专利名称：插销式双铰链复合盖系统的制作方法
技术领域：
本发明属于运输用特殊盛器技术改造领域，特别是提供了一种插销式双铰链复合 盖系统。
背景技术：
目前高温冶炼场合，液态的水或熔融状态的渣在其转运过程中，仍然是以桶式盛 器为主，比如中小型高炉和一部分大高炉出来的铁水用铁水罐/包作为盛器，而转炉/ 电炉出来的钢水用钢水包作为盛器。它们在工序间的转运有地面和空中两种方式，地 面运输由专用的机车、汽车或者运输台车实现，空中运输基本发生在室内如炼铁厂的 铸铁间、炼钢厂兑铁水跨、钢水接受跨和维修跨，由冶金吊车或者专用维修行车吊运 转移。随着各种新的钢水精炼技术和铁水预处理技术的迅速推广，从敞口的铁水包或 钢水包回用辐射热能以降低冶炼成本和减少环境污染正逐步成为人们的一个共识。比 如说，KR法铁水脱硫生产成本低，深脱硫效果好，但温降大，达到30 4(TC，比采用 颗粒镁喷吹多降低15 25°C，采用本插销式双铰链复合盖系统，铁水在运输途中就可 以少损失2(TC左右的温度，使得采用KR法脱硫工艺几率加大，生产成本直线下降；又 比如，本插销式双铰链复合盖系统适用于全国80%以上的炼钢厂，这些厂的车间布置是 钢水包前往转炉收受钢水时其翻包带方向在前方，本系统保证钢包转运过程中复合盖 始终挂在钢包上，即使需要倾倒注余钢水和注余渣，复合盖也不会脱落，相反由于包 口 60%以上仍有盖子罩住，其辐射和对流产生的热损失大大减少。国外有数据表明，全 程带盖钢包热损失很低，即使在取消钢包在线快速烘烤的情况下，仍可降低出钢温度 15'C以上；采用本系统，从根本上解决一直困绕人们的问题有盖钢水包/铁水罐转运 过程中盖子的加揭放作业会改变现有物流、增加大天车作业时间、改变操作习惯和延 长冶炼时间等各种不利情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种插销式双铰链复合盖系统，巧妙运用外力和简单实用 的纯机械机构，在不改变现有物流、不增加大天车作业时间、不改变操作习惯和保持 原有生产节奏的情况下进行复合盖的加揭作业、自锁保护作业和保温盖的自动开合作 业，达到节能降耗和降本增效的最终目的。
本发明主要针对全国80%以上的钢厂，其车间布置是钢水包前往转炉收受钢水时翻 包带方向在前方，配置本插销式双铰链复合盖后，钢包台车自身的前进/后退与安装于 通道正上方的固定叉指机构相互作用形成插销式双铰链复合盖的自动升降即加/揭盖 作业，此其一；空中钢包翻转过程中，插销机构借助钢包翻转动力，实现插销自锁，保护复合盖始终挂在钢包上，待注余钢水或注余渣临近溢出时带小铰链保温盖靠自重 自动打开放流，此其二；对于铁水罐，在高炉受铁水口处采用专用的拨杆机构自动打 开小铰链盖，受铁完毕再将其盖上，在转炉或电炉兑铁水处，铁水罐翻转过程中，根 据液位的实际净空，在插销自锁作业的同时，用带凸轮的杆机构自动顶开小铰链盖， 以方便铁水的流出，小铰链盖开口度的大小可以设置，从而进行下渣量控制，铁水罐 返回途中带凸轮的杆机构自动回位带动小铰链盖自重复位，此其三；带小铰链保温盖 对于钢水包/铁水罐口积渣敏感度较低，且更加方便此处的清渣作业，此其四。综合以 上说明，本发明纯机械结构特别适合进行技术改造，投入少、工程量小、见效快、机 构基本免维护，因此具有很现实的推广价值。
本发明综合应用了楔形滑块相对运动改向原理、物体自重滑插和物体绕旋转点自 动找平衡原理等，借助于拨叉机构、铰链机构、滑块机构和凸轮机构等得以实现工艺
需求，参照附图1 9。
本发明包括包括包括复合盖、钢水包铰链座(或铁水罐铰链座，下述内容中简用
铰链座进行描述)、门形吊钩梁拨块、插销机构、固定叉指机构5五个子系统；铰链座 直接固定焊接在钢水包/铁水罐桶身或其加强圈上，复合盖1通过铰链座与钢水包或铁
水罐相连；插销机构的本体与复合盖固定连接，插销与复合盖的滑道滑动连接；固定 叉指机构安装在轨道式车辆通道的正上方，用于复合盖与铰链座上大铰链轴的断开闭 合作业，实现复合盖的加放和揭开作业；门形吊钩梁拨块固定安装在门形吊钩的内侧， 处于插销机构、拨杆随钢水包或铁水罐桶体倾翻的必经之路上，用于实现插销的自锁 作业，防止铰链座的大铰链轴因为桶体的继续翻转从复合盖的导向槽中滑脱，确保倒 残存钢水或钢渣时的安全作业，考虑到冶炼生产钢/铁水和钢/铁渣进出钢水包/铁水罐 的实际情况是免不了要在钢水包口/铁水罐口形成积渣，所以本发明大铰链轴和插销间 留有足够的净空允许复合盖和钢水包口/铁水罐口间有150 10的积渣，从而在保障机 构正常工作的前提下，达到尽可能减少工人清渣的次数、降低工人的劳动强度的目的。
本发明所述的复合盖包括大保温盖、带小铰链的保温盖、对称两组大铰链挂钩、 对称两组叉指关联平衡耳轴座和1组叉指关联锁挂耳轴座、小铰链轴，复合盖同时还 是插销机构的安装机架。
复合盖的大保温盖是其他子机构的安装母体，以固定连接关系为主，除了带小铰 链的保温盖通过小铰链轴与其是相对转动连接关系外；大铰链挂钩开式挂耳结构，倒U 型安装，还为插销提供滑道；带小铰链的保温盖采用开式挂耳倒U形安装，以方便其 更换作业，其与大保温盖之间常有相对运动，采用错口连接，断面形状是上宽下窄； 叉指关联平衡耳轴座与固定叉指机构的平衡叉指以及叉指关联锁挂耳轴座与固定叉指 机构的锁挂叉指必须保持一一对应关系(开裆间距和角度都相互对应)才能保证复合盖 的加放和揭开作业；插销机构在复合盖上也必须保持安装精度，保证拨杆回转时能够与门形吊钩梁拨块有效接触才能保证插销的有效作业。
本发明所述的铰链座为两组，铰链座包括大铰链轴、导入板装配；导入板装配与 钢水包或铁水罐焊接固定。
本发明所述门形吊钩梁拨块呈倒V型， 一组两个，分别固定在门型吊钩上。
本发明所述的插销机构为两组，对称布置在钢水包/铁水罐的耳轴侧，插销机构包 括弹簧、配重、转轴、拨杆、插销和机构本体，插销机构固定安装在复合盖上，其插 销滑道由大铰链挂钩提供。
本发明所述的固定叉指机构由平衡叉指(两个)，锁挂叉指(l个)以及其安装座 架组成。要求其安装座架固定于较坚固的平台上，以吸收复合盖升降过程中产生的水 平冲击力。揭盖工作时，锁挂叉指先接触锁挂耳轴座，平衡叉指跟进接触平衡耳轴座， 三个叉指同时推动复合盖沿大铰链挂钩的导向槽上升，直至复合盖锁挂耳轴座卡到锁 挂叉指的驼峰里，并与钢水包或铁水罐上大铰链轴单方向分离，复合盖留在固定叉指 机构上，钢水包或铁水罐继续前进，揭盖作业完成；加盖作业时，大铰链挂钩被大铰 链轴强行拖拽离开锁挂叉指的驼峰窝，并顺三个叉指顶面下滑直至复合盖全部座落到 钢水包或铁水罐口上，加盖作业完成。
插销机构在钢水包或铁水罐正常的水平运输途中不动作，只在天车转运途中且钢 水包/铁水罐倾翻到适当角度即拨杆与设置在门形吊钩上的门形吊钩梁拨块产生相对 运动时才工作，参图3和图4，复合盖绕旋转点逆时针旋转时加插销，反之逆时针旋转 时拉拔插销。
本发明的优点在于，巧妙运用外力和简单实用的纯机械机构，在不改变现有物流、 不增加大天车作业时间、不改变操作习惯和保持原有生产节奏的情况下进行复合盖的 加揭作业、自锁保护作业和保温盖的自动开合作业，达到节能降耗和降本增效的最终 目的，直接效益体现在可提高铁水预处理初始温度近4(TC，降低转炉出钢温度15'C以上。
图1为本发明插销式双铰链复合盖总的结构示意图的俯视图。其中，复合盖1、铰 链座2、插销机构4、大保温盖ll、带小铰链的保温盖12、大铰链挂钩13、小铰链轴 14、叉指关联平衡耳轴座15、叉指关联锁挂耳轴座16、导入板装配21、大铰链轴22。
图2是总的结构示意图的正立面图。其中，复合盖l、铰链座2、门形吊钩梁拨块 3、插销机构4、固定叉指机构5、大保温盖11、带小铰链的保温盖12、大铰链挂钩13、 小铰链轴14、叉指关联平衡耳轴座15、叉指关联锁挂耳轴座16、弹簧41、配重42、 转轴43、拨杆44 、平衡叉指51、锁挂叉指52、安装座架53。
图3为本发明插销机构4过程状态的拨杆44在平衡待机位置。其中，复合盖l、 铰链座2、门形吊钩梁拨块3、插销机构4。
6图4为本发明插销机构4过程状态的拨杆44越过拨块3已经恢复到自由位，也是 盛器反转插销45待拔时状态。其中，复合盖l、铰链座2、门形吊钩梁拨块3、插销机 构4
图5为本发明插销机构4过程状态的钢水包等倾倒注余水和注余渣时的状态，即
带小铰链的保温盖12自动打开时的状态。
图6为本发明插销机构4过程状态的复合盖1下没有积渣情况时插销45已经被拔
出到安全位置的状态。
图7为本发明采用固定叉指机构5进行加盖和揭盖的中间工作状态。 图8为本发明采用固定叉指机构5进行加盖和揭盖的初始接触状态。 图9为本发明采用固定叉指机构5进行加盖和揭盖的叉指机构带盖状态。
具体实施例方式
图1 9为本发明的具体实施方式
，结合图1 9说明如下
参图1和2，插销机构4的动力来自于插销机构拨杆44与拨块3的相对运动产生 的挤兑力，经过转轴43传递到相互作用的弹簧41、配重42、插销45及其牵挂拖链等； 该动力同样可以被用于带小铰链的保温盖12的打开与复位；双铰链挂钩(12和13) 都是带倒U形槽的挂耳机构，既起到安装调整方便的作用，也能消化积渣的影响，其 中大铰链挂钩13的槽口在加揭盖过程中还起到导向作用，使得复合盖l运行平稳，震 动减小，从而可以有效地延长复合盖内衬耐火材料的使用寿命。
图2中插销机构4、双铰链和固定叉指机构5是本发明的核心。包括复合盖l、 铰链座2、拨块3、插销机构4、固定叉指机构5五个子系统。
次级系统主要部件构成情况大保温盖11、带小铰链的保温盖12、大铰链挂钩13、 小铰链轴14、叉指关联平衡耳轴座15和叉指关联锁挂耳轴座16;导入板装配21、大 铰链轴22;弹簧41、配重42、转轴43、拨杆44 、插销45和机构本体46;平衡叉指 51、锁挂叉指52以及其安装座架53。
图3拨杆44仍在平衡待机位置，插销45可以在自重的作用下顺坡滑插(牵拽链 能限制其滑插到底)，也可以由于垂直分力不足以平衡磨擦或积灰阻力待在待机位；图 4则是拨杆44越过拨块3已经恢复到自由位，此时插销45在拨杆的轻推和自重的作用 下完全滑插到位，复合盖1被很好地锁挂在盛器口上，图4状态同样也是盛器反转插 销待拔时的情况；图5是钢水包等倾倒注余钢水和注余渣时带小铰链的保温盖12在自 重作用下已经打开的情形，此时插销45完全自由，其自重联合牵拽链臂和弹簧相对转 轴43产生的转矩远大于配重42和拨杆44侧相对转轴产生的转矩，确保插销45牢牢 处于锁挂位；图6是复合盖1下没有积渣情况时插销机构4拔插45销快结束时的状态， 插销45已经被拔出到安全位置，但是考虑到倾角仍然很大约21. 6"C以及拨杆44很快 会回归原位的情况，插销45将被设计成前后带轮的结构，且其滑道相应设计成前后两个坡度，保障其拔出后的抗反向滑动。
图7、 8和9为本发明采用固定叉指机构5对通过有轨台车上带复合盖1的钢包进 行加盖和揭盖的三个典型状态，图7是初始接触状态，图8是中间工作状态，图9是 叉指机构带盖状态，有轨台车的运行方向决定了是加盖作业还是揭盖作业，结合图7 描述盛器左侧是钢包倾翻带侧，钢包向左运行，机构实施揭盖作业，反之，机构实 施加盖作业。
本发明既可应用于新建新上项目，也可广泛应用于已建工程的改造，针对不同情 况，本系统还有配套的技术可以应用，比如"适合有定位导向的盛器盖专用吊具"即 是本系统的重要补充，国内很多钢厂建成的双工位LF炉有很多采用钢包侧进侧出方式， 与图7描述的车辆行进方向呈垂直状态，本系统采用的复合盖1属于有定位导向的盛 器盖，"适合有定位导向的盛器盖专用吊具"替代上述固定叉指机构5布置在钢包受钢 位和处理位之间，当钢包处于该吊具正下方且静止时，所述专用吊具可以准确实施复 合盖1的揭盖、存放和加放作业；"适合有定位导向的盛器盖专用吊具"也可以与横移 门形台车组合实现双工位V0D、铁水罐机车转运位置等固定工位钢水包/铁水罐复合盖 1的加揭作业；本发明特别适合采用铁水一罐到底生产工艺的场合，但那些没有实现该 工艺的钢厂就可以采用配套技术"一种兑铁水行车带保温盖专用吊具"来对兑铁水包 实施加盖保温作业；再如带小铰链的保温盖12在高炉出铁口收受铁水时必须打开，就 应用到另一个配套技术"一种铁水组合盖及其加揭盖方法"。
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权利要求
1、一种插销式双铰链复合盖系统，其特征在于，包括复合盖(1)、铰链座(2)、门形吊钩梁拨块(3)、插销机构(4)、固定叉指机构(5)五个子系统；铰链座(2)直接固定焊接在钢水包/铁水罐桶身或其加强圈上，复合盖(1)通过铰链座(2)与钢水包或铁水罐相连；插销机构(4)的本体与复合盖(1)固定连接，插销(45)与复合盖(1)的滑道滑动连接；固定叉指机构(5)安装在轨道式车辆通道的正上方，用于复合盖(1)与铰链座(2)上大铰链轴(22)的断开闭合作业，实现复合盖(1)的加放和揭开作业；门形吊钩梁拨块3固定安装在门形吊钩的内侧，处于插销机构(4)拨杆(44)随钢水包或铁水罐桶体倾翻的必经之路上，用于实现插销(44)的自锁作业，防止铰链座(2)的大铰链轴(22)因为桶体的继续翻转从复合盖(1)的导向槽中滑脱，确保倒残存钢水或钢渣时的安全作业，大铰链轴(22)和插销(45)间留有足够的净空允许复合盖和钢水包口或铁水罐口间有150～10的积渣。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的复合盖(1)包括大保温盖(11) 、带小铰链的保温盖(12)、对称两组大铰链挂钩(13)、对称两组叉指关联平衡 耳轴座(15)和l组叉指关联锁挂耳轴座(16)、小铰链轴(14)，复合盖(1)同时还 是插销机构(4)的安装机架；复合盖(1)的大保温盖(11)是其他子机构的安装母体，除了带小铰链的保温盖(12) 通过小铰链轴(14)与其是相对转动连接关系外；大铰链挂钩(13)开式挂耳结构， 倒U型安装，还为插销(45)提供滑道；带小铰链的保温盖(12)采用开式挂耳倒U形安 装，其与大保温盖(ll)之间常有相对运动，采用错口连接，断面形状是上宽下窄；叉 指关联平衡耳轴座(15)与固定叉指机构的平衡叉指(51)以及叉指关联锁挂耳轴座(16)与固定叉指机构的锁挂叉指(52)必须保持一一对应关系才能保证复合盖1的 加放和揭开作业；插销机构U)在复合盖(1)上也必须保持安装精度，保证拨杆(44) 回转时能够与门形吊钩梁拨块(3)有效接触才能保证插销的有效作业；所述的一一对 应关系是指开裆间距和角度都相互对应。
3、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的铰链座(2)为两组，铰链 座(2)包括大铰链轴(22)、导入板装配(21);导入板装配(21)与钢水包或铁水罐 焊接固定。
4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的门形吊钩梁拨块(3)呈倒V型， 一组两个，分别固定在门型吊钩上。
5、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的插销机构(4)为两组，对 称布置在钢水包/铁水罐的耳轴侧，插销机构(4)包括弹簧(41)、配重(42)、转轴(43)、拨杆(44)、插销(45)和机构本体(46)，插销机构(4)固定安装在复合盖 .(1)上，其插销滑道由大铰链挂钩(13)提供。
6、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的固定叉指机构(5)由两个 平衡叉指(51)， l个锁挂叉指(52)以及其安装座架(53)组成；要求其安装座架固 定于较坚固的平台上，以吸收复合盖升降过程中产生的水平冲击力；揭盖工作时，锁 挂叉指(52)先接触锁挂耳轴座(16)，平衡叉指(51)跟进接触平衡耳轴座(15)， 三个叉指同时推动复合盖(1)沿大铰链挂钩(13)的导向槽上升，直至复合盖(1) 锁挂耳轴座(16)卡到锁挂叉指(52)的驼峰里，并与钢水包或铁水罐上大铰链轴(22) 单方向分离，复合盖(1)留在固定叉指机构(5)上，钢水包或铁水罐继续前进，揭 盖作业完成；加盖作业时，大铰链挂钩(13)被大铰链轴(22)强行拖拽离开锁挂叉 指(52)的驼峰窝，并顺三个叉指顶面下滑直至复合盖全部座落到钢水包或铁水罐口 上，加盖作业完成。
全文摘要
一种插销式双铰链复合盖系统，属于运输用特殊盛器技术改造领域。包括复合盖(1)、铰链座(2)、门形吊钩梁拨块(3)、插销机构(4)、固定叉指机构(5)五个子系统。优点在于，该技术巧妙运用外力和简单实用的纯机械机构，在不改变现有物流、不增加大天车作业时间、不改变操作习惯和保持原有生产节奏的情况下进行复合盖的加揭作业、自锁保护作业和保温盖的自动开合作业，达到节能降耗和降本增效的最终目的，直接效益体现在可提高铁水预处理初始温度近40℃，降低转炉出钢温度15℃以上。
文档编号B22D41/00GK101648268SQ20091009160
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者龙 仇, 何正山 申请人:北京北科中钢工程技术有限公司