一种钢包无碳上水口浇注成型前处理系统的制作方法

本实用新型涉及钢铁冶炼用钢包上水口制备领域，尤其涉及一种钢包无碳上水口浇注成型前处理系统。

背景技术：

传统的钢包上水口采用机压成型的镁碳材质，对于低碳钢和超低碳钢的冶炼存在污染，不利于洁净钢的冶炼。本项目专门针对低碳钢和超低碳钢冶炼而研制的钢包无碳上水口，采用振动浇注成型的刚玉尖晶石材质，材料中不含碳元素，对钢水没有污染，对于提升钢材品质有着非常积极的作用。

授权公告号为CN102574080B的一篇中国实用新型专利，公开了一种搅拌装置，并具体公开了大致圆筒形状的搅拌槽；沿着搅拌槽的中心轴设置的旋转轴；大致圆筒形状的搅拌构件，其具有比搅拌槽的内径小的外径，以相对于搅拌槽的内周面同心圆状地旋转的方式安装于旋转轴；以及在搅拌构件的半径方向上贯通形成的多个通孔。该搅拌装置进而搅拌槽的内周面与搅拌构件的外周面的间隙在搅拌构件的上下方向上部分地不同；其在搅拌过程中通过离心力将搅碎的料转移至其它空间，但是其存在以下问题：

首先该设备不具备对料进行多次细化处理的功能，出来的料细密度不高；此外其搅拌的效率较低，料的混合均匀性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是克服上述的缺陷，提供一种钢包无碳上水口浇注成型前处理系统，通过在普通的外桶内设置搅碎桶和搅拌桶，形成甩出空间和搅碎空间，使得将普通的原料搅拌工序细分成先对骨料进行搅碎，再对骨料进行研磨，然后再将研磨后的骨料与粉料进行混合均匀，最后再进行加水搅拌，有效解决了钢包上水口制备过程中原料中的骨料不够细密，各原料成分之间混合不均匀且搅拌效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种钢包无碳上水口浇注成型前处理系统，包括驱动件以及在驱动件带动下转动的主轴，其特征在于，还包括搅碎桶、设置在搅碎桶内的搅拌桶以及设置在搅碎桶外的外桶，所述搅碎桶和外桶之间形成甩出空间，所述搅碎桶和搅拌桶之间形成搅碎空间，所述搅碎桶的上端部设置有研磨机构；

所述主轴内开设有混料通道，所述搅碎空间内设置有用于对骨料进行搅碎的搅碎机构，经搅碎机构搅碎的骨料在离心力作用下进入甩出空间内，所述甩出空间内的料在离心力以及后续料的挤送作用下进入研磨机构内进行研磨，完成研磨的料进入混料通道内，所述主轴的上端处设置有用于往混料通道内加入粉料的粉料斗；所述混料通道内设置有用于将骨料和粉料混合均匀的混料机构，经混料机构混合后的混合料下落至搅拌桶内，所述搅拌桶内设置有搅拌机构，搅拌桶内的混合料与加入的水一起在搅拌机构的作用下进行搅拌；

完成搅拌后的料再进行后续的模内浇注以及振动成型。

作为改进，所述搅碎机构包括设置在主轴上的若干安装杆以及安装在安装杆端部的搅碎刀具；

所述搅碎桶设置为倒锥形，且靠近底部的位置处沿圆周方向上开设有若干与甩出空间连通的甩出孔，所述外桶的内壁设置为倒锥形。

作为改进，所述研磨机构包括与主轴同轴设置且在主轴带动下转动的研磨盘，所述搅碎桶的上端面上开设有倒锥形的研磨槽，所述研磨盘包括与研磨槽的侧壁配合对料进行研磨的研磨部、设置在研磨部上方的导入部以及设置在导入部上端的导向限位部，所述导向限位部的侧边与外桶的内壁转动配合。

作为改进，所述主轴的侧壁上开设有与混料通道连通的进料口，所述研磨槽的下端口处设置有导流件，所述研磨机构处完成研磨的注料在导流件导流作用下经进料口进入混料通道内；

所述主轴的侧壁上在位于进料口下方的位置处还开设有与混料通道连通的出料口，由进料口进入的注料与粉料斗内下落的粉料在混料通道内混合后由出料口下落至搅拌桶内。

作为改进，所述混料机构包括设置在主轴内部且与主轴同轴可转动连接的混料轴，所述混料轴的下端部设置有齿轮a，所述主轴的下端部设置有内齿盘，所述内齿盘和齿轮a之间设置有分别与内齿盘和齿轮a啮合的齿轮b，所述齿轮b可转动设置在转动座上，所述主轴转动带动混料轴反向转动；

所述混料轴上在位于进料口和出料口之间的位置处设置有若干的混料杆a，与之对应的在所述混料通道的内壁上设置有若干的混料杆b，所述混料杆b和混料杆a上下交错设置。

作为改进，所述安装杆设置有三个，所述搅拌机构包括分别设置在三个安装杆上的第一搅拌组件、第二搅拌组件以及第三搅拌组件，所述第一搅拌组件用于将中间的料往两侧拨，所述第二搅拌组件设置在第一搅拌组件后面，用于将两侧的料往中间拨，所述第三搅拌组件设置在第二搅拌组件的后面，用于对料进行二级旋转搅拌。

作为改进，第一搅拌组件包括固定在安装杆上的第一搅拌杆以及分别固定在第一搅拌杆的两端部的搅拌板a和搅拌板b，所述搅拌板a和搅拌板b沿转动方向成八字形设置；

所述第二搅拌组件包括固定在安装杆上的第二搅拌杆以及分别固定在第二搅拌杆的两端部的搅拌板c和搅拌板d，所述搅拌板c和搅拌板d沿转动方向成倒八字形设置；

所述第三搅拌组件包括可转动设置在安装杆上的转轴以及设置在转轴下端部的若干搅拌杆，所述转轴上同轴固定设置有齿轮，与之对应的在所述搅拌桶的内壁上固定设置有与齿轮的齿圈。

作为改进，所述主轴的侧壁内开设有若干加水通道，所述出料口的上方在主轴上设置有与加水通道连通的洒水盘；

所述主轴上端部设置有套设在主轴端部的加水接头，所述加水接头上连接有进水管，所述外桶上端固定设置有与主轴转动配合的转动架，所述粉料斗通过支架固定在转动架，所述加水接头固定在支架上。

作为改进，所述导入部的外壁上设置有压入块，所述压入块倾斜设置，且其沿导入部的圆周方向上设置有若干个。

作为改进，所述混料杆b和混料杆a均设置为端部倾斜向下。

作为又一改进，所述混料轴上位于出料口的位置处设置有锥形件。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型中通过在普通的外桶内设置搅碎桶和搅拌桶，形成甩出空间和搅碎空间，使得将普通的原料搅拌工序细分成先对骨料进行搅碎，再对骨料进行研磨，然后再将研磨后的骨料与粉料进行混合均匀，最后再进行加水搅拌，其一方面经过搅碎和研磨后能使骨料更细，其磨细后再与粉料进行混合能使各原料之间混合更均匀，提高后续成型透气砖的质量；

2.本实用新型中通过设置研磨机构，并设置外桶的内壁为斜面使得搅碎后经甩出孔甩出的原料能在离心力以及后续料的推送作用下沿着外桶的内壁移动至研磨机构处，研磨机构随着搅碎机构一起转动，形成了对搅碎后的骨料再次进行研磨，结构简单巧妙，并且通过在研磨机构的导入部处设置压入块，使得研磨盘在转动研磨的过程中能借助压入块的转动将原料形成下压的作用，利于原料更高效地进入到研磨部处进行研磨；

3.本实用新型中通过在主轴内开设混料通道，在混料通道内设置混料机构，并设置研磨后的骨料由进料口进入混料通道内，与由上往下加入混料通道内的粉料进行混合，在混合的过程中混料轴上的混料杆a和混料通道的内壁上的混料杆b反向转动对进入的粉料以及骨料形成良好的搅混，使各成分混合均匀后再由出料口进入到搅拌桶内进行加水搅拌，提高了混合的均匀性；

4.本实用新型中通过在搅拌机构处沿转动方向由前往后依次设置第一搅拌组件、第二搅拌组件以及第三搅拌组件，并设置第一搅拌组件将中间的料往两侧拨，第二搅拌组件将两侧的料往中间拨，第三搅拌组件对料进行二级旋转搅拌，使得最终加水搅拌的过程中能搅拌更佳充分，提高后续透气砖的质量。

综上所述，本实用新型具有结构简单，骨料处理更细，骨料和粉料混合均匀性好，成型的砖质量高等优点，尤其适用于钢铁冶炼用钢包上水口制备领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为钢包无碳上水口浇注成型前处理系统的半剖切示意图；

图2为图1的A处放大示意图；

图3为钢包无碳上水口浇注成型前处理系统的内部结构示意图；

图4为研磨盘的结构示意图；

图5为主轴的剖切示意图；

图6为图5的B处放大示意图；

图7为搅碎机构以及搅拌机构的结构示意图；

图8为第一搅拌组件、第二搅拌组件以及第三搅拌组件的工作状态示意图；

图9为搅碎桶的结构示意图；

图10为混料轴的结构示意图；

图11为内齿盘、齿轮a以及齿轮b的结构示意图

图12为钢包无碳上水口浇注成型前处理系统的外部结构示意图

图13为高性能透气砖原料高效混合工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1至图12所示的，一种钢包无碳上水口浇注成型前处理系统，包括驱动件1以及在驱动件1带动下转动的主轴2，还包括搅碎桶3、设置在搅碎桶3内的搅拌桶4以及设置在搅碎桶3外的外桶5，所述搅碎桶3和外桶5之间形成甩出空间10，所述搅碎桶3和搅拌桶4之间形成搅碎空间20，所述搅碎桶3的上端部设置有研磨机构6；

所述主轴2内开设有混料通道21，所述搅碎空间20内设置有用于对骨料进行搅碎的搅碎机构7，经搅碎机构7搅碎的骨料在离心力作用下进入甩出空间10内，所述甩出空间10内的料在离心力以及后续料的挤送作用下进入研磨机构6内进行研磨，完成研磨的料进入混料通道21内，所述主轴2的上端处设置有用于往混料通道21内加入粉料的粉料斗8；所述混料通道21内设置有用于将骨料和粉料混合均匀的混料机构22，经混料机构22混合后的混合料下落至搅拌桶4内，所述搅拌桶4内设置有搅拌机构9，搅拌桶4内的混合料与加入的水一起在搅拌机构9的作用下进行搅拌；

完成搅拌后的料再进行后续的模内浇注以及振动成型。

本实施例中，通过在普通的外桶5内设置搅碎桶3和搅拌桶4，形成甩出空间10和搅碎空间20，使得将普通的原料搅拌工序细分成先对骨料进行搅碎，再对骨料进行研磨，然后再将研磨后的骨料与粉料进行混合均匀，最后再进行加水搅拌，其一方面经过搅碎和研磨后能使骨料更细，其磨细后再与粉料进行混合能使各原料之间混合更均匀，提高后续成型透气砖的质量。

进一步地，所述搅碎机构7包括设置在主轴2上的若干安装杆71以及安装在安装杆71端部的搅碎刀具72；

所述搅碎桶3设置为倒锥形，且靠近底部的位置处沿圆周方向上开设有若干与甩出空间10连通的甩出孔31，所述外桶5的内壁设置为倒锥形。

进一步地，所述研磨机构6包括与主轴2同轴设置且在主轴2带动下转动的研磨盘61，所述搅碎桶3的上端面上开设有倒锥形的研磨槽32，所述研磨盘61包括与研磨槽32的侧壁配合对料进行研磨的研磨部611、设置在研磨部611上方的导入部612以及设置在导入部612上端的导向限位部613，所述导向限位部613的侧边与外桶5的内壁转动配合。

通过设置研磨机构6，并设置外桶5的内壁为斜面使得搅碎后经甩出孔31甩出的原料能在离心力以及后续料的推送作用下沿着外桶的内壁移动至研磨机构6处，研磨机构6随着搅碎机构7一起转动，形成了对搅碎后的骨料再次进行研磨，结构简单巧妙。

进一步地，所述主轴2的侧壁上开设有与混料通道21连通的进料口23，所述研磨槽32的下端口处设置有导流件33，所述研磨机构6处完成研磨的注料在导流件33导流作用下经进料口23进入混料通道21内；

所述主轴2的侧壁上在位于进料口23下方的位置处还开设有与混料通道21连通的出料口24，由进料口23进入的注料与粉料斗8内下落的粉料在混料通道21内混合后由出料口24下落至搅拌桶4内。

进一步地，所述混料机构22包括设置在主轴2内部且与主轴2同轴可转动连接的混料轴221，所述混料轴221的下端部设置有齿轮a222，所述主轴2的下端部设置有内齿盘25，所述内齿盘25和齿轮a222之间设置有分别与内齿盘25和齿轮a222啮合的齿轮b223，所述齿轮b223可转动设置在转动座224上，所述主轴2转动带动混料轴221反向转动；

所述混料轴221上在位于进料口23和出料口24之间的位置处设置有若干的混料杆a2211，与之对应的在所述混料通道21的内壁上设置有若干的混料杆b26，所述混料杆b26和混料杆a2211上下交错设置。

值得一提的是，本实施例中通过在主轴2内开设混料通道21，在混料通道21内设置混料机构22，并设置研磨后的骨料由进料口23进入混料通道21内，与由上往下加入混料通道21内的粉料进行混合，在混合的过程中混料轴221上的混料杆a2211和混料通道21的内壁上的混料杆b26反向转动对进入的粉料以及骨料形成良好的搅混，使各成分混合均匀后再由出料口24进入到搅拌桶4内进行加水搅拌，提高了混合的均匀性。

进一步地，所述安装杆71设置有三个，所述搅拌机构9包括分别设置在三个安装杆71上的第一搅拌组件91、第二搅拌组件92以及第三搅拌组件93，所述第一搅拌组件91用于将中间的料往两侧拨，所述第二搅拌组件92设置在第一搅拌组件91后面，用于将两侧的料往中间拨，所述第三搅拌组件93设置在第二搅拌组件92的后面，用于对料进行二级旋转搅拌。

进一步地，第一搅拌组件91包括固定在安装杆71上的第一搅拌杆911以及分别固定在第一搅拌杆911的两端部的搅拌板a912和搅拌板b913，所述搅拌板a912和搅拌板b913沿转动方向成八字形设置；

所述第二搅拌组件92包括固定在安装杆71上的第二搅拌杆921以及分别固定在第二搅拌杆921的两端部的搅拌板c922和搅拌板d923，所述搅拌板c922和搅拌板d923沿转动方向成倒八字形设置；

所述第三搅拌组件93包括可转动设置在安装杆71上的转轴931以及设置在转轴931下端部的若干搅拌杆932，所述转轴931上同轴固定设置有齿轮933，与之对应的在所述搅拌桶4的内壁上固定设置有与齿轮933的齿圈934。

此外，通过在搅拌机构处沿转动方向由前往后依次设置第一搅拌组件91、第二搅拌组件92以及第三搅拌组件93，并设置第一搅拌组件91将中间的料往两侧拨，第二搅拌组件92将两侧的料往中间拨，第三搅拌组件93对料进行二级旋转搅拌，使得最终加水搅拌的过程中能搅拌更佳充分，提高后续透气砖的质量。

进一步地，所述主轴2的侧壁内开设有若干加水通道27，所述出料口24的上方在主轴2上设置有与加水通道27连通的洒水盘28；

所述主轴2上端部设置有套设在主轴2端部的加水接头29，所述加水接头29上连接有进水管291，所述外桶5上端固定设置有与主轴2转动配合的转动架100，所述粉料斗8通过支架81固定在转动架100，所述加水接头29固定在支架81上。

进一步地，所述混料杆b26和混料杆a2211均设置为端部倾斜向下，倾斜设置避免料下落过程中留在杆上；

更进一步地，所述混料轴221上位于出料口24的位置处设置有锥形件225；通过设置锥形件225使得下落的混合料能顺着沿着锥形件225向四周撒落至搅拌桶4内。

实施例二

如图3和图4所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：所述导入部612的外壁上设置有压入块614，所述压入块614倾斜设置，且其沿导入部612的圆周方向上设置有若干个；

本实施例中，通过在研磨机构的导入部612处设置压入块614，使得研磨盘61在转动研磨的过程中能借助压入块的转动将原料形成下压的作用，利于原料更高效地进入到研磨部处进行研磨。

实施例三

如图13所示的，一种钢包无碳上水口浇注成型前处理工艺，包括混料部分、浇注部分、振动成型部分，所述混料部分包括以下生产步骤：

步骤一、配料工序，按重量份数计，骨料和细粉的重量比为8:5～7:5，其中骨料取40～56份板状刚玉骨料，粉料包括4～12份板状刚玉细粉、3～9份刚玉微粉、5～12份尖晶石细粉、2～5份纯铝酸钙水泥，0.5～1.5份防爆纤维以及0.5～2份高效分散剂；

步骤二、搅碎工序，将所述步骤一中的骨料加入到搅碎空间20内，启动驱动件1通过主轴2带动搅碎机构7对搅碎空间20内的骨料进行搅碎；

步骤三、研磨工序，所述步骤二中完成搅碎的骨料在离心力作用下经甩出孔31进入甩出空间10内，并沿着流动空间30向上移动至研磨机构6处，研磨机构6对搅碎后的骨料进行研磨处理；

步骤四、混料工序，所述步骤三中完成研磨的骨料经进料口23进入到主轴2内的混料通道21中，粉料由上往下加入到混料通道21中，在混料通道21中粉料和骨料在混料机构22的作用下混合均匀并由出料口24输出至搅拌桶4内；

步骤五、加水搅拌工序，所述步骤四中混合形成的混合料由出料口24输出的过程中，水经加水通道27以及洒水盘28加入到搅拌桶4内，搅拌机构9随搅碎机构6一起运转对搅拌桶4内的混合料与水进行搅混均匀，且在搅拌的过程中第一搅拌组件91将中间的料往两侧拨，第二搅拌组件92将两侧的料往中间拨，第三搅拌组件93对料进行二级旋转搅拌；

步骤六、浇注工序，所述步骤五中搅拌桶4内的混合料完成搅拌后，人工从搅拌桶4内取出混合料加入到成型模具内。

值得一提的是，采用上述工艺步骤及对应的设备制备出来的钢包上水口经检测具有如下的理化指标：

工作过程：

将配好的原料加入到搅碎空间20，启动驱动件1，搅碎刀具72对骨料进行搅碎，骨料搅碎后经甩出孔31进入到甩出空间10内，甩出空间10的骨料在离心力以及后续甩出的料的推送作用下沿着外桶5的内壁向上移动，移动至导向限位部613后沿着导向限位部613以及导入部612进入到研磨槽32和研磨部611之间，研磨盘61随着主轴2转动对骨料进行研磨，压入块614在转动过程中对骨料产生下压的作用；

研磨出来的骨料沿着导流件33下落然后由进料口23进入到混料通道21内，与此同时粉料斗8内的粉料加入到混料通道21与骨料混合，主轴2转动的过程中通过内齿盘25以及齿轮b223带动齿轮a222转动，从而带动混料轴221与主轴2反向转动；

粉料以及骨料下落的过程中，混料轴221上的混料杆a2211与混料通道21的内壁上的混料杆b26反向转动对料进行搅混，混合后的料下落至搅拌桶4内，与此同时，水通过加水通道27以及洒水盘28缓缓加入到搅拌桶4内与料混合，第一搅拌组件91、第二搅拌组件92以及第三搅拌组件93一起随着主轴转动，且在转动的过程中第三搅拌组件93在齿轮933和齿圈934的作用下进行自转；

第一搅拌组件91将中间的料往两侧拨，第二搅拌组件92将两侧的料往中间拨，第三搅拌组件93对料进行二级旋转搅拌；

搅拌完成后，可以通过打开搅拌桶4底部的出料口进行取料。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。