘罩60关闭的同时，氧化铁皮收集车80可沿轨道84运行至地坑吊装口底部。

此时，可将清理后的结晶器吊装出结晶器旋转装置10，氧化铁皮料斗81更换，完成一个结晶器内壁清理。

为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，“左”表示图1中的左侧方向，方位词“右”表示图1中的右侧方向。本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种结晶器内壁清理机组，其特征在于，所述结晶器内壁清理机组包括：

结晶器旋转装置(10)，能够支撑结晶器(70)并使结晶器(70)转动；

立柱(20)，立柱(20)与结晶器旋转装置(10)相对固定；

清洁刷升降装置(30)，含有升降台(31)，升降台(31)设置于立柱(20)上，升降台(31)能够沿立柱(20)上下移动；

清洁刷旋转清理装置(40)，含有清洁刷(41)，清洁刷(41)能够旋转并清理结晶器(70)的内壁；

清洁刷摆动机构(50)，连接清洁刷旋转清理装置(40)和升降台(31)，清洁刷摆动机构(50)能够使清洁刷旋转清理装置(40)沿水平方向摆动；

环形除尘罩(60)，位于结晶器旋转装置(10)的上方，环形除尘罩(60)能够吸收烟尘。

2.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，结晶器旋转装置(10)含有上下设置的回转支撑板(11)和底座(12)，回转支撑板(11)为环形结构，回转支撑板(11)连接有驱动机构(13)，驱动机构(13)能够驱动回转支撑板(11)自转。

3.根据权利要求2所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，沿回转支撑板(11)的周向，回转支撑板(11)上交替地设置有固定托板组件(14)和对中托板组件(15)，固定托板组件(14)和对中托板组件(15)均能够支撑结晶器(70)，对中托板组件(15)能够使结晶器(70)沿回转支撑板(11)的直径方向移动。

4.根据权利要求3所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，固定托板组件(14)含有固定托板(141)，固定托板(141)的内部设有压力传感器(142)，对中托板组件(15)含有依次连接的气缸(151)和移动托板(152)，气缸(151)能够驱动移动托板(152)沿回转支撑板(11)的直径方向移动。

5.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，立柱(20)含有上下连接的上立柱(21)和下立柱(22)，上立柱(21)外设有多个导向滑槽(23)，导向滑槽(23)呈直立状态，上立柱(21)的上部设有上极限位置限位开关(24)，上立柱(21)的下部设有下极限位置限位开关(25)。

6.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，清洁刷升降装置(30)还有升降驱动液压缸(32)，升降驱动液压缸(32)与立柱(20)并排连接，升降驱动液压缸(32)能够驱动升降台(31)沿立柱(20)上下移动，升降台(31)套设于立柱(20)外，升降台(31)的内侧设有多个导向轮(311)。

7.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，清洁刷摆动机构(50)含有摆动臂(51)、销轴(52)和摆动驱动电机(53)，摆动臂(51)呈水平状态，摆动臂(51)的一端通过销轴(52)与升降台(31)连接，清洁刷旋转清理装置(40)与摆动臂(51)的另一端连接，销轴(52)呈直立状态，摆动驱动电机(53)能够驱动摆动臂(51)绕销轴(52)摆动。

8.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，清洁刷旋转清理装置(40)还含有从上向下依次设置的旋转电机(42)、联轴器(43)和刷杆(44)，刷杆(44)为直立状态，清洁刷(41)位于刷杆(44)的下端，刷杆(44)外套设有刷杆套(45)，刷杆套(45)的上端与升降台(31)连接固定，刷杆套(45)的下端与刷杆(44)之间套设有轴承(411)。

9.根据权利要求8所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，清洁刷(41)为清洁钢针刷，清洁刷(41)外设有张紧装置，所述张紧装置含有沿水平方向依次连接的支撑架(46)、导向杆(47)、张紧弹簧(48)、滚动球座(49)和滚动球(410)，支撑架(46)通过轴承与刷杆(44)连接。

10.根据权利要求1所述的结晶器内壁清理机组，其特征在于，环形除尘罩(60)为开口环形结构，环形除尘罩(60)的内径大于结晶器(70)的外径，环形除尘罩(60)含有缺口(62)，环形除尘罩(60)内设有排烟通道(63)，环形除尘罩(60)的内周面设有排烟孔(61)，排烟孔(61)与排烟通道(63)连通，环形除尘罩(60)的轴线能够与结晶器(70)的轴线重合，在竖直方向上，升降台(31)的位置与缺口(62)的位置相对应。

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