一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，解决了现有技术中炉壁枪安装、调整困难，炉壁开孔过大的技术问题。本发明专利技术的电弧炉炉壁枪活动支架结构包括炉壁枪夹持单元、连杆机构、驱动单元以及连杆机构固定单元；炉壁枪夹持单元用于夹持和支撑炉壁枪枪体，连杆机构的一端与第一转轴和第二转轴销接，连杆机构的另一端与炉壁枪夹持单元销接；驱动单元的第一端与第二转轴连接，第二端与连杆机构连接；通过驱动单元的伸缩动作带动连杆机构、炉壁枪夹块运动，进而带动炉壁枪枪体运动。本发明专利技术通过设计电弧炉炉壁枪活动支架结构从而简化了枪体安装，缩短枪体整体长度，最终减少了电弧炉炉壁开孔尺寸。最终减少了电弧炉炉壁开孔尺寸。最终减少了电弧炉炉壁开孔尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构


[0001]本专利技术涉及冶金设备
，尤其涉及一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构。

技术介绍

[0002]近年来电弧炉冶炼技术得到了极大的发展，除废钢预热、平熔池冶炼、不开盖废钢加入等技术外还要得益于电炉强化冶炼技术的进步。
[0003]目前电弧炉冶炼过程中采用多点喷氧技术，在包括炉门、炉壁、小炉盖等地方增设吹氧位置提高氧气用量以达到强化冶炼的目的。传统电弧炉由于装入量低，熔池直径小，所以多采用固定式炉壁枪设计。但是随着电炉容量增加熔池直径加大，熔池液面高度在冶炼过程中不断变化，固定式炉壁枪由于射流位置固定，只能通过调整射流强度进行控制，对于大熔池缺乏必要调节手段已不适应现代电弧炉需要。
[0004]与固定式炉壁枪相比，目前的活动式炉壁枪采用了活动支架设计，可以根据炉况调整氧枪角度，但是随之而来的是由于采用实体转轴设计，炉壁开孔远大于固定式炉壁枪，封堵困难。对于现代电炉来说炉门和炉壁是主要的泄漏点。当电炉除尘系统为避免烟尘外逸采用负压设计时，由于炉内气压低于炉外大气压，导致大量空气从炉门、炉壁开孔等泄露点涌入，对炉内气氛造成影响。同时过大的炉壁开孔也会影响水冷炉壁的水路循环设计，因此采用活动炉壁枪的电炉较少。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，用以解决现有活动式炉壁枪采用实体转轴造成开孔过大、封堵困难的技术问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，包括炉壁枪夹持单元、连杆机构、驱动单元以及连杆机构固定单元；
[0008]连杆机构固定单元包括竖向支架底座，竖向支架底座上固定于电弧炉炉壁上且位于电弧炉炉壁开孔的下方；竖向支架底座上设有相互平行的第一耳板和第二耳板，第一耳板位于第二耳板的上方且第一耳板的度小于第二耳板的长度；第一耳板的末端设有第一转轴，第二耳板的末端设有第二转轴；电弧炉炉壁枪转动的虚拟转轴位于第一耳轴和第二耳轴的连线的延长线上；
[0009]炉壁枪夹持单元用于夹持和支撑炉壁枪枪体，连杆机构的一端与第一转轴和第二转轴销接，连杆机构的另一端与炉壁枪夹持单元销接；
[0010]驱动单元的第一端与第二转轴连接，第二端与连杆机构连接；通过驱动单元的伸缩动作带动连杆机构、炉壁枪夹块运动，进而带动炉壁枪枪体运动。
[0011]在一种可能的设计中，炉壁枪夹持单元上设有第三转轴和第四转轴；第三转轴和第四转轴设于炉壁枪夹持单元的同侧，第三转轴和第四转轴的连线与炉壁枪枪体的轴线平
行；
[0012]连杆机构的另一端通过第三转轴和第四转轴与炉壁枪夹持单元连接。
[0013]在一种可能的设计中，炉壁枪夹块包括夹块及夹块支架，夹块为凹字形夹块，凹字形夹块中间的中部凹腔用于容纳炉壁枪枪体；
[0014]第三转轴和第四转轴设于凹字形夹块的侧面上；连杆机构与凹字形夹块的侧面在同一平面上。
[0015]在一种可能的设计中，连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；还包括第五转轴、第六转轴和第七转轴；
[0016]第一连杆的一端与第二转轴连接，另一端通过第五转轴与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过第四销轴与炉壁枪夹块连接；
[0017]第三连杆的一端与第一转轴连接，另一端通过第六转轴与第二连杆连接；第四连杆的一端通过第七转轴与第三连杆连接，另一端通过第三转轴与炉壁枪夹块连接；
[0018]第一连杆和第三连杆平行设置且两者长度相等，第一连杆和第三连杆与炉壁枪枪体的轴线平行设置；第二连杆与第四连杆平行设置；第四连杆与第一转轴到虚拟转轴的连线平行，且第四连杆的长度与第一转轴到虚拟转轴的连线的距离且长度相等；
[0019]驱动单元的第二端与第三连杆上的任意一点连接。
[0020]在一种可能的设计中，驱动单元的第二端与第三连杆上的第七转轴连接。
[0021]在一种可能的设计中，设虚拟转轴与电弧炉炉壁中心处的距离为L，m；当L>L0时电弧炉炉壁的开孔高度为H，H满足以下关系式：
[0022][0023]其中，H为电弧炉炉壁的开孔高度，m；D为电弧炉炉壁枪直径，m；d为电弧炉炉壁直径，m；α为电弧炉炉壁枪枪体初始旋转时与水平面的角度，β为电弧炉炉壁枪枪体从初始旋转角度α旋转后与水平面的角度；L为虚拟转轴与炉壁中心距离，m。
[0024]在一种可能的设计中，当虚拟转轴与电弧炉炉壁中心处的距离L<L0时，电弧炉炉壁开孔高度H的值仅与炉壁水冷管道直径、炉壁枪直径和炉壁枪与水平面最大夹角有关：
[0025][0026]其中，H为炉壁开孔高度，m；D为电弧炉炉壁枪直径，m；d为电弧炉炉壁直径，m；α为枪体初始旋转时与水平面的角度，β为炉壁枪与水平面的最大夹角。
[0027]在一种可能的设计中，电弧炉炉壁枪枪体能够绕虚拟转轴转动，虚拟转轴的数量为n，n≥1。
[0028]在一种可能的设计中，竖向支架底座包括竖向固定板，竖向固定板通过焊接、销接或螺栓固定于电弧炉炉壁上。
[0029]在一种可能的设计中，驱动单元包括液压缸；液压缸的一端与第二转轴连接，另一端与第三连杆连接；
[0030]或者，驱动单元包括气动缸；气动缸的一端与第二转轴连接，另一端与第三连杆连接；
[0031]或者，驱动单元包括电动缸；电动缸的一端与第二转轴连接，另一端与第三连杆连
接。
[0032]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0033](1)本专利技术的基于虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构通过虚拟转轴设置在炉壁上，可以大幅度降低炉壁开孔的尺寸，有利于维持炉内的正常冶炼气氛。
[0034](2)与现有技术相比，一方面，本专利技术提供的活动支架结构能够固定和支撑电弧炉炉壁枪；另一方面，该电弧炉炉壁枪活动支架结构由于没有实体转轴存在，可以安装在某些因干涉问题无法安装实体转轴的位置。
[0035]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0036]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0037]图1为电弧炉炉壁开孔位置与虚拟转轴的位置关系；
[0038]图2为基于连杆机构的虚拟转轴支架结构示意图；
[0039]图3为图2为基于连杆机构的虚拟转轴实现原理；
[0040]图4为连杆机构示意图。
[0041]附图标记：
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，包括炉壁枪夹持单元、连杆机构、驱动单元以及连杆机构固定单元；所述连杆机构固定单元包括竖向支架底座，所述竖向支架底座上固定于电弧炉炉壁上且位于电弧炉炉壁开孔的下方；所述竖向支架底座上设有相互平行的第一耳板和第二耳板，所述第一耳板位于第二耳板的上方且所述第一耳板的长度小于所述第二耳板的长度；所述第一耳板的末端设有第一转轴，所述第二耳板的末端设有第二转轴；电弧炉炉壁枪转动的虚拟转轴位于第一耳轴和第二耳轴的连线的延长线上；所述炉壁枪夹持单元用于夹持和支撑炉壁枪枪体，所述连杆机构的一端与第一转轴和第二转轴销接，所述连杆机构的另一端与所述炉壁枪夹持单元销接；所述驱动单元的第一端与第二转轴连接，第二端与连杆机构连接；通过所述驱动单元的伸缩动作带动连杆机构、炉壁枪夹块运动，进而带动炉壁枪枪体运动。2.根据权利要求1所述的基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，所述炉壁枪夹持单元上设有第三转轴和第四转轴；所述第三转轴和第四转轴设于炉壁枪夹持单元的同侧，所述第三转轴和第四转轴的连线与炉壁枪枪体的轴线平行；所述连杆机构的另一端通过第三转轴和第四转轴与炉壁枪夹持单元连接。3.根据权利要求2所述的基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，所述炉壁枪夹块包括夹块及夹块支架，所述夹块为凹字形夹块，凹字形夹块中间的中部凹腔用于容纳炉壁枪枪体；所述第三转轴和第四转轴设于所述凹字形夹块的侧面上；所述连杆机构与所述凹字形夹块的侧面在同一平面上。4.根据权利要求3所述的基于连杆式虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述连杆机构还包括第五转轴、第六转轴和第七转轴；所述第一连杆的一端与第二转轴连接，另一端通过第五转轴与第二连杆的一端连接，所述第二连杆的另一端通过第四销轴与炉壁枪夹块连接；所述第三连杆的一端与第一转轴连接，另一端通过第六转轴与第二连杆连接；所述第四连杆的一端通过第七转轴与第三连杆连接，另一端通过第三转轴与炉壁枪夹块连接；所述第一连杆和所述第三连杆平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡砚斌，侯中晓，黄芳，贺庆，倪冰，何赛，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：