旋转喷枪驱动器和旋转喷枪注射方法技术

用于使喷枪旋转将气体和粉末试剂注射进熔融金属的旋转喷枪驱动器包括往复旋转喷枪驱动器和相关的方法。还公开了便于将喷枪装进喷枪驱动器的喷枪座。描述了各种喷枪设计以提高试剂的分散并降低加工时间，包括具有非圆形耐火部分的喷枪和具有交叉端口布置以更均匀地分配试剂排出的喷枪。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转喷枪驱动器和旋转喷枪注射方法
本专利技术大体上涉及通过注射喷枪将试剂或气体注射进熔融金属的熔融金属的处理，更具体地涉及喷枪驱动器和执行这样的处理的喷枪。处理类型的示例是熔融金属的脱硫。
技术介绍
典型的喷枪驱动器包括刚性喷枪座，喷枪连接到该刚性喷枪座上。喷枪座可以采用多种形式，但必须允许所用的喷枪能够从喷枪驱动器上拆掉及新的喷枪能够安装到驱动器上。在已知的喷枪座构造中，平开门设计用于夹持喷枪到喷枪驱动器的喷枪座上。该平开门由夹在另外两个钢筋中的厚钢筋组成。枢转销贯穿所有的三个钢筋并允许中间的钢筋像门一样平开。一旦喷枪被安装在喷枪上且门被关闭，具有翼形螺母的螺纹杆将将其牢固地锚定在喷枪驱动器上。通常，喷枪顶部包括钢结构构件，该钢结构构件可以是圆的或方的，通过该钢结构构件喷枪可以连接到喷枪驱动器上。喷枪的顶部是连接件，试剂或气体输送管或软管连接到该连接件上。该连接件可以是螺纹连接件、法兰连接件或用其他方式连接的连接件。为允许喷枪移动，顶部连接件通常由柔性软管制成。一旦喷枪连接到输送管或输送软管上且喷枪固定在喷枪驱动器的喷枪座上，喷枪可以被喷枪驱动器驱动进入用于处理铁或钢的熔池。除了竖直运动进入熔融金属，典型的喷枪驱动器对喷枪不提供其他范围的运动。该“固定的”喷枪驱动器可以与底吹喷枪、三通喷枪或双端口喷枪一起使用。为了提高效率和减少处理时间，发展了旋转喷枪驱动器，该旋转喷枪驱动器除了提供竖直运动还使喷枪旋转。旋转喷枪驱动器在专利号为4,426,068(Gimond等)和7,563,405(DeCastro)的美国专利中有所描述。旋转运动将粉末试剂分配到相对于固定的喷枪处理来说更大的熔池中的反应区域。已知的旋转喷枪系统使用具有两个出口的三通喷枪，且喷枪连续旋转360度圆。现有的包括申请人制造的喷枪驱动器在内的旋转喷枪驱动器包括在喷枪驱动器顶部的回转联轴器以允许喷枪旋转而不扭转进料给喷枪驱动器的输送管或输送软管的试剂供应软管。在图1-4所示的申请人的现有的旋转喷枪驱动器设计中，回转连接件2与穿过旋转喷枪驱动器机构延伸至喷枪8顶部的连接件6的试剂输送管4相连。为了使喷枪旋转，现有的旋转喷枪驱动器使用马达10，该马达使通过齿轮传动14与马达相连的空心驱动轴12旋转。空心轴12对允许试剂输送管4从回转连接件2到喷枪8顶部的连接件6的通过来说是必不可少的。空心驱动轴12被充分间隔以承担径向和轴向载荷的两个旋转轴承16支撑。齿轮传动14与空心驱动轴12的上部相连。空心驱动轴12的下端与喷枪座18刚性连接，该喷枪座18将喷枪8夹持在适当的位置。现有的旋转喷枪驱动器中，两个旋转支撑轴承16在内部并为了定期维修或更换要求整个驱动机构是可拆卸的。另一个缺点是试剂输送管4具有两个连接件(回转连接件2和喷枪连接件6)，这两个连接件是泄漏源并需要维修。关于喷枪驱动器承载的注射喷枪，最常见的喷枪设计是底吹喷枪。在其中心是钢管，气体和粉末试剂通过该钢管被输送到熔融铁或熔融钢。通常，顶部包括钢结构构件，该钢结构构件可以是圆形的或方形的，通过该钢结构构件喷枪可以连接到喷枪驱动器上。为了保护输送管免遭熔融金属的损坏，喷枪的下部涂覆有使管道与酷热隔离的耐火材料。耐火部分具有圆形截面形状。基本的底吹喷枪的变形是三通喷枪，三通喷枪没有底吹喷枪常见，然而目前正在使用。三通喷枪具有两个朝向排放方向的单独排放口，这两个排放方向彼此180度反向。这两个排放口通过底部具有三通的单主管管道供料。因为具有底吹喷枪，三通喷枪包括限定为主管道的钢管、钢结构顶部和耐火材料底部。这种设计的好处在于粉末试剂被分到两个区域而不是一个区域。标准的三通喷枪是目前旋转喷枪驱动器的优选设计。双端口喷枪从专利号为5,188,661的美国专利中已知。双端口喷枪包括两个独立的管道，两个粉末试剂或气体流可以通过这两个独立的管道。这允许两倍的材料被送入熔池，因此减少处理金属所需要的时间。这在最小化处理时间方面提供了一个很大的优势，允许钢铁厂更多的生产。
技术实现思路
本专利技术提供了改善的旋转喷枪驱动器和解决上述问题的方法。本专利技术还提供了一种允许在喷枪驱动器上简单且安全装载喷枪的喷枪座。最后，本专利技术提供用于旋转喷枪驱动器的新型喷枪，该新型喷枪用于进一步提高效率和减少加工时间。根据本专利技术第一实施例的旋转喷枪驱动器包括主支撑，所述主支撑具有支撑壳体和一对旋转轴承，所述一对旋转轴承布置在所述支撑壳体外部，分别与支撑壳体的上端和下端相邻。空心驱动轴竖直延伸穿过所述支撑壳体，并被所述旋转轴承支撑以围绕竖直轴线旋转。驱动马达在所述支撑壳体的所述上端上方的位置连接到所述空心轴上，且可操作为使所述空心驱动轴围绕所述竖直轴线旋转。喷枪座刚性地连接到所述空心驱动轴上以与所述空心驱动轴一起旋转，且构造为允许注射喷枪可移除地被所述喷枪座保持以与所述喷枪座一起旋转。所述喷枪驱动器还包括竖直延伸穿过所述空心驱动轴进入所述喷枪座的输送管，其中所述输送管的底端可连接到被所述喷枪座保持的喷枪上。回转联轴器接收所述输送管的顶端，并允许柔性试剂供应软管连接到所述输送管上以允许所述输送管和所述供应软管间的相对旋转。在本专利技术第二实施例中提供了一种往复旋转喷枪驱动器。所述往复旋转喷枪驱动器包括旋转元件，该旋转元件可围绕旋转轴线旋转，且被构造成用于连接到喷枪上部以使所述旋转元件的旋转被传送到所述喷枪。具有行程轴线和行程长度的线性致动器通过通过所述线性致动器移位的至少一个传动元件连接到所述旋转元件上。所述传动元件连接到所述旋转元件上以使所述线性致动器的线性运动被转换为所述旋转元件围绕所述旋转轴线的旋转运动。所述旋转元件可以具体化为小齿轮且所述至少一个传动元件可以为与所述小齿轮配对的齿条。所述线性致动器沿所述行程轴线的接连的伸展和回缩引起所述喷枪沿相反的旋转方向的往复旋转运动。所述行程长度被选择为使所述线性致动器引起所述喷枪沿给定的旋转方向旋转少于360度。所述往复喷枪驱动器提供了机械简化的旋转喷枪驱动器。本专利技术还包含用注射喷枪的往复旋转运动注射的方法。一种喷枪驱动器(如第一实施例所述的旋转喷枪驱动器)可用的喷枪座包括可固定到所述喷枪驱动器上且具有敞开前部和敞开底部的支撑套。至少一个门构件可枢转地连接到所述支撑套上以在打开位置和关闭位置之间运动，在打开位置所述门构件不闭塞所述敞开前部，在关闭位置所述门构件闭塞所述敞开前部，和提供至少一个锁定机构以将相应的门构件可释放地紧固在所述关闭位置。所述喷枪座还包括可枢转地连接到所述支撑套上以围绕横向枢转轴线旋转的一对侧向间隔角构件，所述一对角构件的每个角构件具有支撑腿、从所述支撑腿延伸的杠杆腿和在所述角构件上与所述枢转轴线间隔开的位置上形成的加样槽，所述枢转轴线延伸穿过所述支撑腿。所述一对角构件的每个角构件围绕所述枢转轴线在装载位置和锁定位置之间可转动。所述角构件各自的加样槽沿横向槽轴线对齐并构造成接收所述注射喷枪的交叉构件的相对端部分。当所述一对角构件处于所述装载位置时，所述槽轴线从所述支撑套的所述敞开前部向前，当所述一对角构件处于所述锁定位置时，所述槽轴线穿过所述支撑套。所述喷枪座允许所述喷枪的所述交叉构件置于所述加样槽中，而所述槽在所述支撑套的外面且容易进入，然后通过枢转所述角构件而移动进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使喷枪旋转将气体和粉末试剂注射进熔融金属的旋转喷枪驱动器，所述旋转喷枪驱动器包括：主支撑，所述主支撑具有支撑壳体和一对旋转轴承，所述一对旋转轴承布置在所述支撑壳体外部，并分别与所述支撑壳体的上端和下端相邻；空心轴，所述空心轴竖直延伸穿过所述支撑壳体，并被所述一对旋转轴承支撑以围绕竖直轴线旋转；驱动马达，所述驱动马达可驱动地连接到所述空心轴，和可操作为使所述空心轴围绕所述竖直轴线旋转；喷枪座，所述喷枪座刚性地连接到所述空心轴以与所述空心轴一起旋转，所述喷枪座构造为允许喷枪可移除地被所述喷枪座保持以与所述喷枪座一起旋转；输送管，所述输送管竖直延伸穿过所述空心轴进入所述喷枪座，所述输送管的底端可连接到被所述喷枪座保持的喷枪；和回转联轴器，所述回转联轴器接收所述输送管的顶端，允许柔性试剂供应软管连接到所述输送管且允许所述输送管和所述供应软管间的相对旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/833,9131.一种使注射喷枪可移除地安装到喷枪驱动器上的喷枪座，所述喷枪座包括：支撑套，所述支撑套可固定到所述喷枪驱动器，并具有敞开前部和敞开底部；至少一个门构件，所述至少一个门构件可枢转地连接到所述支撑套以在打开位置和关闭位置之间运动，在所述打开位置，所述门构件不闭塞所述敞开前部，在所述关闭位置，所述门构件闭塞所述敞开前部；至少一个锁定机构，所述至少一个锁定机构可操作为将相应的门构件可释放地紧固在所述关闭位置；和一对侧向间隔角构件，所述一对侧向间隔角构件可枢转地连接到所述支撑套以围绕横向枢转轴线旋转，所述一对角构件的每个角构件具有支撑腿、从所述支撑腿延伸的杠杆腿和在所述角构件中与所述枢转轴线间隔开的位置上形成的加样槽，所述枢转轴线延伸穿过所述支撑腿，其中所述一对角构件的每个角构件围绕所述枢转轴线在装载位置和锁定位置之间可旋转；其中所述一对角构件各自的加样槽沿横向槽轴线对齐并构造成接收所述注射喷枪的交叉构件的相对端部分；和其中当所述一对角构件处于所述装载位置时，所述槽轴线从所述支撑套的所述敞开前部向前，当所述一对角构件处于所述锁定位置时，所述槽轴线穿过所述支撑套。2.根据权利要求1所述的喷枪座，其中所述一对角构件的每个角构件是直角构件，且所述角构件的所述加样槽位于所述角构件的顶点区域。3.根据权利要求1所述的喷枪座，其中所述一对角构件通过支承件彼此刚性地连接。4.根据权利要求3所述的喷枪座，其中当所述一对角...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·R·韦特莱沃兹，拉里·J·埃普斯，尼古拉斯·S·罗密欧，
申请(专利权)人：ESM集团有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US