本發(fā)明涉及擋渣裝置，具體地指一種轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼廠中，生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，必須經(jīng)過爐外精煉工藝，其中，控制轉(zhuǎn)爐下渣量對提高鋼水質(zhì)量、降低精煉處理成本具有十分重要的意義。轉(zhuǎn)爐下渣分為如下幾種：在出鋼前，隨著轉(zhuǎn)爐的傾斜，密度低的鋼渣先到達出鋼水口流出，當(dāng)鋼水到達出鋼口一段時間時，鋼渣與鋼水一起流出，這部分渣稱之為前期下渣；在轉(zhuǎn)爐出鋼中末期，由于漩渦的產(chǎn)生，浮于鋼水表面的渣被漩渦卷入出鋼口，稱之為中后期下渣。

目前，前期下渣一般采用擋渣帽、擋渣栓來擋渣。擋渣帽是由薄鋼板或耐火材料做成圓錐形，在出鋼前插入出鋼口外端。然而，由于擋渣帽與出鋼口之間只有線接觸，出鋼口對擋渣帽的作用力小，當(dāng)鋼渣到達時，很容易被沖下，起不到擋初渣的作用。擋渣栓是由耐火纖維制成，被插入出鋼口內(nèi)端，通過某種方式膨脹后固定在出鋼口內(nèi)。當(dāng)鋼渣到達時有足夠的力量防止鋼渣直接進入出鋼口；當(dāng)鋼水到達出鋼口時，鋼渣上?。划?dāng)鋼水達到臨界漩渦高度以上時，由于擋渣栓在高溫鋼水的作用下逐漸熔化，在鋼水的靜壓力下被沖下，防止初渣進入出鋼口。

中期下渣是指在鋼水深度下降到臨界漩渦高度以下時，鋼渣被漩渦卷入出鋼口。對中期下渣，目前沒有擋渣方法。末期下渣是在出鋼后期，形成貫通狀漩渦，鋼渣大量進入出鋼口，占整個下渣量的一半以上，歷來是最受重視的。自從1970年日本發(fā)明擋渣球用于擋渣出鋼以來，各國為完善轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣技術(shù)發(fā)明了幾十種擋渣方法。目前已知的轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣方法有擋渣球法、擋渣塞法、擋渣料法、滑板法、氣動擋渣法、避渣罩法、電磁擋渣法、出鋼口吹氣干擾渦流法、轉(zhuǎn)動旋臂法、擋渣棒法、擋渣罐法、三孔出鋼法、均流出鋼口法、真空吸渣法、氣動撇渣法、扒渣法、無漩渦水口法，但是都不能完全解決擋渣問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01110426503.1的中國發(fā)明專利公開了一種轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣器及避渣法，該擋渣器的主要特點是在擋渣塞中間設(shè)置一個通氣孔。在出鋼中期和末期，鋼流和渣流漩渦形成時，產(chǎn)生負壓，空氣從通氣孔管道內(nèi)進入，從而避免鋼渣被負壓吸入出鋼口而進入下一道工序，但是上述擋渣器制作工藝較復(fù)雜、擋渣操作繁瑣，且擋渣效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣裝置，該擋渣裝置通過驅(qū)動裝置控制驅(qū)動臂組件帶動堵頭對出鋼口進行擋渣操作，可以實現(xiàn)對前期渣、中期渣、后期渣進行全程擋渣，而且結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、擋渣效果好。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣裝置，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼口上方的呈半球形狀的堵頭、設(shè)置在堵頭上方與其頂端面垂直固定連接呈管狀的手柄、與手柄上端鉸接且可用于驅(qū)動手柄上下左右移動的驅(qū)動臂組件、用于控制驅(qū)動臂組件工作的驅(qū)動裝置、以及用于安裝驅(qū)動裝置的固定座；

所述堵頭的圓弧面朝向下方與轉(zhuǎn)爐出鋼口相對設(shè)置，所述驅(qū)動臂組件包括若干段機械臂，所述若干段機械臂之間依次鉸接相連，其中位于驅(qū)動臂組件首段的機械臂的首端與固定座下端面鉸接，位于驅(qū)動臂組件末段的機械臂的末端與手柄上端鉸接；

所述手柄內(nèi)沿其軸向設(shè)置有用于供氣體流通的導(dǎo)氣管；每段所述機械臂內(nèi)設(shè)置有用于供氣體流通的通氣管，相鄰兩段所述機械臂內(nèi)的通氣管相互貫通，所述手柄的導(dǎo)氣管與所述末段的機械臂的通氣管相互貫通。這樣，可以通過驅(qū)動裝置控制驅(qū)動臂組件帶動堵頭對出鋼口進行擋渣操作，可以實現(xiàn)對前期渣、中期渣、后期渣進行全程擋渣，擋渣效果好。

進一步地，所述固定座上設(shè)置有氣泵，所述氣泵的出氣口與所述驅(qū)動臂組件首段的機械臂內(nèi)的通氣管入氣口連接。這樣，在出鋼后期，漩渦產(chǎn)生強烈的抽吸力，僅靠堵頭已經(jīng)不能防止鋼渣卷入了，此時氣泵通過通氣管向堵頭內(nèi)吹氣，就可抵消漩渦的負壓，防止鋼渣卷入。

進一步地，所述驅(qū)動臂組件的若干段機械臂之間通過相應(yīng)的舵機依次鉸接相連，所述舵機的執(zhí)行端與驅(qū)動裝置的控制端相連。這樣，每段機械臂可以獨立旋轉(zhuǎn)或者上下運動，從而帶動堵頭運動。

進一步地，所述通氣管的外壁覆蓋有耐高溫的保護層。這樣，可以保護通氣管，防止高溫對通氣管的造成不良影響。

進一步地，所述保護層外設(shè)置有用于對其降溫的冷卻套管。這樣，可以對通氣管進行降溫，防止高溫損傷通氣管。

進一步地，所述堵頭的圓弧面上設(shè)置有用于監(jiān)測鋼水電阻的感應(yīng)器。這樣，可以通過感應(yīng)器監(jiān)測鋼水的電阻，從而控制堵頭的位置。

進一步地，所述導(dǎo)氣管與通氣管的結(jié)合部通過密封保護裝置相連。這樣，可以防止導(dǎo)氣管與通氣管結(jié)合部位漏氣。

進一步地，所述堵頭為由耐火材料制成的半球形結(jié)構(gòu)，耐火度大于1750℃，不與鋼渣和鋼水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而避免被腐蝕，延長堵頭的使用壽命。

再進一步地，所述手柄為由耐火材料制成的管狀結(jié)構(gòu)，耐火度大于1750℃，不與鋼渣和鋼水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而避免被腐蝕，延長手柄的使用壽命。

更進一步地，所述驅(qū)動臂組件包括兩段或者三段機械臂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

其一，本發(fā)明通過驅(qū)動裝置控制驅(qū)動臂組件帶動堵頭對出鋼口進行擋渣操作，實現(xiàn)對前期渣、中期渣、后期渣進行全程擋渣，自動化程度高，能最大限度地防止鋼渣到達鋼包。

其二，本發(fā)明的通氣管的外壁覆蓋有耐高溫的保護層，可以保護通氣管，防止高溫對通氣管的造成不良影響。

其三，本發(fā)明的通氣管保護層外套設(shè)有用于對其降溫的冷卻套管，可以對通氣管進行降溫，防止高溫破壞通氣管。

其四，本發(fā)明的擋渣裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全性高，適用于轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣。

附圖說明

圖1為一種轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中通氣管的橫截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：堵頭1、手柄2、驅(qū)動臂組件3、驅(qū)動裝置4、固定座5、機械臂6、導(dǎo)氣管7、通氣管8、氣泵9、舵機10、保護層11、冷卻套管12、感應(yīng)器13。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

圖中所示的一種轉(zhuǎn)爐出鋼口全程擋渣裝置，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)爐出鋼口上方的呈半球形狀的堵頭1、設(shè)置在堵頭1上方與其頂端面垂直固定連接呈管狀的手柄2、與手柄2上端鉸接且可用于驅(qū)動手柄2上下左右移動的驅(qū)動臂組件3、用于控制驅(qū)動臂組件3工作的驅(qū)動裝置4、以及用于安裝驅(qū)動裝置4的固定座5；堵頭1的圓弧面朝向下方與轉(zhuǎn)爐出鋼口相對設(shè)置，驅(qū)動臂組件3包括若干段機械臂6，若干段機械臂6之間依次鉸接相連，優(yōu)選地驅(qū)動臂組件3包括兩段或者三段機械臂6，其中位于驅(qū)動臂組件3首段的機械臂6的首端與固定座5下端面鉸接，位于驅(qū)動臂組件3末段的機械臂6的末端與手柄2上端鉸接；手柄2內(nèi)沿其軸向設(shè)置有用于供氣體流通的導(dǎo)氣管7；每段機械臂6內(nèi)設(shè)置有用于供氣體流通的通氣管8，相鄰兩段機械臂6內(nèi)的通氣管8相互貫通，手柄2的導(dǎo)氣管7與末段的機械臂6的通氣管8相互貫通。固定座5上設(shè)置有氣泵9，氣泵9的出氣口與驅(qū)動臂組件3首段的機械臂6內(nèi)的通氣管8入氣口連接。這樣，在出鋼前，機械臂6將堵頭1堵塞出鋼口，防止初期下渣；在轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)到一定角度后，鋼水深度達到或超過漩渦臨界高度，提起堵頭1，鋼水流出；出鋼中期，鋼水深度低于漩渦臨界高度后，堵頭1正好位于漩渦上方，干擾并抑制漩渦的產(chǎn)生，有效地防止了鋼渣被卷入；在出鋼后期，漩渦產(chǎn)生強烈的抽吸力，僅靠堵頭1已經(jīng)不能防止鋼渣卷入了，此時氣泵9通過導(dǎo)氣管7和通氣管8向堵頭1內(nèi)吹氣，就可抵消漩渦的負壓，防止鋼渣卷入，從而可以做到轉(zhuǎn)爐出鋼過程全程擋渣，最大限度地防止鋼渣到達鋼包。

上述技術(shù)方案中，驅(qū)動臂組件3的若干段機械臂6之間通過相應(yīng)的舵機10依次鉸接相連，舵機10的執(zhí)行端與驅(qū)動裝置4的控制端相連。這樣，每段機械臂6可以獨立旋轉(zhuǎn)或者上下運動，從而帶動堵頭運動。堵頭1的圓弧面上設(shè)置有用于監(jiān)測鋼水電阻的感應(yīng)器13。這樣，可以通過感應(yīng)器13監(jiān)測鋼水的電阻，從而控制堵頭的位置。導(dǎo)氣管7與通氣管8的結(jié)合部通過密封保護裝置相連，這樣，可以防止導(dǎo)氣管7與通氣管8結(jié)合部位漏氣。通氣管8的外壁覆蓋有耐高溫的保護層11，可以保護通氣管，防止高溫對通氣管8的造成不良影響。保護層11外設(shè)置有用于對其降溫的冷卻套管12，冷卻套管12可以為水冷套管或者氣冷套管，這樣可以對通氣管8進行降溫，防止高溫破壞通氣管8。堵頭1和手柄2為由耐火材料制成，耐火度大于1750℃，不與鋼渣和鋼水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而避免被腐蝕，延長使用壽命。

本發(fā)明的工作過程：

(1)轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后，開始出鋼操作，轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)一定角度，鋼渣未到達出鋼口，停頓1-2s，角度由試驗確定，輸入出鋼操作系統(tǒng)電腦貯存；

(2)驅(qū)動裝置4驅(qū)動機械臂6帶動堵頭1落在出鋼口上，手柄2與出鋼口同軸；

(3)轉(zhuǎn)爐繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，到達一定角度，鋼水深度達到或超過漩渦臨界高度后，機械臂6提起堵頭1，鋼水流出；在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)過程中，手柄2始終保持與出鋼口同軸，而且堵頭1隨鋼水面下降，始終保持在鋼渣界面(堵頭圓弧面設(shè)置有感應(yīng)器監(jiān)控附近的電阻)；

(4)為了防止鋼水或鋼渣進入堵頭1中心孔，導(dǎo)氣管7內(nèi)氣體始終保持一定流量；

(5)在出鋼中期，當(dāng)鋼水達到一定深度時，漩渦產(chǎn)生的負壓有可能將渣卷入，此時堵頭1占據(jù)漩渦中心，防止下渣；

(6)在出鋼末期，漩渦產(chǎn)生的負壓更大，導(dǎo)氣管7內(nèi)的壓力將急劇下降，氣壓監(jiān)控系統(tǒng)將馬上增大供氣量，使管內(nèi)保持正氣壓；

(7)在鋼水僅剩余一定深度時，機械臂6將堵頭1按在出鋼口上，出鋼結(jié)束；

(8)轉(zhuǎn)爐回正，至一定角度，鋼渣離開了出鋼口，機械臂6提起堵頭1離開轉(zhuǎn)爐；

(9)清理堵頭、通氣管，準備下輪擋渣。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。