專利名稱：一種小功率電弧爐爐門氧槍的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種小功率電弧爐爐門氧槍，特別是ー種適用于5噸以下電弧爐的多自由度的爐門氧槍。
背景技術：
現代電弧爐煉鋼需要向爐內吹入氧氣，通常的辦法是采用吹氧管或氧槍。吹氧管一般是由機械手夾持，由爐門插入溶池，這種方法一方面消耗吹氧管，増加煉鋼成本，另ー方面由爐門散發出來的煙氣污染環境并損失爐內熱能，因此，已逐漸地被氧槍取代。電爐氧槍有爐門和爐壁兩種，爐門氧槍在中小功率電弧爐上還有廣泛的應用。爐門氧槍的性能直接影響到煉鋼生產的產量、質量、原材料消耗、生產作業率、環 境、安全等重要指標。氧槍的主要作用是脫碳——將氧氣吹入煉鋼爐內的鐵水中，使之與碳反應，降低鐵水的碳含量。氧槍同時起到能量轉換器的作用，將氧氣的壓カ能轉化為動能，對熔池進行攪拌，從而提高爐內反應的速度、均勻鐵水的成分和溫度。氧槍的性能主要取決于所噴射出的氧氣射流，在一定的槍位下，射流的性質決定了對熔池的沖擊深度和沖擊速度，沖擊深度和沖擊面積從縱橫兩個方面代表被射流沖擊到的區域，反映出脫碳反應的區域。顯而易見，無論是沖擊深度還是沖擊面積，過大過小都是不合適的，過小反應區域不夠；過大會對爐底和爐襯產生不良影響。因此，想要得到理想的沖擊深度和沖擊面積，就要尋找到最佳射流和最佳操作槍位。射流的性質主要由速度和長度來表征，現有技術中已經有比較好的實用新型。操作槍位的性質主要在于，電爐在冶煉過程中，廢鋼需分幾次加入電爐中，導致鋼液面高度在不斷改變，以及整個冶煉的前后期都會導致鋼液面高度的較大變化。為了保證氧槍的使用壽命和使用安全，必須調整氧槍到鋼液面的距離，使氧槍與鋼液面有一個最佳的噴射角。現有的氧槍機械手包括底座、旋轉底盤、底盤旋轉驅動油缸、橫臂及氧槍座，旋轉底盤及底盤旋轉驅動油缸安裝在底座上，底盤旋轉驅動油缸的活塞桿與旋轉底盤的外圓周相鉸接，以驅動旋轉底盤繞自身軸線旋轉；橫臂固定在旋轉底盤上，氧槍座安裝在橫臂的端部，氧槍水平安裝在氧槍座中，橫臂上安裝有氧槍水平擺動驅動油缸及氧槍垂直擺動驅動油缸，使氧槍能夠在水平方向及垂直方向擺動。這樣的結構存在的問題是由于機械自由度較小，在需要調整氧槍到鋼液面的距離吋，由于機械剛體自由度只有2個轉動自由度，即旋轉底盤及氧槍水平擺動的氧槍座，I個平動自由度氧槍垂直方向擺動的氧槍座，這樣就必須通過氧槍垂直擺動驅動油缸使氧槍向上或向下擺動一定角度，但是氧槍對鋼液面的噴射角也同時發生改變，不能保證槍頭與鋼液面的最佳噴射角，降低吹煉效果，増大氧耗，加大冶煉成本，降低氧槍使用壽命。現有的氧槍機械手的橫臂是橫向平直的，位于底座及旋轉底盤之上，使得氧槍位置較高，這與5噸以下的小電弧爐爐門位置配套性差、不適用，而且橫臂較長在其末端設有的氧槍座、氧槍、水平擺動驅動油缸及垂直擺動驅動油缸等零部件質量較大，在靜態及運動中容易變形和抖晃。另外，爐門氧槍應用在小功率電弧爐，特別是應用在5噸以下的電弧爐時，由于供氧量較傳統的吹氧管供氧量加大，容易造成大沸騰，從而導致噴濺，也就是在鋼與渣兩者之間發生激烈的氧化反應，爐膛內瞬間產生大量氣體，熔池內產生大沸騰，火焰、熱浪裹帶著鋼水、鋼渣從爐門噴射而出，這種熔渣噴濺，嚴重時會造成電爐水冷管、電纜、氧槍等設備不同程度損傷，甚至導致人身安全，這嚴重影響了生產的連續運行和安全性。
實用新型內容本實用新型的實用新型目的在干解決現有的爐門氧槍自由度小導致操作槍位不佳導致降低吹煉效果，増大氧耗，加大冶煉成本，橫臂過長容易變形抖晃，保障氧槍能安全可靠的在5噸以下的電弧爐使用，提高氧槍使用壽命的問題，本實用新型提供一種小功率電弧爐爐門氧槍。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為ー種小功率電弧爐爐門氧槍，包括基座、基座旋轉機構、基座旋轉油缸、機械臂及氧槍擺動俯仰機構，所述基座旋轉機構及基座旋轉油缸安裝在基座上，基座旋轉機構上設有機械臂，基座旋轉機構設有旋轉活塞桿鉸接座，基座旋轉油缸的活塞桿頂端鉸接在基座的旋轉活塞桿鉸接座上，所述氧槍擺動俯仰機構安裝在機械臂相對于基座的另一端上，氧槍橫向安裝在氧槍擺動俯仰機構上，基座豎直向上設有立柱，基座旋轉機構可滑動的安裝在立柱外圍，升降油缸豎向安裝在機械臂靠近立柱的一端，基座旋轉機構設有升降活塞桿鉸接座，升降油缸的活塞桿頂端鉸接在基座旋轉機構的升降活塞桿鉸接座上，所述機械臂的中部有一臺階過渡部分。作為優選方案，所述機械臂靠近立柱的一端設有總出水管、總供氧管和總進水管，三條管道穿過機械臂內部分別與機械臂靠近氧槍一端的出水管、供氧管和進水管一一對應相連通。作為優選方案,所述氧槍中心設有底部封閉前端開ロ的噴氧通道,該噴氧通道與供氧管聯通，供氧通道可承受的強度為氧氣流量Q ^ SOONmVh,工作氧氣進ロ壓カP彡I. 2Mpa，出ロ壓カ馬赫數M彡I. 98。作為優選方案，所述氧槍在其噴氧通道與氧槍的外壁之間設有一個容納冷卻液的空腔，該空腔與氧槍后端的出水管、進水管連通，該容納冷卻液的空腔極其管道可承受的強度為流量彡20m3/h，壓カ彡0. 4Mpa。作為優選方案，所述立柱頂端設有吊環。綜上所述，由于采用了上述技術方案，與現有技術相比本實用新型的有益效果是，可以使氧槍保持最佳操作槍位，不會降低吹煉效果、増大氧耗、加大冶煉成本和降低氧槍使用壽命，有利于應用于小電爐，可以減小靜態及運動中的變形和抖晃，有利于保護3條管道的安全，供氧能力得到強度保障更有利于煉鋼，供應冷卻液的能力得到強度保障可有效保護氧槍安全，延長使用壽命，有利于吊裝運輸和安裝維護，不容易造成大沸騰導致噴濺，保障了氧槍等設備以及人身安全，維護了生產的連續運行和安全性。
[0019]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖I是本實用新型的示意性結構圖。圖中標記I-氧槍、2-機械臂、3-基座、4-基座旋轉機構、5-基座旋轉油缸、6-立柱、7-升降油缸、8-氧槍俯仰擺動機構、9-氧槍俯仰油缸、10-總出水管、11-總供氧管、12-總進水管、13-出水管、14-供氧管、15-進水管、16-吊環、17-氧槍擺動油缸。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進ー步詳細描述。·[0023]如圖I所示，本實施例的ー種小功率電弧爐爐門氧槍，包括基座3、基座旋轉機構4、基座旋轉油缸5、機械臂2及氧槍擺動俯仰機構8，所述基座旋轉機構4及基座旋轉油缸5安裝在基座4上，基座旋轉機構4上設有機械臂2，基座旋轉機構4設有旋轉活塞桿鉸接座，基座旋轉油缸5的活塞桿頂端鉸接在基座的旋轉活塞桿鉸接座上,所述氧槍擺動俯仰機構8安裝在機械臂2相對于基座3的另一端上，氧槍I橫向安裝在氧槍擺動俯仰機構8上，基座3豎直向上設有立柱6，基座旋轉機構4可滑動的安裝在立柱6外圍，升降油缸7豎向安裝在機械臂2靠近立柱6的一端，基座旋轉機構4設有升降活塞桿鉸接座，升降油缸7的活塞桿頂端鉸接在基座旋轉機構4的升降活塞桿鉸接座上，所述機械臂2的中部有一臺階過渡部分，由于增加了立柱6及升降油缸7，從而增加了 I個機械剛體自由度，即由原來的2個轉動自由度和I個平動自由度，變為2個轉動自由度和2個平動自由度，可以使氧槍對鋼液面的噴射角保持不變，保證槍頭與鋼液面的最佳噴射角，不會降低吹煉效果、増大氧耗、加大冶煉成本和降低氧槍使用壽命，同時由于機械臂2的中部増加了一臺階過渡部分，有利于應用于小電爐，還可以減小氧槍靜態及運動中的變形和抖晃。根據本實用新型的實施例，所述機械臂2靠近立柱的一端設有總出水管10、總供氧管11和總進水管12，三條管道穿過機械臂2內部分別與機械臂2靠近氧槍I 一端的出水管13、供氧管14和進水管15 —一對應相連通，有利于保護3條管道的安全。根據本實用新型的實施例，所述氧槍2中心設有底部封閉前端開ロ的噴氧通道，該噴氧通道與供氧管14聯通，供氧通道可承受的強度為氧氣流量Q ^ 800Nm3/h，工作氧氣進ロ壓力P彡I. 2Mpa，出口壓カ馬赫數M彡L 98，供氧能力得到強度保障，更有利于煉鋼。根據本實用新型的實施例，所述氧槍2在其噴氧通道與氧槍2的外壁之間設有一個容納冷卻液的空腔，該空腔與氧槍2后端的出水管13、進水管15連通，該容納冷卻液的空腔極其管道可承受的強度為流量< 20m3/h，壓カ< 0. 4Mpa，供應冷卻液的能力得到強度保障，可有效保護氧槍安全，延長使用壽命。根據本實用新型的實施例，所述立柱6頂端設有吊環16，有利于吊裝運輸和安裝維護。綜上所述，本實用新型的一種小功率電弧爐爐門氧槍及其使用方法，由于采用了上述，與現有技術相比本實用新型的有益效果是，可以使氧槍對鋼液面的噴射角保持不變，保證槍頭與鋼液面的最佳噴射角，不會降低吹煉效果、増大氧耗、加大冶煉成本和降低氧槍使用壽命，同時由于機械臂2的中部増加了一臺階過渡部分，有利于應用于小電爐，還可以減小靜態及運動中的變形和抖晃，有利于保護3條管道的安全，供氧能力得到強度保障，更有利于煉鋼，供應冷卻液的能力得到強度保障，可有效保護氧槍安全，延長使用壽命，保障了氧槍等設備以及人身安全，維護了生產的連續運行和安全性。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是ー系列等效或類似特征中的ー個例子而已。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
權利要求1.一種小功率電弧爐爐門氧槍，包括基座(3)、基座旋轉機構(4)、基座旋轉油缸(5)、機械臂(2)及氧槍擺動俯仰機構(8)，所述基座旋轉機構(4)及基座旋轉油缸(5)安裝在基座(4)上，基座旋轉機構(4)上設有機械臂(2)，基座旋轉機構(4)設有旋轉活塞桿鉸接座，基座旋轉油缸(5)的活塞桿頂端鉸接在基座的旋轉活塞桿鉸接座上,所述氧槍擺動俯仰機構(8 )安裝在機械臂(2 )相對于基座(3 )的另一端上，氧槍(I)橫向安裝在氧槍擺動俯仰機構(8)上， 其特征在于，基座(3)豎直向上設有立柱(6)，基座旋轉機構(4)可滑動的安裝在立柱(6)外圍,升降油缸(7)豎向安裝在機械臂(2)靠近立柱(6)的一端,基座旋轉機構(4)設有升降活塞桿鉸接座，升降油缸(7)的活塞桿頂端鉸接在基座旋轉機構(4)的升降活塞桿鉸接座上，所述機械臂(2)的中部有一臺階過渡部分。
2.如權利要求I所述的一種小功率電弧爐爐門氧槍，其特征在于，所述機械臂(2)靠近立柱的一端設有總出水管(10)、總供氧管(11)和總進水管(12)，三條管道穿過機械臂(2)內部分別與機械臂(2)靠近氧槍(I)一端的出水管(13)、供氧管(14)和進水管(15)—一對應相連通。
3.如權利要求2所述的一種小功率電弧爐爐門氧槍，其特征在于，所述氧槍(2)中心設有底部封閉前端開口的噴氧通道，該噴氧通道與供氧管(14)聯通，供氧通道可承受的強度為氧氣流量Q ( 800Nm3/h,工作氧氣進口壓力P彡I. 2Mpa，出口壓力馬赫數M彡I. 98。
4.如權利要求3所述的一種小功率電弧爐爐門氧槍，其特征在于，所述氧槍(2)在其噴氧通道與氧槍(2)的外壁之間設有一個容納冷卻液的空腔，該空腔與氧槍(2)后端的出水管(13)、進水管(15)連通，該容納冷卻液的空腔極其管道可承受的強度為流量< 20m3/h，壓力 < O. 4Mpa。
5.如權利要求2、3或4所述的一種小功率電弧爐爐門氧槍，其特征在于，所述立柱(6)頂端設有吊環(16)。
專利摘要本實用新型公開了一種小功率電弧爐爐門氧槍，尤其涉及一種適用于5噸以下電弧爐的多自由度的爐門氧槍，本實用新型包括基座(3)、基座旋轉機構(4)、基座旋轉油缸(5)、機械臂(2)及氧槍擺動俯仰機構(8)，基座(3)豎直向上設有立柱(6)，基座旋轉機構(4)可滑動的安裝在立柱(6)外圍，升降油缸(7)豎向安裝在機械臂(2)靠近立柱(6)的一端，基座旋轉機構(4)設有升降活塞桿鉸接座，升降油缸(7)的活塞桿頂端鉸接在基座旋轉機構(4)的升降活塞桿鉸接座上，所述機械臂(2)的中部有一臺階過渡部分，本實用新型使氧槍保持最佳操作槍位，延長氧槍使用壽命，適用于5噸以下的小功率電弧爐，維護了生產的連續運行和安全性。
文檔編號C21C5/46GK202519287SQ201220150638
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者張孝云, 羅婉麗 申請人:什邡市三裕鍛件有限公司