轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置的製作方法

2023-12-09 20:52:06

專利名稱：轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型公開了一種轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，屬於轉爐維護設備技術領域。
背景技術：
煉鋼轉爐的出鋼口內鑲有用高強度耐火材料製造的爐口磚，爐口磚外徑一般為280至330MM，內徑一般在150MM左右，在鋼水的衝刷及高溫作用下，爐口磚會逐漸燒損、龜裂，一般3至5天便需要拆除更換。由於爐口磚上密布的裂紋內充滿的鋼水已經處於固態，使得拆除十分困難。另外，為了適應煉鋼節奏的要求，開始拆爐口磚時的溫度常高達1000℃以上，必須迅速清理掉已燒損了的出鋼口內襯，否則隨溫度的降低出鋼口表面附著的鋼水、鋼渣便會冷卻硬化，更加難以清除。因此，對拆除工具的耐熱性要求很高。
目前國內外煉鋼轉爐出鋼口內襯的拆除方法是由專用設備——拆爐機來完成的。拆爐機上裝有液壓馬達驅動的可旋轉的工作臂，在工作臂上安裝鑽頭，採用鑽削的方式拆除內襯；另一種方法是利用拆爐機的工作臂上安裝的液壓衝擊器驅動鋼釺，用釺杆衝擊拆除出鋼口內襯。
採用鑽削工藝方法，需要巨大的旋轉扭矩，目前拆爐機工作臂旋轉扭矩已達38000NM以上，但仍經常出現卡住鑽頭轉不動的現象。鑽頭在熱態下工作磨損也相當嚴重，有時一個出鋼口未鑽完，鑽頭直徑已磨損到小於孔徑要求，甚至磨禿(耐熱合金全磨完)需重換鑽頭，最大壽命也只有3至5爐。該方式作業效率低，一般情況下完成一個擴孔作業需30至100分鐘，有時長達三個小時，作業時間的延長進而影響煉鋼生產。採取衝擊的方法時，在轉爐本體的爐襯上打出的孔形狀不規則，鑲爐口磚工作量大，費時多，耗材多，是常規煉鋼生產不允許採用的，多作為應急方案實施。

發明內容
針對上述問題及缺陷，本實用新型的任務是提供一種完善的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置。
研究表明採取鑽削工藝方法時，產生卡住鑽頭轉不動的現象，其原因是轉爐出鋼口楔形的龜裂縫中，接近固態的硬質點夾鋼會使鑽頭轉動卡住，爐齡較短的出鋼口內襯強度較高，鑽削的工藝方法鑽頭阻力大，且鑽頭沒有回縮動作。因此，鑽削時既解決鑽與孔之間有間歇的回縮，又保證鑽頭有足夠的軸向推動力，是防止卡鑽，高效鑽孔的關鍵。
基於這種思路，一種可同時實現振動衝擊和大扭矩轉動的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置具體的解決方案如下藉助拆爐機迴轉工作臂的前端安裝的液壓(或氣動)衝擊器(俗稱液壓錘或氣動錘)，衝擊器與工作臂由鉸鏈連接，且由工作臂內置液壓缸驅動可做90度的擺動，衝擊器可擺動到工作臂迴轉軸線與衝擊器釺杆軸線同軸線的位置。在同軸位置時，可使其發揮鑽孔衝擊作用，在同軸位置鑽孔使用時，衝擊器聯接專用鑽頭的鑽杆(鑽頭鑽杆為一體，亦可分體)，可對鑽頭產生400-1000次/分的衝擊作用；在液壓衝擊器的外殼前端固定套裝了一個法蘭盤，經法蘭盤固定聯接一個可傳遞大扭矩的圓管，圓管的前端有與鑽杆相套接的多邊形或花鍵連接的可伸縮扭矩傳遞接口(經試製以四邊形接口為好)，既可以使工作臂所傳遞的較大的扭矩經與衝擊器聯接的套管傳遞給鑽頭，又可以使衝擊器的衝擊力經鑽杆傳遞給鑽頭，並可減少鑽頭鑽杆的質量，使衝擊器的衝擊能量較多地傳遞給鑽頭，從而實現對鑽頭既有往復振動衝擊作用和同時可以大扭矩轉動的高效快速鑽孔方法。
一種轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是由可以與拆爐機迴轉工作臂前端安裝的液壓衝擊器相聯動的鑽杆和可以與拆爐機迴轉工作臂相連接的扭轉套筒構成，鑽杆的前端有可以與扭轉套筒構成扭矩傳遞的接口，鑽杆的端部連接鑽頭。
扭轉套筒是由拆爐機迴轉工作臂通過液壓衝擊器相連接；拆爐機迴轉工作臂與扭轉套筒之間通過衝擊器採用圓形或多邊形法蘭盤連接結構；扭轉套筒與鑽杆的前端構成扭力傳遞的接口可以採用多邊形軸和套的滑動配合連接結構，花鍵連接結構以及滑動銷軸等已知的可軸向滑動的扭力傳遞方式；
鑽杆端部的鑽頭可以採用與鑽杆一體的結構，也可以採用分體結構。
工作時，拆爐機迴轉工作臂通過液壓衝擊器帶動扭轉套筒轉動，扭轉套筒通過接口將轉動力矩傳鑽杆，鑽杆帶動鑽頭轉動鑽削；與此同時，拆爐機迴轉工作臂前端安裝的液壓衝擊器驅動鑽杆產生軸向的衝擊振動，使鑽頭在鑽削的同時產生衝擊力，並可以使鑽孔接近鑽通時，為避免過大的軸向衝擊力使爐襯內壁損壞，可停止衝擊器的衝擊，僅做鑽削操作直至鑽通。
本實用新型所述的方法及裝置可應用於冶金行業煉鋼轉爐出鋼口的擴孔，以及其它類似冶煉爐體擴孔的施工；其次可應用於土石方工程或其它工程需大口徑大扭矩衝擊鑽孔機械的配套附件，僅需更換鑽頭即可。由於在煉鋼轉爐出鋼口擴孔特殊條件及技術要求的情況下，該裝置擴孔效率大大提高，擴孔時間由原來的三個小時縮短為十幾分鐘，大大減少了煉鋼停爐時間，減少了拆爐機故障率。保守估計因擴孔縮短的停爐時間，每座120t轉爐每年可增加鋼產量10萬噸；拆爐機鑽頭鑽杆使用壽命大大提高，鑽頭鑽杆為原來使用壽命的10倍以上。耐高溫鑽頭價格較高，每隻在1萬元以上，經估算每個拆爐機每年可節省鑽頭10隻以上。


說明書附圖1是本實用新型的結構示意圖。說明書附圖2是附圖1中接口部位的A——A向剖面圖。圖中1—液壓衝擊器，2—鑽杆鎖肖，3—扭轉套筒，4—鑽杆，5—接口，6—鑽頭，7—法蘭盤。
具體實施方式
本實用新型的實施例參見附圖1、2。一種轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是由與拆爐機迴轉工作臂前端的液壓衝擊器1相連的鑽杆4和與拆爐機迴轉工作臂前端的液壓衝擊器1相連接的扭轉套筒3構成，鑽杆4的前端有可以與扭轉套筒3構成扭力傳遞的接口5，鑽杆4的端部連接鑽頭6。
鑽杆4與拆爐機的工作臂上安裝的液壓衝擊器1的連接結構，與已知的拆爐機的工作臂上安裝的液壓衝擊器1和鋼釺的連接結構相同，以保證拆爐機的原有性能不變。
與拆爐機迴轉工作臂連接的液壓衝擊器1與扭轉套筒3之間可以採用法蘭盤7的連接結構；
扭轉套筒3與鑽杆4的前端構成扭力傳遞的接口5可以採用多邊形體的軸和套的滑動配合連接結構，花鍵連接結構以及滑動銷軸等已知的可軸向滑動的扭力傳遞結構，本實施例中採用了正方體橫截面的鑽杆與滑套構成扭力傳遞的接口；鑽杆4端部的鑽頭6可以採用與鑽杆一體的結構，也可以採用分體結構。鑽頭上的翼型鑽片可以採用耐熱鋼直接焊接在鑽體上。
權利要求1.一種轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是由與拆爐機迴轉工作臂前端的液壓衝擊器(1)相連的鑽杆(4)和與拆爐機迴轉工作臂前端的衝擊器(1)相連接的扭轉套筒(3)構成，鑽杆(4)的前端有可以與扭轉套筒(3)構成扭力傳遞的接口(5)，鑽杆(4)的端部連接鑽頭(6)。
2.根據權利要求1所述的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是與拆爐機迴轉工作臂連接的液壓衝擊器(1)與扭轉套筒(3)之間可以採用法蘭盤(7)的連接結構。
3.根據權利要求1所述的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是扭轉套筒(3)與鑽杆(4)的前端構成扭力傳遞的接口(5)可以採用多邊形體的軸和套的滑動配合連接結構，花鍵連接結構以及滑動銷軸等已知的可軸向滑動的扭力傳遞結構。
4.根據權利要求1所述的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，其特徵是鑽杆(4)端部的鑽頭(6)可以採用與鑽杆一體的結構，也可以採用分體結構。
專利摘要本實用新型公開了一種轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置，屬於轉爐維護設備技術領域。提供了一種完善的轉爐出鋼口衝擊鑽擴孔裝置。其特徵是由可以與拆爐機迴轉工作臂前端安裝的液壓衝擊器相聯動的鑽杆和可以與拆爐機迴轉工作臂相連接的扭轉套筒構成，鑽杆的前端有可以與扭轉套筒構成扭力傳遞的接口，鑽杆的端部連接鑽頭。可應用於冶金行業煉鋼轉爐出鋼口的擴孔，以及其它類似冶煉爐體擴孔的施工。該裝置擴孔效率大大提高，擴孔時間由原來的三個小時縮短為十幾分鐘，大大減少了煉鋼停爐時間，減少了拆爐機故障率，具有明顯的經濟效益。
文檔編號C21C5/46GK2846430SQ200520124838
公開日2006年12月13日 申請日期2005年11月24日 優先權日2005年11月24日
發明者吳修江, 王明周, 劉志晨, 盧勝華, 趙樹按, 亓鍾印, 郭秀波, 李勝德, 鄭曙光 申請人:山東萊鋼汽車運輸有限公司