一种钢水包或铁水包前后倾翻装置和生产方法与流程

本发明属于冶金设备技术领域，更具体地说，涉及一种钢水包或铁水包前后倾翻装置和生产方法。

背景技术：

冶金行业中，钢(铁)水罐是炼钢(铁)厂的一种钢(铁)水盛放吊运设备，罐体内砌筑耐火材料，盛放钢水或铁水。铁水罐用于将混铁炉的铁水转运至转炉冶炼，钢水罐用于将转炉冶炼的钢水转运至连铸大包转台，然后向中间罐内浇注钢水，经过结晶器等设备使钢水成为一定规格尺寸的钢坯。

一般情况下，实现盛满钢水的钢(铁)水罐的倾翻是利用天车副钩牵引固定于钢包底部的倾翻机构，通过天车主副钩的配合，使钢包平稳翻转，实现铁水或钢渣的倾倒。但是，这种利用行车吊运钢(铁)水罐的工作方式存在多个问题，一是危险系数高，吊运时绳索固定不牢靠时，容易导致工作到一般的钢(铁)水罐突然倾翻，高温钢水或铁水流出造成设备损坏甚至导致工作人员受伤；二是行车吊运钢(铁)水罐对于场地空间等要求较高，占地空间大，操作繁琐且建造成本较大，实际效果并不是很好。针对这个问题，市面上也出现了部分地面作业的钢(铁)水罐倾翻设备。

中国专利申请号为：cn201410080625.3，公开日为：2015年11月11日的专利文献，公开了一种铁水包翻转倾倒机，包括工作台、翻转驱动缸、翻转中心轴、放置在工作台上的翻转底座、固定在工作台上的轴支架和连接翻转中心轴与翻转底座的翻转架，所述翻转驱动缸的一端铰接在工作台上、另一端铰接在翻转架上，所述翻转底座上设置有铁水包挡块、水平压紧机构和竖向压紧机构。

该铁水包翻转倾倒机通过控制驱动缸对铁水包、底座和翻转架进行顶升来使得铁水包翻转，从而倾倒铁水包铁水，但是铁水包在倾翻前是需要将铁水包中的浮渣扒出，防止浮渣影响最终的产品质量，该倾倒机并没有针对扒渣工作进行改进。而现有技术中一般是在钢(铁)水进入铁水包后，用铁水包平板车将其运送至扒渣车间，行车将铁水包运送至扒渣工位，用行车副钩钩住铁水副吊耳，通过行车将铁水包倾翻一定角度，用人工操作渣耙将铁合金上层浮渣扒除，完成扒渣工序后，再用行车将铁(钢)运送到浇铸工位对钢(铁)水进行浇铸。这种工艺流程生产现场操作人员多，操作人员劳动强度大，生产过程中影响安全生产的因素效多，生产时产生的环保问题无法解决。

中国专利申请号为：cn202010381075.4，公开日为：2020年6月30日的专利文献，公开了一种铁水罐扒渣控制系统，包括安装于铁水罐车运行轨道一侧并与plc控制器连接的激光测距传感器、安装于铁水罐上方除尘罩正面的图像采集摄像器、安装于铁水罐上方除尘罩背面并与plc控制器连接的雷达测距仪、安装于控制铁水罐倾斜动作的油缸里并与plc控制连接的位置传感器、安装于铁水罐车上并与plc控制器连接的倾角传感器、安装于扒渣机上并与plc控制器连接的拉绳编码器、角度传感器以及控制油缸的位置传感器、安装于渣盆运输车底部并与plc控制器连接的称重传感器、安装于扒渣机平台的图像采集摄像器、安装于渣盆接渣位上方的图像采集摄像器、安装于渣盆底部的称重传感器、包含plc控制器和工控机的机柜以及自动扒渣控制软件。

该系统通过控制铁水罐倾倒装置的驱动铁水罐翻转的油缸的行程，使铁水罐翻转一定的角度后直接通过扒渣装置进行扒渣，减小了常规扒渣技术的操作复杂性，更加便捷。但是，铁水罐倾倒装置的驱动油缸是通过顶升铁水罐及其翻转架从而使得铁水罐翻转的，驱动油缸的缸体安装在底座上，通过活塞杆的向上延伸来操作，而扒渣工作则是从上至下降铁水罐中的浮渣扒出，这就导致会对驱动油缸造成一个较大的受力，驱动油缸容易受损，需要经常更换，极为影响倾倒装置的正常工作并大大提高了维护成本。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有的钢水包或铁水包倾翻装置中的钢水或铁水的扒渣工作较为复杂或容易损坏驱动油缸的问题，本发明提供一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，能够方便快捷地实现对钢水或铁水的扒渣工作，且扒渣时不会对驱动油缸造成额外的压力，提高了倾翻装置的工作稳定性，降低了维护成本。

本发明还提供一种钢水包或铁水包前后倾翻装置的生产方法，采用上述一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，操作方便快捷，有效地提高了生产效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，包括底座、倾翻支架、提升油缸、底托、水包和倒拉油缸；所述底座上设有立柱，所述倾翻支架铰接与立柱铰接连接，所述提升油缸的缸体安装在底座上，其活塞杆铰接连接倾翻支架，所述倒拉油缸的缸体安装在倾翻支架上部靠近立柱的一侧，所述底托的一侧与倾翻支架远离倒拉油缸的一侧铰接连接，底托的另一侧铰接连接倒拉油缸的活塞杆；所述水包可拆卸固定安装在底托上。

作为技术方案的进一步改进，所述底座和倾翻支架均具有两个且对称布置，两个底座的前后两端分别固定安装有前梁和后梁，所述底托具有一个，位于两个倾翻支架之间。

作为技术方案的进一步改进，所述前梁和后梁的下端装有车轮。

作为技术方案的进一步改进，所述前梁和后梁上装有电机，所述车轮通过电机驱动。

作为技术方案的进一步改进，所述底托的前后两侧分别设有一对锁紧板，锁紧板上开设有位于同一高度的相对的通孔；所述水包下部外侧设有至少两块卡板，卡板上设有通孔；水包位于底托上时，卡板位于一对锁紧板之间。

作为技术方案的进一步改进，所述卡板具有多个，沿水包的周向等间隔布置。

作为技术方案的进一步改进，所述倾翻支架的上端设有圆弧槽，所述水包的两侧分别设有一根固定杆，所述固定杆上套有支撑轮。

作为技术方案的进一步改进，所述水包的上端设有倾翻溜槽。

作为技术方案的进一步改进，所述水包上端相对于倾翻溜槽的另一端设有扒渣溜槽。

一种钢水包或铁水包前后倾翻装置的生产方法，采用上述一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，包括以下步骤：

一、将水包吊至底托上并固定，接着移动倾翻装置至扒渣工位；

二、倒拉油缸的活塞杆收缩，使得底托沿底托与倾翻支架的铰接点转动，水包倾翻至设定角度后，扒渣机工作将浮渣扒出；

三、倒拉油缸复位，移动倾翻装置至铸铁工位，提升油缸的活塞杆伸出，驱动倾翻支架沿倾翻支架与立柱的铰接点转动，使水包翻转设定角度，进行浇铸工作。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，设置有底托和倒拉油缸，初始状态下倒拉油缸的活塞杆为伸出状态，当需要进行扒渣工作时，只需控制倒拉油缸的活塞杆收缩，即可带动底托朝与倾翻浇铸相反的反向翻转，当达到设定角度后，即可控制扒渣机将水包内的浮渣扒入渣槽，采用这种倒拉式油缸的结构布置，使得扒渣时的作用力主要集中在底托与翻转支架铰接的一侧，避免了对倒拉油缸产生额外的压力，大大加强了油缸的使用寿命，解决了常规的提升油缸驱动水包翻转一定角度进行扒渣时，对提升油缸会产生较大的压力从而导致提升油缸受损的问题；

(2)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，设置一对对称的底座并通过前梁和后梁将底座连接成一个整体，节约了制备成本，且前后梁下方设有通过电机驱动的车轮，能够带动倾翻装置移动，自动完成扒渣工作和浇铸工作，自动化程度高；

(3)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，设置有底托上的锁紧板和水包上的卡板，将水包吊运至底托上后，只需使卡板位于锁紧板之间，再通过轴或杆穿过锁紧板和卡板的通孔即可实现对水包的固定，方便快捷，尤其是，其沿水包的周向等间隔布置有多块卡板，使得水包吊运时无需调节过多的角度，提高了生产效率；

(4)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，倾翻支架的上端设有圆弧槽，水包的两侧分别设有一根固定杆，固定杆上套有支撑轮，当提升油缸驱动倾翻支架和水包翻转时，圆弧槽位置对支撑轮起到支撑作用，而采用这种结构大大减小了对倾翻支架和水包翻转时二者之间的相互摩擦，提高了设备的使用寿命；

(5)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，水包的上端设有倾翻溜槽和扒渣溜槽，使得扒渣和浇铸时对浮渣和钢(铁)水的导向更加精确，防止浮渣和钢(铁)水漏出而对周围环境和设备造成损伤；

(6)本发明一种钢水包或铁水包前后倾翻装置的生产方法，采用上述一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，能够方便快捷地实现扒渣和浇铸工作，有效地提高了生产效率。

附图说明

图1为初始状态的倾翻装置的第一视角结构图；

图2为初始状态的倾翻装置的第二视角结构图；

图3为扒渣状态的倾翻装置的第一视角结构图；

图4为扒渣状态的倾翻装置的第二视角结构图；

图5为浇铸状态的倾翻装置的第一视角结构图；

图6为浇铸状态的倾翻装置的第二视角结构图；

图7为倾翻装置的整体结构示意图；

图8为液压介质冷却控制流程图；

图9为电控箱冷却控制流程图；

图中：1、底座；11、立柱；12、前梁；13、后梁；14、车轮；15、电机；2、倾翻支架；21、圆弧槽；3、提升油缸；4、底托；41、锁紧板；5、水包；51、卡板；52、固定杆；53、支撑轮；54、扒渣溜槽；55、倾翻溜槽；6、倒拉油缸；7、机载液压站；71、机载液压站油箱；8、电控箱；9、冷却系统；91、液压介质冷却制冷装置；92、冷风制冷装置；93、制冷风管管线；94、气体分散器；95、冷却制冷控制装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，主要用于炼钢或炼铁，完成将钢(铁)水倾倒至铸造设备中的浇铸作业，下面对该装置的具体结构和工作原理进行详细描述。

如图7所示，该倾翻装置包括倾翻装置本体和冷却系统9，所述倾翻装置本体上装有电控箱8以及相互连接的机载液压站7和机载液压站油箱71。所述冷却系统9包括液压介质冷却制冷装置91、冷风制冷装置92、压缩气泵、制冷风管管线93、气体分散器94和冷却制冷控制装置95。

其中，液压介质冷却制冷装置91的进液口接收倾翻装置本体和机载液压站7输出的液压介质，其出液口连接机载液压站油箱71的进油口。本实施例中，液压介质冷却制冷装置可以采用现有技术中常见的液态介质冷却装置如热交换器等。采用这种将液压介质导出至液压介质冷却制冷装置91冷却后，再导回至机载液压站油箱71的方式，避免了采用传统的冷却方式对移动式液压倾翻装置进行冷却时可能造成的安全隐患，冷却效果极佳。

冷风制冷装置92和压缩气泵的出风口连接制冷风管管线93的进风口，制冷风管管线93的出风口连接气体分散器94，气体分散器94设置在电控箱8外部周围。采用这种结构，使得在对液压介质进行冷却的同时能够在电控箱8外部形成一层冷却气体层，将电控箱8和外部热源隔离，从而实现对电控箱8内部温度的控制，其不会对电控箱8内部结构造成损伤，对电控箱8的冷却效果佳，且不会干涉对液压介质的冷却以及倾翻装置的正常工作。

冷却制冷控制装置95包括温度检测机构和制冷控制机构。温度检测机构用于检测电控箱8内部温度和液压介质冷却制冷装置91进液口接收的介质温度，其电连接制冷控制机构，制冷控制机构电连接液压介质冷却制冷装置91和冷风制冷装置92。冷却制冷控制装置95能够检测电控箱8内部温度和液压介质冷却制冷装置91进液口接收的介质温度，并根据检测到的结果实时控制液压介质冷却制冷装置91和冷风制冷装置92等部件的工作，提高了对液压系统和电控箱8的冷却效果和对温度控制的稳定性。

如图1至图6所示，该倾翻装置本体主要包括底座1、倾翻支架2、提升油缸3、底托4、水包5和倒拉油缸6。其中，底座1上设有立柱11，倾翻支架2与立柱11的上端铰接连接。底座1上设有铰接座，提升油缸3的缸体安装与底座1上的铰接座铰接连接，其活塞杆铰接连接倾翻支架2，当提升油缸3的活塞杆伸出时，能够驱动倾翻支架2沿立柱11的上端的铰接点转动。本实施例中，底座1、倾翻支架2和驱动油缸3均具有两个，二组结构对称布置，两个底座1的前后两端分别固定安装有前梁12和后梁13，通过前梁12和后梁13组成一个整体。采用这种结构，相比较单个整体的底座，大大节约了倾翻装置的制备成本。同时，前梁12和后梁13的下端装有车轮14，靠近车轮14的位置则装有电机15，通过电机15驱动车轮14转动，带动整个倾翻装置移动，自动完成扒渣工作和浇铸工作，自动化程度高。本实施例中，前梁12和后梁13的前后两端分别装有一个车轮，前梁12上的其中一个车轮14与一个电机15的输出轴传动连接，后梁13上的其中一个车轮14与另一个电机15的输出轴传动连接。

底托4具有一个，其位于两个倾翻支架2之间，倒拉油缸6的缸体铰接安装在倾翻支架2上部靠近立柱11的一侧。底托4的一侧与倾翻支架2远离倒拉油缸6的一侧铰接连接，另一侧则铰接连接倒拉油缸6的活塞杆端部。具体的，两个倾翻支架2的内侧对称安装有一对轴承，一根转轴转过底托4且两端铰接连接两个倾翻支架2内侧的轴承，完成底托4与两个倾翻支架2的铰接连接。倒拉油缸6则具有两个，两个倒拉油缸6的缸体分别安装在一个倾翻支架2上，活塞杆则分别与底托4上靠近立柱11的一侧的两端铰接连接。

水包5可拆卸固定在底托4上，具体的，底托4的前后两侧分别设有一对锁紧板41，锁紧板41上开设有位于同一高度的相对的通孔。水包5下部外侧设有至少两块卡板51且沿水包5的周向等间隔布置，卡板51上设有通孔。水包5位于底托4上时，卡板51位于一对锁紧板41之间。通过这种结构，使得将水包5吊运至底托3上后，只需使卡板51位于锁紧板41之间，再通过轴或杆穿过锁紧板41和卡板51的通孔即可实现对水包5的固定，方便快捷，尤其是，其沿水包5的周向等间隔布置有多块卡板51，使得水包5吊运时无需调节过多的角度，提高了生产效率。

另外，倾翻支架2的上端设有圆弧槽21，水包5的两侧分别设有一根固定杆52，固定杆52上套有支撑轮53，同时，固定杆52的端部设有防止支撑轮53掉落的挡板。当提升油缸3驱动倾翻支架2和水包5翻转时，圆弧槽21位置对支撑轮3起到支撑作用，而采用这种结构大大减小了对倾翻支架2和水包5翻转时二者之间的相互摩擦，提高了设备的使用寿命。需要注意的是，为了进一步防止提升油缸3工作时支撑轮3在固定杆52上移动而导致对水包5的翻转不够稳定，可以在固定杆5上设置一个直径小于固定杆52的环形槽，再将支撑轮53卡在环形槽中。

值得一提的是，本实施例在水包5的上端还设有倾翻溜槽55和扒渣溜槽54，倾翻溜槽54的位置为倾倒钢(铁)水时位于倾倒方向上的水包5的上端开口处，扒渣溜槽54则位于扒渣时位于扒渣方向上的水包5的上端开口处，二者位于水包5的两端，沿水包5的中心对称布置。该结构使得扒渣和浇铸时对浮渣和钢(铁)水的导向更加精确，能够防止浮渣和钢(铁)水漏出而对周围环境和设备造成损伤。

倾翻装置工作时，初始状态下倒拉油缸6的活塞杆为伸出状态。当需要进行扒渣工作时，只需控制倒拉油缸6的活塞杆收缩，即可带动底托4朝与倾翻浇铸相反的反向翻转，当达到设定角度后，即可控制扒渣机将水包5内的浮渣扒入渣槽。采用这种倒拉式油缸的结构布置，使得扒渣时的作用力主要集中在底托4与翻转支架2铰接的一侧即转轴上，避免了对倒拉油缸6产生额外的压力，大大加强了油缸的使用寿命，解决了常规的提升油缸驱动水包翻转一定角度进行扒渣时，对提升油缸会产生较大的压力从而导致提升油缸受损的问题。而需要进行倾翻浇铸时，只需控制倒拉油缸6复位，再控制提升油缸3驱动翻转支架2带动水包5进行整体翻转倾倒即可，方便快捷。

需要说明的是，该倾翻装置分成前后倾翻来分别进行扒渣和浇铸的结构是十分必要的，这是因为采用提升式油缸对水包5进行翻转后再扒渣会对油缸造成极大损伤，而单单采用倒拉式的油缸则由于倒拉式的油缸的安装和行程问题，很难实现对水包5的大角度翻转，即很难完成浇铸工作。

除此之外，为了方便实际工作时对水包5的翻转角度的精确控制，本实施例在底座1或倾翻支架2上还布置有用于检测倾翻支架2的原始角度、额定倾翻角度和最大倾翻角度的检测机构，在底座1或倾翻支架2或底托4上布置用于检测底托4的原始角度、额定倾翻角度和最大倾翻角度的检测机构。本实施例的检测机构采用角度传感器。

综上所述，本实施例的一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，能够方便快捷地实现对钢水或铁水的扒渣工作，且扒渣时不会对驱动油缸造成额外的压力，提高了倾翻装置的工作稳定性，降低了维护成本。

实施例2

一种钢水包或铁水包前后倾翻装置的生产方法，采用实施例1的一种钢水包或铁水包前后倾翻装置，包括以下步骤：

一、初始状态下，倾翻装置如图1和图2所示，通过行车将装有钢(铁)水的水包5吊至底托4上并固定，接着电机15工作，驱动车轮14转动，移动倾翻装置至扒渣工位，扒渣工位位于前梁12一侧。

二、倒拉油缸6的活塞杆收缩，使得底托4沿底托4与倾翻支架2的铰接点处的转轴转动，水包5倾翻至设定角度后，扒渣机工作将浮渣扒出。本实施例中，底托4最大倾翻角度为45°。

三、扒渣工作完成后，倒拉油缸6复位，接着移动倾翻装置至铸铁工位，铸铁工位位于后梁13一侧。提升油缸3的活塞杆伸出，驱动倾翻支架2沿倾翻支架2与立柱11的铰接点转动，使水包5翻转设定角度，进行浇铸工作。本实施例中，倾翻支架2和水包5的最大倾翻角度为100°。

四、浇铸工作完成后，控制倾翻装置移动至初始位置，接着通过行车将水包5吊运走重新承接钢(铁)水，接着重复上述工作。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。