后入顶针式拉拔机构及后入顶针式钢包上水口热更换装置的制作方法

本实用新型涉及一种冶金行业耐火材料用后拔除工具，特别涉及一种钢包上水口热更换时，拉拔模块能够从滑板侧送入并卡住钢包上水口残砖拉出的工具。

背景技术：

钢包滑动水口系列耐材包括钢包上水口、上滑板、下滑板、钢包下水口，主要作用为在浇钢过程中控制钢水的流速.其中钢包上水口安装在钢包底部，通过火泥与水口座砖的内壁紧密配合。钢包上水口的内孔由于受到钢水的冲刷而不断扩大，正常情况下其使用寿命一般只有15炉次，而与之配套的水口座砖寿命一般在40、50次，也就是说，钢包在周转过程中需要多次热更换上水口。

旧上水口残砖的拆除，目前国内普遍采用风镐打碎的方式，近两年开始尝试采用机械拔除上水口，这类机构由液压缸、定位支架及连接部分、从钢包口送入到上水口孔内并卡住的拉拔模块组成，我们称之为前入式；这种装置需要几人配合才能完成作业，另外，近几年国内钢厂开始逐步推广钢包全程加盖，此类前入式拔除机构就不能使用，因此，产业化前景越来越小。

近年，也有尝试开始设计从滑板装配侧送入上水口孔内进行拔除作业的装置(称之为后入式，)，后入式热更换装置的动力、支撑部分与前入式基本相似，区别主要是送入上水口的后入式拉拔模块，因为模块需要从滑板侧装入上水口，装入后还需要打开并卡牢上水口,因此伸入上水口部分必须是活动结构，或者几种零部件组合在一起。实际上，受限于上水口孔内狭小尺寸，活动部分顺利打开的概率极低，且高温环境下还要承受很大的拉力，也非常容易损坏，因些，这类后入式装置设计难度很大，虽然可以查阅到有类似原理的专利，但市场上还没有见到这种类型的热更换装置实物。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型在于提供一种结构结实耐用、拔除成功率高、拉拔模块从滑板侧送入上水口孔内的后入顶针式上水口拔除装置。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

后入顶针式拉拔机构，包括后入式拉杆、销钉、活动头和顶针，所述后入式拉杆的一端通过所述销钉与所述活动头铰接，所述顶针位于所述后入式拉杆上的导向通道内并可在所述导向通道内往复滑动，所述顶针向着所述活动头的方向滑动可推动所述活动头以所述销钉为轴转动，所述导向通道沿所述后入式拉杆的轴向设置。

上述后入顶针式拉拔机构，所述后入式拉杆的一端为铰接端、另一端为拉拔端，所述铰接端通过所述销钉与所述活动头铰接。

上述后入顶针式拉拔机构，所述铰接端和所述拉拔端之间的所述后入式拉杆由同轴的径向限位及轴向导向部、轴向导向部和顶针端头承接部组成，所述轴向导向部位于所述径向限位及轴向导向部和所述顶针端头承接部之间，并且所述顶针端头承接部邻近所述拉拔端；所述导向通道由位于所述轴向导向部表面上的第一导向凹槽、位于所述径向限位及轴向导向部内的导向孔以及位于所述铰接端表面上的第二导向凹槽组成。

上述后入顶针式拉拔机构，所述顶针一端的为限位端头、另一端为驱动端头，所述限位端头位于所述拉拔端与所述轴向导向部之间，所述限位端头与所述顶针端头承接部的表面接触且凹凸配合，所述限位端头自所述拉拔端向所述轴向导向部运动时，所述驱动端头推动所述活动头以所述销钉为轴转动。

上述后入顶针式拉拔机构，所述限位端头的最大宽度大于所述第一导向凹槽的入口最大宽度。

上述后入顶针式拉拔机构，所述限位端头和所述顶针端头承接部的接触面与所述后入式拉杆轴线的距离小于所述第一导向凹槽的槽底与所述后入式拉杆轴线的距离；并且所述限位端头和所述顶针端头承接部的接触面与所述后入式拉杆轴线的距离小于所述拉拔端表面与所述后入式拉杆轴线的距离。

上述后入顶针式拉拔机构，所述径向限位及轴向导向部、所述轴向导向部、所述顶针端头承接部和所述拉拔端均为圆柱体，所述径向限位及轴向导向部的直径、所述轴向导向部的直径和所述顶针端头承接部的直径依次减小。

上述后入顶针式拉拔机构，所述导向通道垂直于所述销钉。

上述后入顶针式拉拔机构，所述顶针临近所述铰接端的一端凸出所述铰接端的外表面，所述顶针自所述拉拔端向所述铰接端滑动，驱动所述活动头自与所述后入式拉杆同轴的位置以所述销钉为轴转动至与所述后入式拉杆轴线垂直的位置。

具有上述后入顶针式拉拔机构的后入顶针式钢包上水口热更换装置，包括后入顶针式拉拔机构和拉拔驱动机构，所述拉拔驱动机构与所述后入式拉杆远离所述活动头的一端可拆卸连接；

所述拉拔驱动机构为液压拉拔机构，所述液压拉拔机构包括液压缸、支架、“U”型连接头和连接法兰，所述液压缸的活塞杆的自由端穿过所述支架顶板上的孔与所述连接法兰的第一端与固定连接，所述连接法兰的第二端与所述“U”型连接头的第一端铰接；在所述“U”型连接头的第二端上开设有朝着所述“U”型连接头横向开口的后入顶针式拉拔机构端头容纳槽，所述“U”型连接头的第二端端面上开设有与后入顶针式拉拔机构端头容纳槽开口方向一致的U型槽口，所述U型槽口与后入顶针式拉拔机构端头容纳槽在所述“U”型连接头纵向连通，所述U型槽口的横向宽度大于所述后入顶针式拉拔机构端头的外径，所述后入顶针式拉拔机构端头位于所述后入顶针式拉拔机构端头容纳槽内。

本实用新型的有益效果是：结构巧妙、坚固耐用，结合辅助吊挂装置，一个人即可完成上水口拆除操作，大大降低了工人劳动强度，提高了工人热更换上水口作业安全系数，且使用于各种炼钢作业环境，产业化前景广阔。本实用新型经过实际试验验证，作业次数3000次，成功率100％。

附图说明

图1为本实用新型作业示意图；

图2为悬臂吊示意图；

图3为后入顶针式拉拔机构、支架、液压动力装置示意图；

图4A1为后入顶针式拉拔机构平面示意图(活动杆和后入式拉杆拆开)；

图4A2为后入顶针式拉拔机构的立体状态示意图(活动杆和后入式拉杆拆开)；

图4B1为后入顶针式拉拔机构平面结构示意图(活动杆和后入式拉杆通过销钉铰接并且顶针回位)；

图4B2为后入顶针式拉拔机构立体结构示意图(活动杆和后入式拉杆通过销钉铰接并且顶针回位)；

图4C1为后入顶针式拉拔机构平面结构示意图(活动杆和后入式拉杆通过销钉铰接并且顶针向前滑动而推动滑动头旋转90度)；

图4C2为后入顶针式拉拔机构立体结构示意图(活动杆和后入式拉杆通过销钉铰接并且顶针向前滑动而推动滑动头旋转90度)；

图5为支架、液压动力装置上的“U”型连接头示意图；

图6为支架、液压动力装置上的连接法兰示意图。

图中：1-水口座砖，2-上水口残砖，3-滑动机构上滑板腔，4-后入式拉拔机构，5-“U”型连接头，6-连接法兰，7-支架，8-液压缸，9-悬吊臂，13-后入顶针式拉拔机构端头容纳槽，14-U型槽口。

101-后入式拉杆；102-销钉；103-活动头；104-顶针；105-导向通道；106-径向限位及轴向导向部；107-轴向导向部；108-顶针端头承接部。

具体实施方式

为清楚说明本实用新型中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

如图4A1、图4A2、图4B1、图4B2、图4C1和图4C2所示，本实施例后入顶针式拉拔机构包括后入式拉杆101、销钉102、活动头103和顶针104，所述后入式拉杆101的一端通过所述销钉102与所述活动头103铰接，所述顶针104位于所述后入式拉杆101上的导向通道105内并可在所述导向通道105内往复滑动，所述顶针104向着所述活动头103的方向滑动可推动所述活动头103以所述销钉102为轴转动，所述导向通道105沿所述后入式拉杆101的轴向设置。所述导向通道105垂直于所述销钉102。

所述后入式拉杆101的一端为铰接端、另一端为拉拔端，所述铰接端通过所述销钉102与所述活动头103铰接。所述铰接端和所述拉拔端之间的所述后入式拉杆101由同轴的径向限位及轴向导向部106、轴向导向部107和顶针端头承接部108组成，所述轴向导向部107位于所述径向限位及轴向导向部106和所述顶针端头承接部108之间，并且所述顶针端头承接部108邻近所述拉拔端；所述导向通道105由位于所述轴向导向部107表面上的第一导向凹槽、位于所述径向限位及轴向导向部106内的导向孔以及位于所述铰接端表面上的第二导向凹槽组成。

所述顶针104一端的为限位端头、另一端为驱动端头，所述限位端头位于所述拉拔端与所述轴向导向部107之间，所述限位端头与所述顶针端头承接部108的表面接触且凹凸配合，所述限位端头自所述拉拔端向所述轴向导向部107运动时，所述驱动端头推动所述活动头103以所述销钉102为轴转动。所述限位端头的最大宽度大于所述第一导向凹槽的入口最大宽度。所述径向限位及轴向导向部106、所述轴向导向部107、所述顶针端头承接部108和所述拉拔端均为圆柱体，所述径向限位及轴向导向部106的直径、所述轴向导向部107的直径和所述顶针端头承接部108的直径依次减小。

所述限位端头和所述顶针端头承接部108的接触面与所述后入式拉杆101轴线的距离小于所述第一导向凹槽的槽底与所述后入式拉杆101轴线的距离；并且所述限位端头和所述顶针端头承接部108的接触面与所述后入式拉杆101轴线的距离小于所述拉拔端表面与所述后入式拉杆101轴线的距离。

所述顶针104临近所述铰接端的一端凸出所述铰接端的外表面，所述顶针104自所述拉拔端向所述铰接端滑动，驱动所述活动头103自与所述后入式拉杆101同轴的位置以所述销钉102为轴转动至与所述后入式拉杆101轴线垂直的位置。

后入顶针式钢包上水口热更换装置，包括后入顶针式拉拔机构和拉拔驱动机构，所述拉拔驱动机构与所述后入式拉杆101远离所述活动头103的一端可拆卸连接；所述拉拔驱动机构为液压拉拔机构，所述液压拉拔机构包括液压缸8、支架7、“U”型连接头5和连接法兰6，所述液压缸8的活塞杆的自由端穿过所述支架7顶板上的孔与所述连接法兰6的第一端与固定连接，所述连接法兰6的第二端与所述“U”型连接头5的第一端铰接；在所述“U”型连接头5的第二端上开设有朝着所述“U”型连接头5横向开口的后入顶针式拉拔机构端头容纳槽13，所述“U”型连接头5的第二端端面上开设有与后入顶针式拉拔机构端头容纳槽13开口方向一致的U型槽口14，所述U型槽口14与后入顶针式拉拔机构端头容纳槽13在所述“U”型连接头5纵向连通，所述U型槽口14的横向宽度大于所述后入顶针式拉拔机构端头的外径，所述后入顶针式拉拔机构端头位于所述后入顶针式拉拔机构端头容纳槽13内。

本实用新型作业示意图见下面图1，包括悬臂吊9(图2)、支架7、拉拔驱动机构(图3)、以及后入顶针式拉拔机构(图4)，悬臂吊9(图2)固定在热修平台一角，起到吊运支架7、拉拔驱动机构(图3)的作用；拉拔驱动机构(图3)由液压缸8、“U”型连接头5(图5)、连接法兰6(图6)、支架7构成，是拉拔动力的产生装置；后入顶针式拉拔机构(图4)有后入式拉杆101、活动头103、销钉102、顶针104组成，后入式拉杆101一端有环形槽，可与支架7、拉拔驱动机构的“U”型连接头5(图5)，活动头103通过销钉102固定在后入式拉杆101另外一端，顶针104安装在后入式拉杆101上导向通道105内，作业时后入式拉杆101的活动头103端伸入上水口残砖内，推动顶针104可使活动头103放置90度与后入式拉杆101垂直卡住上水口残砖。

根据作业示意图(图1)，作业时，首先把后入式拉拔机构从滑板侧送入到上水口2孔内，推动顶针104使活动头103旋转到与后入式拉杆101垂直状态卡牢上水口残砖，悬臂吊9把支架7、拉拔驱动机构吊运到滑动机构3位置，装置的支架7顶紧滑动机构上滑板腔3，液压缸8中心线对准上水口2孔中心，“U”型连接头5处于向上旋转90度竖起位置，启动液压缸8调整“U”型连接头5与后入式拉拔机构到合适距离，把“U”型连接头5向下旋转90度锁紧后入式拉拔机构后端的环形槽，启动液压缸8拉出上水口残砖2；然后启动悬臂吊9把拉拔装置吊离钢包，作业完成。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型创造所作的举例，而并非对本实用新型创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造权利要求的保护范围之中。