專利名稱：自動加渣機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在冶金行業煉鋼工藝中，利用保護粉料對熔融金屬的處理領域，屬于IPC分類B21D 11/111，特別是涉及一種自動加渣機。
背景技術：
連鑄生產中，結晶器是連鑄機的關鍵部件，液態鋼水通過結晶器進行第一次冷卻形成初生坯殼，鋼坯通過結晶器作上下往復運動而脫離，此環節中需不斷向結晶器內的液態鋼表面添加保護渣，一方面能使鋼坯與結晶器之間充分的潤滑并控制熱傳遞，另一方面保護渣完全覆蓋液態鋼水，可隔離鋼水與空氣接觸，對保持鋼的成分，防止鋼液接觸空氣而二次氧化，減少鋼坯內部氧化物夾雜，順利脫離結晶器起著關鍵的作用，是不可缺少的工序，我國連鑄工藝復雜，現場設備安裝緊湊，空間狹小，自動加渣技術發展較慢，大都采用手動加渣方式加入保護渣。但人工加渣的隨意性大，結晶器中渣層厚度不均勻，易造成卷渣、鋼水二次氧化等問題而影響鑄坯的表面和內在質量。有鑒于此，為了提高連鑄坯質量和改善工人的勞動條件，近年來國內逐步開發出不同的結晶器保護渣自動加渣技術，但是普及率不高，大多仍舊采用人工加渣的方式，僅有的幾家鋼廠采用進口的自動加渣機，不但價格昂貴，且不能完全覆蓋水口加渣，需要人工補渣，仍然影響鋼坯質量。現有技術中，申請專利號為200820187959和201110032085. 8的中國專利“寬斷面板坯自動加渣系統”、“一種雙管自動加渣機”，兩份文件所披露的技術內容存在以下不足I、移動加渣。申請專利號為200820187959的加渣機工作時整體機身與輸料管同時移動，更換保護渣料或填料時，需要操作工人與機器同時移動，隨走隨加，操作困難，容易發生事故。2、沒有加熱保護渣功能，直接加入冷渣。申請專利號為201110032085. 8的加渣機
直接將渣料傳輸到結晶器中，渣料內含有潮氣，影響鋼坯質量。3、無法接近水口，需要人工補加渣料。申請專利號為200820187959的加渣機移動時水口處出現死角，擺臂移動到最小范圍時距離水口處較遠，不能覆蓋水口此外，國外引進的自動加渣機，下渣管成弧線運動，無法吻合結晶器形狀，造成渣料浪費或添加渣料不足的問題，其支管過長，占地面積非常大，不易操控人們期望獲得一種技術效果更好的自動加渣系統，不但提高鋼坯質量更能提高生產的安全性。
發明內容本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種自動加渣機，該加渣機和加渣方法能夠全面覆蓋結晶器的面積。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種自動加渣機，包括小車機構，小車機構上以可水平擺動的方式安裝有輸料系統，輸料系統的靠近尾部處安裝有蓄料系統，輸料系統頭部為落料管，其特征是落料管與擺臂系統相連，落料管沿結晶器做直線運動。本實用新型還可以采用如下技術方案所述輸料系統由輸料電機、輸料管、伸縮管、彈性連接管、落料管自其尾部至頭部依次相連構成，其中，落料管的下表面上還設有落料口，輸料系統還包括尾部與輸料電機相連的柔性絞龍，柔性絞龍依次穿過輸料管、伸縮管、彈性連接管和落料管，柔性絞龍的頭部位置與落料口的位置對應。蓄料系統包括蓄料箱，蓄料箱底部出料口與安裝有輸料系統的旋轉連接器的上部通口相連，旋轉連接器的后側與輸料電機相連，前側與輸料管相連。擺臂系統包括擺臂，擺臂的前端通過固定卡套與落料管連接，擺臂的后端固接有擺臂滑塊，擺臂滑塊與擺臂絲杠相連，擺臂絲杠與擺臂驅動電機相連。落料口的下端設有導流板，導流板上設有分流槽。輸料管上設有管狀加熱器，在輸料管上管狀加熱器的頭部方向上設有排氣孔。小車機構包括有底盤，底盤上設有接料箱，用于安裝有輸料系統的旋轉連接器的底部設有卸料閥，卸料閥通過卸料口與接料箱相連。所述自動加渣機還包括有安裝在結晶器上的渣料厚度傳感器，根據渣料厚度傳感器檢測的渣料厚度來調節輸料系統的電機轉速來控制保護渣的輸料速度。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題還提供一種自動加渣機，該加渣機能提高對保護渣的加熱效率。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是—種自動加洛機,包括輸料系統,輸料系統的輸料管中部設有管狀加熱器,在輸料管上管狀加熱器的頭部方向上設有排氣孔。本實用新型具有的優點和積極效果是本實用新型采用了以上技術方案后，改變了常規的弧線運動加渣方式，由弧線運動自動轉變為直線運動加渣，可與結晶器截面一致，實現完全加渣，不留死區，避免了鋼水與空氣二次氧化，減少鋼水氧化物雜質，提高了鑄坯質量，降低了工人勞動強度，減少了操作事故，節約了生產成本，提高了連鑄生產操作的自動化水平。創新設計保護渣厚度檢測功能，可控保護渣添加數量，避免保護渣浪費。獨特的管狀加熱器直接設置在輸料管上，功率低，熱損小，方便加熱加渣一體化，無需另外設置加熱設備，整體設計合理，結合生產實際需要，低損耗，不浪費，運行方便，操作容易，比之前的自動加渣機各方面有了很大的提高。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖I的俯視圖。圖中1、落料管；2、落料口；3、柔性絞龍；4、彈性連接管；5、伸縮管；6、軸向密封圈；7、排氣孔；8、管狀加熱器；9、左輸料管；10、料位傳感器；11、報警器；12、蓄料箱；13、觸摸顯示屏；14、旋轉連接器；15、輸料電機；16、控制柜；17、擺臂驅動電機；18、升降調整螺母；19、小車機構；20、卸料口； 21、接料箱；22、卸料閥；23、下支撐臂；24、下擺臂；25、上支撐臂；26、下擺臂滾輪；27、上擺臂滾輪；28、上擺臂；29、固定卡套；30、導流板；31、分流槽；32、保護渣；33、鋼水；34、渣料厚度傳感器；35、結晶器；36、水口； 37、齒輪副；38、下擺臂絲杠；39、上擺臂絲杠；40、底盤；41、出料口；42、上擺臂滑塊；43、加料篩網；44、下擺臂滑塊；45、右輸料管。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的實用新型內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下實施例I :本實用新型可選用I套輸料系統、也可選用2套輸料系統，也可選用更多數量的輸料系統。本實施例僅描述選用了 2套輸料系統的實施例。請參閱圖I至圖2，一種自動加渣機，包括小車機構19，小車機構上以可水平擺動的方式安裝有2套輸料系統——左輸料系統和右輸料系統，輸料系統的靠近尾部處安裝有蓄料系統，輸料系統的頭部為落料管1，落料管與擺臂系統相連，落料管沿結晶器35做直線運動。每套輸料系統由輸料電機15、輸料管9、軸向密封圈6、伸縮管5、彈性連接管4、落料管I自其尾部至頭部依次相連構成，其中，落料管的下表面上還設有落料口 2，輸料系統還包括尾部與輸料電機相連的柔性絞龍3，柔性絞龍依次穿過輸料管、伸縮管、彈性連接管和落料管，柔性絞龍的頭部位置與落料口的位置對應。柔性絞龍在本實用新型以前都是采用不可彎曲輸料的硬性絞龍，以專利號為201110032185.8的中國專利為典型應用例，而本實用新型所述的絞龍為可彎曲并可迂回輸送渣料的一種可柔性絞龍，在擺臂的作用下，絞龍在彈性連接管內發生彎曲以改變輸料方向。如結晶器寬度為2. Im時，即落料管在2. Im的長度范圍內往復運動，要求輸料管內的柔性絞龍頭部垂直于結晶器輸料，在其彈性連接管處的彎曲角度為32°。可沿輸料管軸向移動的伸縮管本實用新型以前是采用凸輪結構的移動來改變輸料過程不斷變化的半徑的，以專利號為201110032185. 8的中國專利為典型應用例。而本實用新型是在輸料管外加一伸縮管，可沿輸料管軸向伸縮來改變不斷變化的半徑，伸長半徑在0-300_之間。這樣，伸縮管可沿輸料管軸向移動來改變不斷變化的輸料輸料系統整體的半徑，輸料半徑變化可達440_。伸縮管的內徑大于輸料管的外徑，伸縮管與輸料管之間依靠軸向密封圈6密封。可彎曲的彈性連接管本實用新型以前落料口是在輸料管上，輸料管在外力的驅動下做弧線擺動，在結晶器的上方與結晶器有約30°的偏角，且在結晶器的上方做弧線運動，不能使渣料100%的進入到結晶器內，以國外的加渣機為例，本實用新型中輸料管在外力的驅動下做弧線擺動，彈性連接管做彎曲運動，最終保持落料口運動軌跡與結晶器吻合，并且保持落料口與結晶器垂直。。當擺臂最大開放度為2. I米時，落料口與輸料管外的彈性連接管處有32°夾角柔性絞龍后側與輸料電機相連，輸料電機為變頻電機，在控制系統的控制下，輸料電機的轉速可以發生改變。柔性絞龍在輸料電機的驅動下，將保護渣由旋轉連接器運送到落料管帶有傾斜角度的落料口處。輸料系統中輸料管前端分別安裝了彈性連接管和伸縮管，二者相結合，才能實現在上下擺臂的帶動下，彈性連接管做彎曲運動，伸縮管相對于輸料管做軸向伸縮運動以實現輸料系統在長度方向上的變化，并補償落料管在結晶器的不同位置處的擺角，使得左右輸料管弧形運動轉變成左右落料管的直線運動，保護渣從左右落料口輸出后，通過其下部安裝的左右導流板使落料軌跡與結晶器截面相吻合且落料管始終與結晶器的長度方向垂直。本實施例中包括上、下2套擺臂系統，每套擺臂系統包括擺臂，擺臂的前端通過固定卡套29與落料管連接，擺臂的后端與擺臂滑塊相固接，擺臂滑塊與擺臂絲杠相連，兩根擺臂絲杠之間通過由相同齒輪組成的齒輪副37之間傳動，其中一根絲杠與擺臂驅動電機17之間構成傳動副。下支撐臂23通過下擺臂滾輪26支撐下擺臂24橫向移動，上支撐臂25通過上擺臂滾輪27支撐上擺臂28橫向移動，并且上擺臂與下擺臂做相反方向運動。由于上擺臂絲杠39和下擺臂絲杠38設置在同一個平面內設置，上擺臂滑塊42和下擺臂滑塊44等高，上擺臂和下擺臂不等高，因此與之相連的上擺臂28、下擺臂24沿各自的軌跡交叉橫向移動，而且上下擺臂28、下擺臂24前端“V”型結構的設計使得上擺臂28、下擺臂24分別只帶動左輸料管9、右輸料管45擺動，其負荷小，摩擦小，驅動功率低，僅為O. 75KW，而以前的技術中，以專利號為200820187959的中國專利為典型應用例，則是除小車之外連同蓄料箱整體移動，負荷非常大，摩擦大，驅動功率大于3KW。在本實用新型以前，操作人員在往蓄料箱加料時其高度太高，以專利號為200820187959的中國專利為典型應用例，費時、費力，而本實用新型由于采用了水平排列的上、下擺臂絲杠來帶動上、下擺臂牽引左、右輸料管、偏轉，因此，可在很小的高度空間內布置驅動機構，從而降低了蓄料箱的高度，在不減小蓄料箱容積的情況下降低加料難度，實現了人性化設計，降低工人勞動強度，增強安全性。蓄料系統包括蓄料箱12，蓄料箱的頂部還設有加料篩網43，蓄料箱底部設有出料口 41，出料口與安裝有輸料系統的旋轉連接器14的上部通口相連，旋轉連接器的后側與輸料電機15相連，前側與輸料管9相連。在蓄料箱的外部還設有報警器11，在蓄料箱的內側、兩個錐形進料口上端分別裝有料位傳感器10。蓄料箱下部設計有卸料閥22，卸料閥22的下部設置卸料口 20，保護渣通過卸料閥22、卸料口 20，穿過小車機構的底盤40，到達小車機構19底部設有的接料箱21。其作用是可將蓄料箱12內殘余的渣料通過該閘閥的打開從卸料口 20全部直接落到放在小車底部的接料箱21內，在本實用新型以前都是將殘余的渣料仍通過絞龍從落料口 2處排出，以專利號為200820187959的中國專利為典型應用例，造成渣料和時間很大的浪費。所述小車機構19兩側上設有升降調整螺母18，可根據連鑄機結晶器高度調整加渣機落料管聞低。落料口的下端設有導流板30，導流板上設有分流槽31，導流板可根據結晶器厚度進行更換。在本實用新型以前沒有任何一種加渣機采用導流板結構，僅僅是出落口與輸料管具有一定角度或設置出料筒，以專利號為CN201020288291.6的中國專利為例。而本實用新型是在落料口 2的下方采用了導流板30，使得從落料口 2落下來的渣料先落在導流板30上，經過分流槽31和弧型區域后均勻的覆蓋結晶器內，此設計更能覆蓋到水口 36的死區，導流板30的材質為耐熱非金屬材料，可防止與檢測液面的設備發生干擾。在輸料管上分別設有管狀加熱器8，在輸料管上的管狀加熱器頭部方向上設有排氣孔。渣料內水汽可通過左輸料管上設置的排氣孔7迅速排出，可排除潮氣，提高鋼坯質量。在本實用新型以前，是沒有在輸料過程種對渣料加熱的，多數是在加渣機以外另設一套渣料加熱裝置，將加熱后的渣料裝入加渣機，也有在蓄料箱體外加熱并保溫的設置，功率10KW，消耗過大的熱量，以專利號為200820187959的中國專利為典型應用例，這兩種方式都必須配備攪拌裝置以保證渣料溫度分布的均勻，不但加大對加渣機本身的熱輻射，而且使設備處于高溫運行狀態，加快加渣機傳送部件的磨損，而本實用新型是將管狀加熱器8嵌入到輸料系統的中部，如圖所示，對傳送系統沒有熱輻射，熱損非常小，熱效率高，加熱功率低，減小渣料與鋼液的溫差，本實施例中，每根管狀加熱器8上的熱功率為I. 5KW時可以保證出料口溫度為75-100°C。小車機構包括底盤40，底盤邊角設有四個升降調整螺母18，可根據連鑄機結晶器高度調整加渣機落料管高度。這一結構可參考CN201110032085. 8的申請公開說明書第53自然段，本說明書中不再贅述。本實用新型還要求保護在所述的板坯繞絞式自動加渣機，可根據連鑄機的拉鋼速度設定控制觸摸顯示屏13。在觸摸顯示屏13上通過手觸形式可進行工作寬度設定、加渣量設定、保護渣加熱溫度設定等。在觸摸顯示屏13上進行操作的指令，通過安裝在控制柜16內的控制裝備執行。在本實用新型以前大多是根據鋼坯寬度設定加料寬度，人工調整絲杠帶動左右螺母，將輸料管及落料口設定在規定的范圍內(以專利號為200820187959的中國專利為典型應用例)，而本實用新型是采用PLC設定，觸摸顯示屏一鍵操作來完成。可根據連鑄機的拉鋼速度通過程序自動調節保護渣加渣量。本實用新型的工作原理為當渣料加滿蓄料箱之后，由料位傳感器檢測渣料的使用量，保護渣從蓄料系統流入到輸料管中，輸料管中的絞龍被輸料電機驅動，使得渣料沿著螺旋式絞龍向前推進至輸料管，并在輸料管)內通過其外部的管狀加熱器將渣料加熱至75 100°C，同時，上下擺臂系統分別帶動帶動落料管進行水平的往復運動，通過彈性連接管做彎曲運動，伸縮管相對于輸料管做軸向伸縮運動以實現在輸料系統長度方向上的變化以帶動輸料管進行水平的擺動，絞龍在彈性連接管內發生彎曲以改變輸料方向，保護渣32由落料口落出，左右落料口與結晶器始終保持垂直狀態，達到渣料100%的落到結晶器內。保護渣由落料口落出后，先落在導流板30上，經過分流槽后均勻的覆蓋在結晶器內。所述自動加渣機還包括有安裝在結晶器35上的渣料厚度傳感器34，根據渣料厚度傳感器檢測的渣料厚度來調節輸料系統的電機轉速來控制保護渣的輸料速度。本實用新型以前人工加渣時，只能靠目測或經驗估計保護渣添加的多少，無法確認準確數據，容易造成保護渣添加不足，達不到生產需要或保護渣添加過多，造成浪費，增加生產成本的情況。本實用新型之前的任何加渣機都沒有設置檢測鋼水33表面保護渣厚度功能，本實用新型所述的渣料厚度傳感器，設置在結晶器鋼水表面添加的保護渣32上部，可檢測添加的保護渣厚度，然后將檢測的信號反饋給輸料電機，由此改變輸料電機的轉速帶動柔性絞龍增加或減少加渣量，避免保護渣浪費。盡管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種自動加渣機，包括小車機構，小車機構上以可水平擺動的方式安裝有輸料系統，輸料系統的靠近尾部處安裝有蓄料系統，輸料系統頭部為落料管，其特征是落料管與擺臂系統相連，落料管沿結晶器長度方向做直線運動且始終垂直于落料管的長度方向。
2.根據權利要求I所述的自動加渣機，其特征是所述輸料系統由輸料電機、輸料管、伸縮管、彈性連接管、落料管自其尾部至頭部依次相連構成，其中，落料管的下表面上還設有落料口 ； 輸料系統還包括尾部與輸料電機相連的柔性絞龍，柔性絞龍依次穿過輸料管、伸縮管、彈性連接管和落料管，柔性絞龍的頭部位置與落料口的位置對應。
3.根據權利要求2所述的自動加渣機，其特征是所述蓄料系統包括蓄料箱，蓄料箱底部出料口與安裝有輸料系統的旋轉連接器的上部通口相連，旋轉連接器的后側與輸料電機相連，前側與輸料管相連。
4.根據權利要求2所述的自動加渣機，其特征是所述擺臂系統包括擺臂，擺臂的前端通過固定卡套與落料管連接，擺臂的后端固接有擺臂滑塊，擺臂滑塊與擺臂絲杠相連，擺臂絲杠與擺臂驅動電機相連。
5.根據權利要求2所述的自動加渣機，其特征是所述落料口的下端設有導流板，導流板上設有分流槽。
6.根據權利要求2所述的自動加渣機，其特征是所述輸料管上設有管狀加熱器，在輸料管上管狀加熱器的頭部方向上設有排氣孔。
7.根據權利要求2所述的自動加渣機，其特征是所述小車機構包括有底盤，底盤上設有接料箱，用于安裝有輸料系統的旋轉連接器的底部設有卸料閥，卸料閥通過卸料口與接料箱相連。
8.一種自動加渣機，包括輸料系統，輸料系統的輸料管中部設有管狀加熱器，在輸料管上管狀加熱器的頭部方向上設有排氣孔。
專利摘要本實用新型涉及一種自動加渣機，包括小車機構，小車機構上以可水平擺動的方式安裝有輸料系統，輸料系統的靠近尾部處安裝有蓄料系統，輸料系統頭部為落料管，特征是落料管與擺臂系統相連，落料管沿結晶器做直線運動。優點是改變常規的弧線運動加渣方式，采用直線運動加渣，可與結晶器截面一致，實現完全加渣，能夠全面覆蓋結晶器的面積；避免鋼水與空氣二次氧化，減少鋼水氧化物雜質，提高鑄坯質量，降低工人勞動強度，減少操作事故，節約生產成本，提高連鑄生產操作的自動化水平。具有保護渣厚度檢測功能，可控保護渣添加數量，避免保護渣浪費。整體結構設計合理，結合生產實際需要，低損耗，無浪費，運行方便，易于操作。
文檔編號B22D11/108GK202804122SQ20122017179
公開日2013年3月20日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者王朝陽, 鞏文旭, 賀建哲, 侯葵, 劉玉璞, 續大海 申請人:天津鋼鐵集團有限公司, 沈陽鑫君城電子有限公司