TWI779501B

TWI779501B - 導引裝置、導引系統及其操作方法

Info

Publication number: TWI779501B
Application number: TW110106580A
Authority: TW
Inventors: 白東鑫; 李興旺; 薛添宏; 吳宗錞
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-10-01
Also published as: TW202233853A

Abstract

本發明提供一種導引裝置，其搭配開孔機使用，以用於導引吹氧管進入高爐的出鐵通道內。導引裝置包含第一導引管、第二導引管、抵擋件以及嵌合件。第一導引管及第二導引管分別具有第一端和第二端。第一導引管的內徑與第二導引管的外徑匹配。抵擋件設置於第二導引管的第一端上。第一導引管的第二端可分離地套接在第二導引管的第一端並抵靠在抵擋件上。嵌合件設置於第二導引管上，並可選擇性地與開孔機的吊勾連接或斷開。

Description

導引裝置、導引系統及其操作方法

本案係關於一種導引裝置，特別是一種用於在出鐵作業中引導吹氧管的導引裝置。

現代高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，並使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵以及渣，聚集在爐缸中，定期從出鐵口、渣口放出。

習知高爐出鐵作業是藉由在開孔機上裝設的鑽桿往高爐出鐵口的預設通道進行鑽孔，直到鑽通出鐵口讓高爐內部的鐵水流出，然後再退出開孔機以完成作業。然而，當高爐出鐵口附近的碳磚有內裂時，鐵水有可能經由內裂處滲入出鐵口的通道並形成凝鐵，導致開孔無法鑽通出鐵口。此時作業人員必須利用吹氧管進行吹氧作業，讓凝鐵熔化而吹出，直到吹通出鐵口並讓內部鐵水流出才算完成出鐵作業。

請參照第1圖，第1圖係習知利用吹氧管進行吹氧作業的示意圖。如第1圖所示，當作業人員手持吹氧管10進行作業時，通常會站立於主流道的一側，引燃吹氧管10的前端後再將吹氧管插入未鑽通的出鐵口通道，其利用氧氣形成的高溫的火焰氣體吹熔凝鐵以及堵泥材。在進行吹氧的過程中吹氧管10會不斷地熔損消耗，因此作業人員需不停地將吹氧管10往通道內推送，直到吹通出鐵口的通道。

一般來說，吹氧管10的直徑只有6.3毫米（mm）且長度大約6米，而出鐵口的孔徑大約為45~60mm。由於兩者有段差距，使得在推送吹氧管10的過程中吹氧管10的前端容易偏離通道而側向地燒蝕附近的碳磚（亦即，非預設的通道部分），造成無法補救的碳磚吃損情況，會大幅地縮短高爐的使用期限。再者，由於作業人員靠近出鐵口，在吹氧的過程中，內部高溫的凝鐵、熔化的吹氧管殘渣及堵泥材會噴飛出來，使作業人員有被燙傷的風險。尤其是越接近吹通出鐵口的階段，作業人員越是靠近出鐵口，風險會大大地增加。

本發明之一目的在於提供一種導引裝置，以導引吹氧管進入出鐵口通道，使得作業人員在進行吹氧作業時降低被燙傷的風險，並且避免吹氧管燒蝕非預設的通道的部分。

為了達到上述之目的，本發明提供一種導引裝置，其搭配開孔機使用，以用於導引吹氧管進入高爐的出鐵通道內。導引裝置包含第一導引管、第二導引管、抵擋件以及嵌合件。第一導引管及第二導引管分別具有第一端和第二端。第一導引管的內徑與第二導引管的外徑匹配。抵擋件設置於第二導引管的第一端上。第一導引管的第二端可分離地套接在第二導引管的第一端並抵靠在抵擋件上。嵌合件設置於第二導引管上，並可選擇性地與開孔機的吊勾連接或斷開。

在本發明的一些實施例中，導引裝置還包含具有第一端與第二端的擴孔管體。擴孔管體的第一端連接第二導引管的第二端，其中擴孔管體的第二端的管徑大於擴孔管體的第一端的管徑。

在本發明的一些實施例中，第一導引管係由紙製成。

在本發明的一些實施例中，第二導引管係由金屬製成。

在本發明的一些實施例中，抵擋件是環型結構並圍繞第二導引管設置。

本發明還提供一種導引系統，包含開孔機及導引裝置。開孔機包含本體及吊勾。本體具有第一端與第二端。吊勾設置於本體上並可於本體的第一端與第二端之間前後移動。導引裝置包含第一導引管、第二導引管、抵擋件以及嵌合件。第一導引管及第二導引管分別具有第一端和第二端。第一導引管的內徑與第二導引管的外徑匹配。抵擋件設置於第二導引管的第一端上。第一導引管的第二端可分離地套接在第二導引管的第一端並抵靠在抵擋件上。嵌合件設置於第二導引管上，並可選擇性地與吊勾連接或斷開。

在本發明的一些實施例中，開孔機還包含設置於本體的第一端上的前夾。前夾用於夾持第一導引管或第二導引管，使得導引裝置移動時穩定第一導引管或第二導引管。

在本發明的一些實施例中，開孔機還包含設置於本體的第一端上的前擋板。前擋板比前夾還靠近本體的第一端，其具有一開孔用於使第一導引管或第二導引管通過。

本發明還提供一種導引系統的操作方法，包含：使導引裝置的嵌合件與開孔機的吊勾接合；驅動吊勾沿第一方向移動並帶動套接的第一導引管與第二導引管，使得第一導引管進入至出鐵口通道內；於第一導引管的第二端進入出鐵口通道內後，驅動開孔機的吊勾沿第二方向移動，使得第一導引管從第二導引管分離並與二導引管間隔一距離，其中第二方向與第一方向相反；以及引入一吹氧管經由第二導引管與第一導引管進入出鐵口通道內。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本揭示內容的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

請一併參照第2圖與第3圖。第2圖係根據本發明一較佳實施例所繪示的導引裝置200的側視示意圖。第3圖係根據本發明一較佳實施例所繪示的包含導引裝置200及開孔機300的導引系統100的側視示意圖。如第2圖所示，導引裝置200包含第一導引管210、第二導引管230、抵擋件250以及嵌合件270。第一導引管210具有第一端211和第二端212，而第二導引管230具有第一端231和第二端232。在本實施例中，第一導引管210的內徑R1與第二導引管230的外徑R2匹配（亦即，內徑R1略約大於外徑R2），使得第一導引管210的第二端212可分離地套接於第二導引管230的第一端231。換言之，第二導引管230可插入第一導引管210的管徑內，且第一導引管210可根據情況與第二導引管230分離。在一些實施例中，第一導引管210的內徑R1介於35~36mm，而第二導引管230的外徑R1介於33~34mm。

抵擋件250設置於第二導引管230的第一端231附近，使得第一導引管210的第二端212套接在第二導引管230的第一端231時可抵靠在抵擋件250上。在一些實施例中，抵擋件250可例如為一環型結構並圍繞第二導引管230的周長設置。在其他實施例中，抵擋件250亦可為多個凸起物並設置第二導引管230的周長上，本發明並不以此為限。換言之，抵擋件250的具體結構並不限制，只要能夠抵住第一導引管210即可。

嵌合件270設置於第二導引管230上，並可選擇性地與開孔機的吊勾（例如第3圖的330）連接或斷開。嵌合件270可例如是兩片環形片的結構間隔地圍繞第二導引管230的周長設置，用以嵌卡吊勾。然而，嵌合件270可以是搭配吊勾使用的任何卡扣元件，本發明並不以此為限。

在一些實施例中，導引裝置200還包含擴孔管體290。擴孔管體290具有第一端291與第二端292，其中第一端291連接第二導引管230的第二端232。擴孔管體290的第二端292的管徑大於第一端291的管徑。如第2圖所示，擴孔管體290的第二端292的管徑可沿往第一端291的管徑逐漸縮小，藉此以便於之後引入吹氧管至導引裝置200。

請參照第3圖，其示意了導引裝置200與開孔機300搭配使用的導引系統100的示意圖。開孔機300包含本體310、吊勾330、前夾350及前擋板370。本體310具有第一端311與第二端312。吊勾330設置於本體310上並可於本體的第一端311與第二端312之間前後移動。當吊勾330與導引裝置200的嵌合件270接合時，可驅動吊勾330以帶動導引裝置200前後移動，致使第一導引管210伸入出鐵口的通道內。

前夾350設置於本體310的第一端311附近，用於夾持第一導引管210或第二導引管230，使得導引裝置200移動時穩定第一導引管210或第二導引管230而不晃動或偏移。

前擋板370設置於本體310的第一端311附近，並且比前夾350還靠近本體310的第一端311。前擋板370具有開孔使第一導引管210或第二導引管230從中通過。前擋板370用以在進行吹氧作業時擋住內部噴件出來的凝鐵、熔化的吹氧管殘渣及堵泥材等高溫物質，防止作業人員被這些物質所傷害。

值得一提的是，本發明的開孔機300亦用於進行出鐵口的通道開孔作業，只要將第3圖中的導引裝置200置換成鑽桿，並且與吊勾330接合，便可透過移動吊勾330來帶動鑽桿對出鐵口進行開孔作業。換言之，本發明提出的導引裝置200係與原先用於進行開孔作業的開孔機300搭配使用來達到導引吹氧管的作用，可有效地運用原有的機械器具，減少額外開發導引機械所花費的成本。

請參照第4A～4C圖，其係根據本發明一較佳實施例所繪示的導引系統100的操作示意圖。如第4A圖所示，在初始期間，將設置於第二導引管230上的嵌合件270與開孔機300的吊勾330接合，並將導引裝置200的第一導引管210與第二導引管230進行套接至抵擋件250上。然後將開孔機300的前夾350夾持第一導引管210，使第一導引管210可以移動地被夾合著。接著，驅動吊勾330沿第一方向D1（亦即，往出鐵口通道20的方向）移動並帶動套接的第一導引管210與第二導引管230，使得第一導引管210可以被推移進入至出鐵口通道20內。

接著，如第4B圖所示，於第一導引管210的第二端212進入出鐵口通道20內後，驅動吊勾330沿第二方向D2（亦即，離開出鐵口的方向）移動一段距離，使得第一導引管210從第二導引管230分離並與第二導引管230間隔一距離L1。這裡讓第一導引管210與第二導引管230分離的目的在於使在吹氧作業期間所產生的高溫熔融顆粒可從分離處離開並擴散。

接著，如第4C圖所示，引入吹氧管10從擴孔管體290插入並經由第二導引管230與第一導引管210進入出鐵口通道20內。在一些實施例中，作業人員可根據起初鑽孔的深度來決定在插入吹氧管10前是否要引燃吹氧管10。當深度較深時，表示出鐵口通道20內以呈高溫狀態，因此可以直接將吹氧管10插入導引裝置200進入出鐵口通道20內並進行吹氣，便可引燃吹氧管10的前端形成高溫的氣焰。若是深度較淺時，表示出鐵口通道20內的溫度可能不夠高，則作業人員可以先引燃吹氧管10的前端再插入導引裝置200。或者是，可在吹氧管10的前端放置低溫引燃火藥，因此無論出鐵口通道20的深淺皆可直接將吹氧管10插入導引裝置200並進入出鐵口通道20內進行吹氧作業。等到出鐵口吹通之後，便可將吹氧管10抽離並移開開孔機300，完成出鐵作業。

綜上所述，透過本發明所提出的導引裝置並搭配開孔機一起使用，可以節省額外設計用於驅動導引裝置的機械的成本。透過導引裝置的導引，使得吹氧管在進行吹氧作業時能對著預設的出鐵口通道進行，而不會側向地進行從而避免了碳磚被燒蝕的情況，進而延長高爐的使用期限。由於第二導引管是由紙製成，因此在使用過程中可以視情況重複地替換，增加了吹氧作業的效率。再者，由於有導引裝置作業人員可以不必離出鐵口太近，再加上前擋板可有效地隔離從出鐵口濺出的高溫物質，大幅地減少作業人員的風險。

雖然本揭示內容已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本揭示內容，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。

10 吹氧管 100 導引系統 20 出鐵口通道 200 導引裝置 210 第一導引管 230 第二導引管 250 抵擋件 270 嵌合件 290 擴孔管體 211、231、291、311 第一端 212、232、292、312 第二端 R1 內徑 R2 外徑 300 開孔機 310 本體 330 吊勾 350 前夾 370 前擋板 D1 第一方向 D2 第二方向 L1 距離

第1圖係習知利用吹氧管進行吹氧作業的示意圖。第2圖係根據本發明一較佳實施例所繪示的導引裝置的側視示意圖。第3圖係根據本發明一較佳實施例所繪示的包含導引裝置及開孔機的導引系統的側視示意圖。第4A～4C圖，其係根據本發明一較佳實施例所繪示的導引系統的操作示意圖。

200 導引裝置 210 第一導引管 230 第二導引管 250 抵擋件 270 嵌合件 290 擴孔管體 211、231、291 第一端 212、232、292 第二端 R1 內徑 R2 外徑

Claims

一種搭配開孔機使用的導引裝置，用於導引一吹氧管進入高爐的一出鐵口通道內，該導引裝置包含：一第一導引管，具有一第一端和一第二端；一第二導引管，具有一第一端和一第二端，其中該第一導引管的內徑與該第二導引管的外徑匹配；一擴孔管體，具有一第一端與一第二端，該擴孔管體的該第一端連接該第二導引管的第二端，其中該擴孔管體的該第二端的管徑大於該擴孔管體的該第一端的管徑；一抵擋件，設置於該第二導引管的該第一端上，其中該第一導引管的該第二端可分離地套接在該第二導引管的該第一端並抵靠在該抵擋件上；以及一嵌合件，設置於該第二導引管上，選擇性地與該開孔機的一吊勾連接或斷開。
如請求項1所述的導引裝置，其中該第一導引管係由紙製成。
如請求項1所述的導引裝置，其中該第二導引管係由金屬製成。
如請求項1所述的導引裝置，其中該抵擋件是一環型結構並圍繞該第二導引管設置。
一種用於高爐出鐵作業的導引系統，包含：一開孔機，包含：一本體，具有一第一端與一第二端；以及一吊勾，設置於該本體上並可於該本體的該第一端與該第二端之間前後移動；一導引裝置，包含：一第一導引管，具有一第一端和一第二端，該第一導引管的該第一端由一前夾所夾持；一第二導引管，具有一第一端和一第二端，其中該第一導引管的內徑與該第二導引管的外徑匹配；一擴孔管體，具有一第一端與一第二端，該擴孔管體的該第一端連接該第二導引管的第二端，其中該擴孔管體的該第二端的管徑大於該擴孔管體的該第一端的管徑；一抵擋件，設置於該第二導引管的該第一端上，其中該第一導引管的該第二端可分離地套接在該第二導引管的該第一端並抵靠在該抵擋件上；以及一嵌合件，設置於該第二導引管上，選擇性地與該吊勾連接或斷開。
如請求項5所述的導引系統，其中該前夾設置於該本體的該第一端上以夾持該第一導引管，使得該導引裝置移動時穩定該第一導引管。
如請求項6所述的導引系統，其中該開孔機還包含：一前擋板，設置於該本體的該第一端上並且比該前夾還靠近該本體的該第一端，具有一開孔用於使該第一導引管或該第二導引管通過。
一種操作如請求項5所述的導引系統的方法，包含：使該嵌合件與該吊勾接合；驅動該吊勾沿一第一方向移動並帶動套接的該第一導引管與該第二導引管，使得該第一導引管進入至一出鐵口通道內；於該第一導引管的該第二端進入該出鐵口通道內後，驅動該開孔機的該吊勾沿一第二方向移動，使得該第一導引管從該第二導引管分離並與該二導引管間隔一距離，其中該第二方向與該第一方向相反；以及引入一吹氧管經由該第二導引管與該第一導引管進入該出鐵口通道內。