一种转炉风眼管内部粘结清理工具的制作方法

本发明属于工业冶铜用冶炼设备技术领域，特别涉及一种转炉风眼管内部粘结清理工具。

背景技术：

冰铜吹炼过程是火法冶炼生产粗铜的最后一道工序，生产过程中进行脱硫除铁和进一步降低冰铜中其他有害杂质。脱硫除铁系统和去杂质系统均采用规格为260t/炉的ps大型转炉。整个吹炼过程在转炉炉内进行，通过气体搅动熔体，发生激烈的化学反应，当吹炼结束时，内部风口区域会有冷铜粘结，在进下一炉料前，必须将每个风口的风眼进行清理一遍，否则会影响下一炉正常生产的节奏。

目前生产过程中采用的都是机械捶打式刚性清风眼方式，如中国实用新型专利cn201339057y公开了一种气动式捅风眼机，包括机架，机架底部设有可在轨道上行走的滑轮，机架上设有钎杆以及相配套使用的气缸，气缸用于驱动钎杆捅打风眼，以去除风眼内的粘结物；中国实用新型cn201620259122.7公开了一种捅风眼机，包括气缸、滑块和钎杆，滑块的一侧靠近气缸，滑块的另一侧与钎杆相连接，气缸的活塞杆推动滑块，滑块带动钎杆对风眼进行捅打；另外检索得实用新型专利cn205917298u、实用新型专利cn204185510u、实用新型专利cn206001915u等均为采用钎杆捅打方式实现风眼清理的设备。

生产实践中发现，采用捅打方式容易造成炉子内部风眼区耐火砖的非正常损坏，捅打设备运行不良时还十分容易造成炉外壁损伤，使得设备维修率升高，且严重影响正常的转炉生产炉次，减低生产效率。

技术实现要素：

基于现有设计，同时为了解决现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种转炉风眼管内部粘结清理工具，针对ps大型转炉风口的风眼堵塞问题，用钻孔取代捅打方式，解决了现有设计容易造成炉子内部风眼区耐火砖的非正常损坏的技术问题。同时，为了更好地实现清理效果，本发明对技术方案做了进一步优化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种转炉风眼管内部粘结清理工具，包括基座组件、捅打装置和旋转装置，所述基座组件包括支重轮、导向轮、支架和导轨，所述支架底面两侧设有所述支重轮，所述支架底面中部设有所述导向轮，所述支重轮放置在所述导轨上，所述基座组件可以在导轨上做来回横向运动；所述捅打装置固定设置在所述支架上，捅打装置包括气缸、滑座、导向杆和钎杆，所述气缸固定设在所述支架的后侧，所述气缸通过双向柔性连接器和所述滑座连接，所述导向杆设在所述支架前部的两侧，导向杆的延伸方向和捅打方向一致，所述滑座安装在导向杆上，滑座能在导向杆上滑移，所述钎杆为细长杆状结构，连接在所述滑座上，用于捅打炉子风眼；所述旋转装置包括气动马达、减速机、联轴器、传动轴、转杆和麻花钻组成，所述气动马达固定安装在所述滑座上，气动马达的转轴连接减速机，所述减速机扭矩输出端通过所述联轴器和所述传动轴连接，所述传动轴连接转杆，将扭矩传输到转杆带动转杆转动，所述转杆末端可拆卸地安装有麻花钻。

进一步地，为实现自动化控制，所述转炉风眼管内部粘结清理工具还包括控制组件，所述控制组件包括控制器、压力传感器、伺服电机和线缆，所述压力传感器设在所述双向柔性连接器上，用于检测所述钎杆对所述双向柔性连接器的压力，所述压力传感器通过所述线缆连接所述控制器，所述伺服电机通过传动件连接所述支重轮，带动支重轮转动，伺服电机、气缸和气动马达均通过线缆连接所述控制器，所述控制器设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气动马达的转速、开启时间和两次清理开启的时间间隔，测定所述压力传感器的压力值，设定所述双向柔性连接器承受的最大压力值。

进一步地，所述传动件为链条、皮带或齿轮。

进一步地，所述钎杆设有两条，两条钎杆平行设置，所述钎杆的距离和ps大型转炉风口的相邻两个风眼之间的距离相等，所述钎杆和所述转杆的延伸方向均和捅打方向一致，在所述延伸方向上，钎杆的末端在所述转杆末端的前方5～15cm处，当所述转杆安装所述麻花钻后，所述麻花钻的末端在所述钎杆末端的前方5～15cm处。

进一步地，所述支重轮上设有刹车踏板，用于将支重轮制动在所述导轨上。

本发明还提供了基于手动控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法，其具体包括以下步骤：

1、采用人工操作实现基座组件的横向平行移动，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述麻花钻钻头对准待清理的风眼；

2、开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座向前移动，同时开启所述气动马达，带动麻花钻头转动，当麻花钻头钻入待清理的风眼内时，对风眼内的粘结的冷铜进行清理，清理完成后，使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述麻花钻退出风眼；

3、如果清理后的风眼内仍然留有毛刺未清理干净，卸下所述麻花钻，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述钎杆对准待清理的风眼，再开启气缸，推动所述滑座向前移动，钎杆进入风眼内对风眼进行进一步清理，清理完成后，使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述钎杆退出风眼。

进一步地，本发明还提供了基于自动化控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法，其具体包括以下步骤：

1、先将所述清理工具移动到横向的最左侧，启动控制器，在所述控制器上设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气动马达的转速、开启时间和两次清理开启的时间间隔；

2、设定完成后，按下控制器运行按钮，所述控制器按照设定的速度和时间输出指令到所述伺服电机，控制所述伺服电机转动一定角度，使得所述麻花钻钻头对准待清理的风眼；

3、控制器运行完上述步骤2后，停止伺服电机转动并开始计时，同时按照设定的推进速度输出指令到所述气缸并开始计时，开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座按设定速度向前移动，当滑座前进一段距离后，控制器输出指令到所述气动马达并开始计时，开启所述气动马达，带动麻花钻头转动，当麻花钻头钻入待清理的风眼内时，对风眼内的粘结的冷铜进行清理，清理到达设定的推进时间后，控制器输出指令到所述气缸，使气缸产生拉力，拉动所述滑座按照设定的退回速度向后滑移，所述麻花钻退出风眼，所述滑座后退一段距离后到达设定的气动马达开启时间点，控制器输出指令到所述气动马达，控制气动马达停止转动，当控制器内到达设定的气缸退回时间后，控制器输出指令到所述气缸控制气缸停止工作，此时到达设定的所述清理工具两次清理的间隔时间，控制器输出指令控制伺服电机转动，重复所述步骤2～3，直到到达总清理时间为止；

4、如果清理后的风眼内仍然留有毛刺未清理干净，卸下所述麻花钻，关闭控制器，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述钎杆对准待清理的风眼，再手动开启气缸，推动所述滑座向前移动，钎杆进入风眼内对风眼进行进一步清理，清理完成后，使手动控制气缸使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述钎杆退出风眼。

进一步地，自动化控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法中，所述步骤4也采用自动化控制，在所述控制器上设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，其余步骤如步骤2～3所述，设定所述双向柔性连接器承受的最大压力值，为防止钎杆断裂，当钎杆未对准风口时，钎杆顶靠在炉壁上，滑块继续推进的过程中，双向柔性连接器压力增大，压力传感器将压力传输到控制器内，当压力值达到设定的双向柔性连接器承受的最大压力值时，所述控制器切断伺服电机、气缸和气动马达的电路使得整个所述清理工具停止工作，同时发出警报。

本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具用于清理冰铜吹炼用ps大型转炉的风口的风眼。

本发明的有益效果是：

1.采用本发明所述的清理工具对ps大型转炉的风口的风眼进行清理，风眼管清理干净彻底、炉体耐火材料不会损坏，减少了转炉风口砖异常损耗率，结构合理、使用效果好。使用过程中采用麻花钻清理风口一般都能达到理想的效果，而不需要进行捅打工序，但是当风口较长时间未清理或者风口处粘结的铜杂质太厚时(因为实际上需要经常对风口进行疏通，因此此种情况在生产实践中很少碰到)，采用麻花钻清理可能会在风口处留下毛刺或飞边，也可以采用本发明所述的捅打装置对风口进行进一步清理。

2.本发明提供了人工清理和自动化清理两种方案，实践证明两种方案都切实可行，各有优势：人工清理方便，且便于管理，自动化清理生产效率高，所需人力物力较少，且操作精确，失误率低。厂区可根据自身设备和条件需要选择合适的方案。

3.以往传统的捅打机由于操作失误或控制不当，十分容易出现钎杆断裂的现象，本发明通过安装双向柔性连接器，当钎杆捅打位置不正确时，起到缓冲作用，防止钎杆弯曲或折断。且在自动化方案中，通过在双向柔性连接器上安装压力传感器，实时监控钎杆压力值，进一步保证了钎杆的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明俯视结构示意图；

图2为本发明主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，绝不限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“正面”、“侧面”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内侧”、“外侧”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，仅为方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～2所示，一种转炉风眼管内部粘结清理工具，包括基座组件、捅打装置和旋转装置，基座组件包括支重轮8、导向轮10、支架1和导轨11，支架1底面两侧设有支重轮8，支架1底面中部设有导向轮10，支重轮8放置在导轨11上，所述基座组件可以在导轨11上做来回横向运动。捅打装置固定设置在支架1上，捅打装置包括气缸2、滑座6、导向杆12和钎杆13，气缸2固定设在支架1的后侧，气缸2通过双向柔性连接器14和滑座6连接，导向杆12设在支架1前部的两侧，导向杆12的延伸方向和捅打方向一致，滑座6安装在导向杆12上，滑座6能在导向杆12上滑移，钎杆13为细长杆状结构，连接在滑座6上，用于捅打炉子风眼。旋转装置包括气动马达3、减速机4、联轴器5、传动轴7、转杆9和麻花钻15组成，气动马达3固定安装在滑座6上，气动马达3的转轴连接减速机4，减速机4扭矩输出端通过联轴器5和传动轴7连接，传动轴7连接转杆9，将扭矩传输到转杆9带动转杆9转动，转杆9末端可拆卸地安装有麻花钻15。钎杆13设有两条，两条钎杆13平行设置，钎杆13的距离和ps大型转炉风口的相邻两个风眼之间的距离相等，钎杆13和转杆9的延伸方向均和捅打方向一致，在延伸方向上，钎杆13的末端在转杆9末端的前方15cm处，当转杆9安装麻花钻15后，麻花钻15的末端在钎杆13末端的前方10cm处。

为实现自动化控制，转炉风眼管内部粘结清理工具还包括控制组件(由于控制组件的连接方式属于现有技术，所以未在附图中标出)，控制组件包括控制器、压力传感器、伺服电机和线缆。压力传感器设在双向柔性连接器上，用于检测所述钎杆对所述双向柔性连接器的压力。压力传感器通过线缆连接控制器，伺服电机通过传动件连接支重轮，带动支重轮转动。伺服电机、气缸和气动马达均通过线缆连接控制器，控制器设定清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定气动马达的转速、开启时间和两次清理开启的时间间隔，测定压力传感器的压力值，设定所述双向柔性连接器承受的最大压力值。

实施例1

一种手动控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法，其具体包括以下步骤：

1、采用人工操作实现基座组件的横向平行移动，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述麻花钻钻头对准待清理的风眼；

2、开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座向前移动，同时开启所述气动马达，带动麻花钻头转动，当麻花钻头钻入待清理的风眼内时，对风眼内的粘结的冷铜进行清理，清理完成后，使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述麻花钻退出风眼；

3、如果清理后的风眼内仍然留有毛刺未清理干净，卸下所述麻花钻，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述钎杆对准待清理的风眼，再开启气缸，推动所述滑座向前移动，钎杆进入风眼内对风眼进行进一步清理，清理完成后，使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述钎杆退出风眼。

实施例2

一种自动化控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法，其具体包括以下步骤：

1、先将所述清理工具移动到横向的最左侧，启动控制器，在所述控制器上设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气动马达的转速、开启时间和两次清理开启的时间间隔；

2、设定完成后，按下控制器运行按钮，所述控制器按照设定的速度和时间输出指令到所述伺服电机，控制所述伺服电机转动一定角度，使得所述麻花钻钻头对准待清理的风眼；

3、控制器运行完上述步骤2后，停止伺服电机转动并开始计时，同时按照设定的推进速度输出指令到所述气缸并开始计时，开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座按设定速度向前移动，当滑座前进一段距离后，控制器输出指令到所述气动马达并开始计时，开启所述气动马达，带动麻花钻头转动，当麻花钻头钻入待清理的风眼内时，对风眼内的粘结的冷铜进行清理，清理到达设定的推进时间后，控制器输出指令到所述气缸，使气缸产生拉力，拉动所述滑座按照设定的退回速度向后滑移，所述麻花钻退出风眼，所述滑座后退一段距离后到达设定的气动马达开启时间点，控制器输出指令到所述气动马达，控制气动马达停止转动，当控制器内到达设定的气缸退回时间后，控制器输出指令到所述气缸控制气缸停止工作，此时到达设定的所述清理工具两次清理的间隔时间，控制器输出指令控制伺服电机转动，重复所述步骤2～3，直到到达总清理时间为止；

4、如果清理后的风眼内仍然留有毛刺未清理干净，卸下所述麻花钻，关闭控制器，用人工推动方式将所述基座组件沿导轨推到所需的位置，使得所述钎杆对准待清理的风眼，再手动开启气缸，推动所述滑座向前移动，钎杆进入风眼内对风眼进行进一步清理，清理完成后，使手动控制气缸使气缸产生拉力，拉动所述滑座向后滑移，所述钎杆退出风眼。

实施例3

一种自动化控制下使用本发明所述转炉风眼管内部粘结清理工具的清理方法，其具体包括以下步骤：

1、先将所述清理工具移动到横向的最左侧，启动控制器，在所述控制器上设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气动马达的转速、开启时间和两次清理开启的时间间隔；

2、设定完成后，按下控制器运行按钮，所述控制器按照设定的速度和时间输出指令到所述伺服电机，控制所述伺服电机转动一定角度，使得所述麻花钻钻头对准待清理的风眼；

3、控制器运行完上述步骤2后，停止伺服电机转动并开始计时，同时按照设定的推进速度输出指令到所述气缸并开始计时，开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座按设定速度向前移动，当滑座前进一段距离后，控制器输出指令到所述气动马达并开始计时，开启所述气动马达，带动麻花钻头转动，当麻花钻头钻入待清理的风眼内时，对风眼内的粘结的冷铜进行清理，清理到达设定的推进时间后，控制器输出指令到所述气缸，使气缸产生拉力，拉动所述滑座按照设定的退回速度向后滑移，所述麻花钻退出风眼，所述滑座后退一段距离后到达设定的气动马达开启时间点，控制器输出指令到所述气动马达，控制气动马达停止转动，当控制器内到达设定的气缸退回时间后，控制器输出指令到所述气缸控制气缸停止工作，此时到达设定的所述清理工具两次清理的间隔时间，控制器输出指令控制伺服电机转动，重复所述步骤2～3，直到到达总清理时间为止；

4、如果清理后的风眼内仍然留有毛刺未清理干净，卸下所述麻花钻，在所述控制器上设定所述清理工具每次横向运动的速度、横向运动的时间和两次清理的间隔时间，设定所述气缸向前推进的速度、推进的时间、退回速度、退回的时间和两次清理的间隔时间，设定所述双向柔性连接器承受的最大压力值；

5、设定完成后，按下控制器运行按钮，所述控制器按照设定的速度和时间输出指令到所述伺服电机，控制所述伺服电机转动一定角度，使得所述两个钎杆分别对准待清理的两个相邻风眼；

6、控制器运行完上述步骤5后，停止伺服电机转动并开始计时，同时按照设定的推进速度输出指令到所述气缸并开始计时，开启气缸使气缸产生推力，推动所述滑座按设定速度向前移动，如果钎杆未对准风口时，钎杆顶靠在炉壁上，滑块继续推进的过程中，双向柔性连接器压力增大，压力传感器将压力传输到控制器内，当压力值达到设定的双向柔性连接器承受的最大压力值时，所述控制器切断伺服电机、气缸和气动马达的电路使得整个所述清理工具停止工作，同时发出警报。如果钎杆完全对准风口，钎杆能够在滑块的作用下对风眼内的粘结的冷铜进行捅打清理，清理到达设定的推进时间后，控制器输出指令到所述气缸，使气缸产生拉力，拉动所述滑座按照设定的退回速度向后滑移，所述麻花钻退出风眼，当控制器内到达设定的气缸退回时间后，控制器输出指令到所述气缸控制气缸停止工作，此时到达设定的所述清理工具两次清理的间隔时间，控制器输出指令控制伺服电机转动，对下两个风口进行清理，重复所述步骤5～6，直到到达总清理时间为止。