CN114669735B - 一种水口疏通方法以及水口疏通装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水口疏通方法以及水口疏通装置，涉及炼钢技术领域。控制吹氧管朝伸入钢包水口的方向运动；检测水口内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口，则控制吹氧管将水口吹通；控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除。与现有技术相比，本发明提供的水口疏通方法由于采用了控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除的步骤，所以能够将水口内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，具体而言，涉及一种水口疏通方法以及水口疏通装置。
背景技术
目前，在炼钢过程中，当钢包内的钢水浇完后，利用液压机构关闭水口，此时由于温度的降低，使得余留的钢水凝固成固态钢渣，且填充于水口内。为了便于钢包的下次使用，需要通过烧氧的方式将水口内的钢渣熔化疏通，并将液态钢渣吹入钢包内，以实现水口的复通。但是现在疏通水口都是人工操作的，疏通效率低，钢渣清除不干净，并且吹氧时钢渣可能会倒流飞溅伤人，存在较大的安全隐患。
有鉴于此，设计制造出一种疏通效果好的水口疏通方法以及水口疏通装置特别是在炼钢生产中显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水口疏通方法，能够将水口内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
本发明的另一目的在于提供一种水口疏通装置，能够将水口内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
本发明是采用以下的技术方案来实现的。
一种水口疏通方法，包括：控制吹氧管朝伸入钢包水口的方向运动；检测水口内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口，则控制吹氧管将水口吹通；控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除。
可选地，控制吹氧管朝伸入钢包水口的方向运动的步骤前，水口疏通方法还包括：将吹氧管与水口的位置对齐，并使吹氧管的轴向与水口的轴向共向。
可选地，检测水口内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口，则控制吹氧管将水口吹通的步骤包括：利用安装于吹氧管自由端的触觉传感器对水口内的堵塞情况进行检测，若触觉传感器在吹氧管伸入水口的运动过程中受压，则判断钢渣堵塞水口。
可选地，检测水口内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口，则控制吹氧管将水口吹通的步骤包括：当钢渣堵塞水口时，检测水口内钢渣的温度，若钢渣的温度低于900摄氏度，则向水口内通入稀土。
可选地，控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除的步骤包括：将吹氧管贴合于水口的内壁，并沿第一方向转动一周；将吹氧管贴合于水口的内壁，并沿第二方向转动一周，其中，第一方向与第二方向反向。
可选地，吹氧管沿水口内壁转动的角速度范围为0.2rad/s至0.3rad/s。
可选地，控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除的步骤包括：控制吹氧管在沿水口内壁周向转动的同时沿其轴向进行往复运动。
可选地，吹氧管沿其轴向运动的速度范围为8cm/s至12cm/s。
一种水口疏通装置，用于实施上述的水口疏通方法，水口疏通装置包括底座、第一驱动件、第二驱动件、机架、氧气罐、连接软管、法兰盘、吹氧管和传感器，第一驱动件安装于底座上，且与机架连接，机架可滑动地设置于底座上，第二驱动件安装于机架上，且与法兰盘连接，第二驱动件用于带动法兰盘转动，吹氧管固定安装于法兰盘上，氧气罐通过连接软管与吹氧管连接，传感器安装于吹氧管远离连接软管的一端。
可选地，水口疏通装置还包括升降件、车架和滚轮，滚轮可转动地安装于车架的底部，升降件安装于车架上，且与底座连接。
本发明提供的水口疏通方法以及水口疏通装置具有以下有益效果：
本发明提供的水口疏通方法，控制吹氧管朝伸入钢包水口的方向运动；检测水口内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口，则控制吹氧管将水口吹通；控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除。与现有技术相比，本发明提供的水口疏通方法由于采用了控制吹氧管沿水口的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管向水口内吹氧，以将水口内壁残留的钢渣清除的步骤，所以能够将水口内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
本发明提供的水口疏通装置，用于实施水口疏通方法，能够将水口内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的水口疏通装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的水口疏通装置应用的钢包的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的水口疏通方法的步骤框图。
图标：100-水口疏通装置；110-底座；120-第一驱动件；130-第二驱动件；140-机架；150-氧气罐；160-连接软管；170-法兰盘；180-吹氧管；190-传感器；200-升降件；210-车架；220-滚轮；300-钢包；310-水口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
请结合参照图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种水口疏通装置100，用于疏通钢包300的水口310。其能够将水口310内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
需要说明的是，水口疏通装置100应用于钢包300炼钢场景，当钢包300内的水口310被凝固后的钢渣堵塞后，利用水口疏通装置100将水口310内的钢渣清除，以便于钢包300的下次使用，水口疏通装置100能够将水口310内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且无需人工手动操作，也就避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
水口疏通装置100包括底座110、第一驱动件120、第二驱动件130、机架140、氧气罐150、连接软管160、法兰盘170、吹氧管180、传感器190、升降件200、车架210和滚轮220。第一驱动件120安装于底座110上，且与机架140连接，机架140可滑动地设置于底座110上，第一驱动件120能够带动机架140相对于底座110沿预设方向发生位移。第二驱动件130安装于机架140上，且与法兰盘170连接，第二驱动件130用于带动法兰盘170转动。吹氧管180固定安装于法兰盘170上，氧气罐150通过连接软管160与吹氧管180连接，吹氧管180为钢管，在第二驱动件130带动法兰盘170转动的过程中，吹氧管180随着法兰盘170发生转动，且通过连接软管160与氧气罐150保持连通。氧气罐150用于储存氧气，吹氧管180用于将氧气吹至水口310内，以配合引火丝将钢渣熔化，吹氧管180还用于将熔化后的液态钢渣吹入钢包300，以将水口310内的钢渣完全清除。传感器190安装于吹氧管180远离连接软管160的一端，传感器190用于检测水口310内是够有钢渣堵塞，传感器190还用于检测水口310内钢渣的温度。
进一步地，滚轮220可转动地安装于车架210的底部，滚轮220能够通过车架210带动升降件200、底座110和机架140运动，以调节吹氧管180的位置，便于控制吹氧管180与水口310对齐。升降件200安装于车架210上，且与底座110连接，升降件200能够通过底座110带动机架140升起或者降落，以调节吹氧管180的高度，便于控制吹氧管180与水口310对齐。
本实施例中，传感器190包括触觉传感器(图未示)和温度传感器(图未示)，触觉传感器和温度传感器集成于一体，且均设置于吹氧管180的自由端，触觉传感器用于检测水口310内是够有钢渣堵塞，温度传感器用于检测水口310内钢渣的温度。
本实施例中，第一驱动件120和升降件200均为气缸，第二驱动件130为电机，但并不仅限于此，在其它实施例中，第一驱动件120和升降件200可以均为液压缸或者电动推杆，第二驱动件130可以为气压马达或者液压马达，对第一驱动件120、第二驱动件130和升降件200的驱动方式不作具体限定。
值得注意的是，在钢包300将钢水浇出完成后，需要立即利用水口疏通装置100对水口310进行疏通，因为此时水口310内的钢渣温度较高，向水口310内通入氧气即可实现助燃功能，使得凝固的钢渣熔化成液态，并随着氧气的流动方向流入钢包300内。
本发明实施例还提供了一种水口疏通方法，其通过水口疏通装置100实施，该水口疏通方法包括以下步骤：
步骤S110：将吹氧管180与水口310的位置对齐，并使吹氧管180的轴向与水口310的轴向共向。
需要说明的是，在步骤S110中，利用滚轮220带动车架210发生位移，利用升降件200带动底座110进行升降，以调节吹氧管180的位置，使得吹氧管180与水口310对齐，便于后续将吹氧管180伸入水口310，并使得吹氧管180的轴向与水口310的轴向共向，从而使得吹氧管180吹出氧气的流动方向平行于水口310的轴向，尽量减小吹出的氧气与水口310耐材的接触，避免耐材在烧氧过程中受损，能够实现对耐材的有效保护，延长耐材的使用寿命。
本实施例中，吹氧管180的直径小于水口310的直径，吹氧管180的位置位于水口310的中部，以便于检测水口310中部的堵塞情况，在此过程中，吹氧管180始终位于法兰盘170的底部位置，通过升降件200带动底座110升降方式使得吹氧管180与水口310的中部对齐。
步骤S120：控制吹氧管180朝伸入钢包300水口310的方向运动。
需要说明的是，在步骤S120中，利用第一驱动件120带动机架140沿预设方向运动，预设方向即为吹氧管180的轴向，也就是水口310的轴向，机架140在沿预设方向运动的过程中同步带动吹氧管180伸入水口310，以便于实现烧氧吹通功能。
步骤S130：检测水口310内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口310，则控制吹氧管180将水口310吹通。
需要说明的是，在步骤S130中，利用安装于吹氧管180自由端的触觉传感器对水口310内的堵塞情况进行检测。若触觉传感器在吹氧管180伸入水口310的运动过程中受压，则判断钢渣堵塞水口310，此时控制吹氧管180向水口310内吹出氧气，以配合引火丝将钢渣熔化，从而将水口310吹通。若触觉传感器在吹氧管180伸入水口310的运动过程中没有受压，则判断钢渣没有完全堵塞水口310，此时为了将水口310内的钢渣清除干净，直接进行步骤S140。
具体地，在第一驱动件120通过机架140、第二驱动件130和法兰盘170带动吹氧管180沿预设方向伸入水口310的过程中，由于触觉传感器安装于吹氧管180的自由端，所以当水口310内有钢渣堵塞时，触觉传感器会与钢渣抵触，此时触觉传感器受压，以控制吹氧管180向水口310内吹出氧气，实现钢渣的助燃。
值得注意的是，当钢渣堵塞水口310时，需要先检测水口310内钢渣的温度。若钢渣的温度低于900摄氏度，则判断钢渣本身的温度较低，此时向水口310内通入稀土，以提高助燃效果，保证钢渣能够在吹氧和稀土的共同作用下熔化，从而实现水口310的吹通。若钢渣的温度高于或者等于900摄氏度，判断钢渣本身的温度较高，此时仅通过吹氧即可具有较好的助燃效果，无需通入稀土，同样能够实现水口310的吹通。
具体地，在第一驱动件120通过机架140、第二驱动件130和法兰盘170带动吹氧管180沿预设方向伸入水口310的过程中，由于温度传感器安装于吹氧管180的自由端，所以当水口310内有钢渣堵塞时，温度传感器能够自动检测出钢渣的温度，以判断是否需要通入稀土助燃。
本实施例中，由于吹氧管180的位置与水口310的中部位置相对应，所以通过步骤S130能够检测水口310中部的堵塞情况，并通过吹氧的方式将水口310的中部吹通，从而将大部分堵塞于水口310内的钢渣清除。
步骤S140：控制吹氧管180沿水口310的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管180向水口310内吹氧，以将水口310内壁残留的钢渣清除。
具体地，步骤S140包括两个步骤，分别为：
步骤S141：将吹氧管180贴合于水口310的内壁，并沿第一方向转动一周。
需要说明的是，在步骤S141中，首先利用升降件200带动底座110降落，以同步带动吹氧管180降落，使得吹氧管180从水口310的中部位置位移至水口310的底部位置，直至吹氧管180与水口310内壁的最低点贴合；随后利用第二驱动件130带动法兰盘170转动，以同步带动吹氧管180转动，而吹氧管180的最大转动半径与水口310的半径相同，即第二驱动件130通过法兰盘170带动吹氧管180沿水口310的内壁进行转动，使得吹氧管180沿第一方向转动一周；在此过程中，控制吹氧管180向水口310内吹氧，以将水口310内壁残留的钢渣清除。
步骤S142：将吹氧管180贴合于水口310的内壁，并沿第二方向转动一周，其中，第一方向与第二方向反向。
需要说明的是，在步骤S142中，第二驱动件130通过法兰盘170带动吹氧管180沿水口310的内壁进行反转，使得吹氧管180沿第二方向转动一周，在此过程中，控制吹氧管180向水口310内吹氧，以进一步地将水口310内壁残留的钢渣清除，这样一来一回，能够将水口310内壁残留的钢渣完全清除，清渣效果好，保证水口310内干净无杂物。
进一步地，吹氧管180沿水口310内壁转动的角速度范围为0.2rad/s至0.3rad/s，合理的吹氧管180转动的角速度能够在保证清渣效果的同时尽量缩短清渣时间，提高清渣效率。本实施例中，吹氧管180沿水口310内壁转动的角速度为0.21rad/s，即吹氧管180沿第一方向转动一周所需时间为30秒，吹氧管180沿第二方向转动一周所需时间为30秒，整个步骤S140所需时间为1分钟，清渣效率高，但并不仅限于此，在其它实施例中，吹氧管180沿水口310内壁转动的角速度可以为0.2rad/s，也可以为0.3rad/s，对吹氧管180沿水口310内壁转动的角速度的大小不作具体限定。
值得注意的是，为了提高清渣效果，在步骤S140中，在吹氧管180沿水口310的内壁进行周向转动的同时，控制吹氧管180沿其轴向进行往复运动，使得吹氧管180贴合于水口310的内壁作波浪线形运动，以对水口310内不同深度位置的钢渣进行清除，从而进一步地提高清渣效果。
具体地，在第二驱动件130通过法兰盘170带动吹氧管180沿水口310的内壁转动的过程中，第一驱动件120通过机架140、第二驱动件130和法兰盘170带动吹氧管180沿吹氧管180的轴向进行往复运动，使得吹氧管180在水口310内来回伸缩，在此过程中，吹氧管180通过连接软管160将氧气罐150内的氧气朝水口310内吹出，以实现助燃功能，将水口310内壁残留的钢渣熔化清除。
本实施例中，水口310的深度为29厘米，即钢渣的凝固厚度为29厘米，而吹氧管180的最大行程为15厘米，以实现水口310内不同深度位置的钢渣清除。进一步地，吹氧管180沿其轴向运动的速度范围为8cm/s至12cm/s，合理的吹氧管180沿其轴向运动的速度能够在保证清渣效果的同时尽量缩短清渣时间，提高清渣效率。
本实施例中，吹氧管180沿其轴向运动的速度为10cm/s，即吹氧管180在水口310内按照最大行程来回伸缩一次所需时间为3秒，清渣效率高，但并不仅限于此，在其它实施例中，吹氧管180沿其轴向运动的速度可以为8cm/s，也可以为12cm/s，对吹氧管180沿其轴向运动的速度的大小不作具体限定。
需要说明的是，在步骤S140中，吹氧管180吹出氧气的浓度为99.9％，吹氧气压为1.6Mpa，吹氧气压能够对氧气的流速进行控制，合理的吹氧气压能够在保证清渣效率的同时尽量减小对水口310耐材的吹损，结合吹氧管180的轴向与水口310的轴向共向，吹氧管180的轴向始终平行于水口310的内壁延伸方向的技术方案，能够有效地对耐材进行保护，延长耐材的使用寿命。
本发明实施例提供的水口疏通方法，控制吹氧管180朝伸入钢包300水口310的方向运动；检测水口310内的堵塞情况，若钢渣堵塞水口310，则控制吹氧管180将水口310吹通；控制吹氧管180沿水口310的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管180向水口310内吹氧，以将水口310内壁残留的钢渣清除。与现有技术相比，本发明提供的水口疏通方法由于采用了控制吹氧管180沿水口310的内壁进行周向转动，同时控制吹氧管180向水口310内吹氧，以将水口310内壁残留的钢渣清除的步骤，所以能够将水口310内的钢渣清除干净，疏通效率高，疏通效果好，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
本发明实施例提供的水口疏通装置100，能够在无需人工操作的情况下实现对水口310的疏通，机械自动化程度高，疏通效率高，并且避免了钢渣飞溅伤人的情况发生，安全可靠。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水口疏通方法，其特征在于，包括：
控制吹氧管(180)朝伸入钢包(300)水口(310)的方向运动；
检测所述水口(310)内的堵塞情况，若钢渣堵塞所述水口(310)，则控制所述吹氧管(180)将所述水口(310)吹通，包括：利用安装于所述吹氧管(180)自由端的触觉传感器对所述水口(310)内的堵塞情况进行检测，若所述触觉传感器在所述吹氧管(180)伸入所述水口(310)的运动过程中受压，则判断钢渣堵塞所述水口(310)；当钢渣堵塞所述水口(310)时，检测所述水口(310)内钢渣的温度，若钢渣的温度低于900摄氏度，则向所述水口(310)内通入稀土；
控制所述吹氧管(180)沿所述水口(310)的内壁进行周向转动，同时控制所述吹氧管(180)向所述水口(310)内吹氧，以将所述水口(310)内壁残留的钢渣清除。
2.根据权利要求1所述的水口疏通方法，其特征在于，所述控制吹氧管(180)朝伸入钢包(300)水口(310)的方向运动的步骤前，所述水口疏通方法还包括：
将所述吹氧管(180)与所述水口(310)的位置对齐，并使所述吹氧管(180)的轴向与所述水口(310)的轴向共向。
3.根据权利要求1所述的水口疏通方法，其特征在于，所述控制所述吹氧管(180)沿所述水口(310)的内壁进行周向转动，同时控制所述吹氧管(180)向所述水口(310)内吹氧，以将所述水口(310)内壁残留的钢渣清除的步骤包括：
将所述吹氧管(180)贴合于所述水口(310)的内壁，并沿第一方向转动一周；
将所述吹氧管(180)贴合于所述水口(310)的内壁，并沿第二方向转动一周，其中，所述第一方向与所述第二方向反向。
4.根据权利要求3所述的水口疏通方法，其特征在于，所述吹氧管(180)沿所述水口(310)内壁转动的角速度范围为0.2rad/s至0.3rad/s。
5.根据权利要求1所述的水口疏通方法，其特征在于，所述控制所述吹氧管(180)沿所述水口(310)的内壁进行周向转动，同时控制所述吹氧管(180)向所述水口(310)内吹氧，以将所述水口(310)内壁残留的钢渣清除的步骤包括：
控制所述吹氧管(180)在沿所述水口(310)内壁周向转动的同时沿其轴向进行往复运动。
6.根据权利要求5所述的水口疏通方法，其特征在于，所述吹氧管(180)沿其轴向运动的速度范围为8cm/s至12cm/s。
7.一种水口疏通装置，其特征在于，用于实施如权利要求1至6任一项所述的水口疏通方法，所述水口疏通装置包括底座(110)、第一驱动件(120)、第二驱动件(130)、机架(140)、氧气罐(150)、连接软管(160)、法兰盘(170)、吹氧管(180)和传感器(190)，所述第一驱动件(120)安装于所述底座(110)上，且与所述机架(140)连接，所述机架(140)可滑动地设置于所述底座(110)上，所述第二驱动件(130)安装于所述机架(140)上，且与所述法兰盘(170)连接，所述第二驱动件(130)用于带动所述法兰盘(170)转动，所述吹氧管(180)固定安装于所述法兰盘(170)上，所述氧气罐(150)通过所述连接软管(160)与所述吹氧管(180)连接，所述传感器(190)安装于所述吹氧管(180)远离所述连接软管(160)的一端。
8.根据权利要求7所述的水口疏通装置，其特征在于，所述水口疏通装置还包括升降件(200)、车架(210)和滚轮(220)，所述滚轮(220)可转动地安装于所述车架(210)的底部，所述升降件(200)安装于所述车架(210)上，且与所述底座(110)连接。
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