一种基于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虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，属于冶金设备技术领域，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。本发明专利技术提供的基于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、滑动单元和驱动单元；炉壁枪夹持单元用于夹持炉壁枪枪体；滑动单元固定于电弧炉炉壁上；驱动单元的一端与炉壁枪夹持单元连接，驱动单元的另一端与滑动单元的一端连接；驱动单元用于带动炉壁枪枪体绕虚拟转轴在滑动单元内滑动。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。
[0004]需要说明的是，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。
[0005]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，但现有的活动支架设计均采用实体转轴设计，炉壁开孔远大于固定式炉壁枪，导致炉壁开孔封堵困难。
[0006]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。另外，过大的炉壁开孔也会影响水冷炉壁的水路循环设计，因此，目前采用活动炉壁枪的电炉较少。

技术实现思路

[0007]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于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。
[0008]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术提供了一种基于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、滑动单元和驱动单元；
[0010]炉壁枪夹持单元用于夹持炉壁枪枪体；滑动单元固定于电弧炉炉壁上，用于配合炉壁枪夹持单元实现特定轨迹运动；
[0011]驱动单元的一端与炉壁枪夹持单元连接，驱动单元的另一端与滑动单元的一端连接；驱动单元用于带动炉壁枪枪体绕虚拟转轴在滑动单元内滑动；
[0012]滑动单元包括圆弧形轨道，圆弧形轨道的曲率中心即为虚拟转轴。当滑动单元采用圆弧轨道设计时，圆弧形轨道的圆心即为虚拟转轴位置。
[0013]在一种可能的设计中，炉壁枪夹持单元包括炉壁枪夹块；炉壁枪夹块与炉壁枪枪体固定连接；炉壁枪夹块两侧对应设有第一导轮和第二导轮；
[0014]滑动单元还包括圆弧形轨道支架；圆弧形轨道设于圆弧形轨道支架的一端，圆弧
形轨道通过圆弧形轨道支架固定于电弧炉炉壁上；圆弧形轨道和圆弧形轨道支架均沿竖直方向安装；
[0015]第一导轮和第二导轮卡在圆弧形轨道上并能够沿圆弧形轨道滑动；驱动单元的一端与炉壁枪夹块连接；另一端与圆弧形轨道支架连接。
[0016]在一种可能的设计中，圆弧形轨道支架的另一端设有耳座，耳座上设有第一销轴；炉壁枪夹块靠近耳座的一端设有第二销轴；
[0017]驱动单元的一端通过第一销轴与圆弧形轨道支架的耳座连接，另一端通过第二销轴与炉壁枪夹块连接。
[0018]在一种可能的设计中，圆弧形轨道的弧度大于电弧炉炉壁枪的倾动角度。
[0019]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；电弧炉炉壁的开孔高度为H，H满足以下关系式：
[0020][0021]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，β>α；L为虚拟转轴与电弧炉炉壁中心处的距离，m。
[0022]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的值最小：
[0023][0024]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旋转后的角度。
[0025]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。
[0026]在一种可能的设计中，驱动单元包括液压缸；液压缸的一端与耳座连接，另一端与炉壁枪夹块连接。
[0027]在一种可能的设计中，驱动单元包括电动缸；电动缸的一端与耳座连接，另一端与炉壁枪夹块连接。
[0028]在一种可能的设计中，驱动单元包括气动缸；气动缸的一端与耳座连接，另一端与炉壁枪夹块连接。
[0029]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：
[0030](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。
[0031](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。
[0032](3)基于虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构可以使炉壁枪体实现一些采用实体转轴支架的枪体无法完成的动作。
[0033]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
[0034]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。
[0035]图1为电弧炉炉壁开孔位置与虚拟转轴的位置关系；
[0036]图2为基于圆弧形轨道的虚拟转轴实现原理；
[0037]图3为基于圆弧形轨道的虚拟转轴结构设计；
[0038]图4为圆弧形轨道及弧形支架的结构示意图；
[0039]图5为炉壁枪夹块的结构示意图。
[0040]附图标记：
[0041]1‑
电弧炉炉壁枪；2
‑
炉壁枪夹块；3
‑
圆弧形轨道支架；4
‑
液压缸；5
‑
耳座；6
‑
第一销轴；7
‑
圆弧形轨道；8
‑
第二销轴；9
‑
第一导轮。
[0042]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旋转后的角度，β>α；L为虚拟转轴与电弧炉炉壁中心处的距离，m。
具体实施方式
[0043]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于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、滑动单元和驱动单元；所述炉壁枪夹持单元用于夹持炉壁枪枪体；所述滑动单元固定于所述电弧炉炉壁上；所述驱动单元的一端与炉壁枪夹持单元连接，所述驱动单元的另一端与滑动单元的一端连接；所述驱动单元用于带动炉壁枪枪体绕虚拟转轴在滑动单元内滑动；所述滑动单元包括圆弧形轨道，所述圆弧形轨道的的圆心在所述虚拟转轴上。2.根据权利要求1所述的基于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包括炉壁枪夹块；所述炉壁枪夹块与炉壁枪枪体固定连接；所述炉壁枪夹块两侧对应设有第一导轮和第二导轮；所述滑动单元还包括圆弧形轨道支架；所述圆弧形轨道设于圆弧形轨道支架的一端，所述圆弧形轨道通过圆弧形轨道支架固定于电弧炉炉壁上；所述圆弧形轨道和所述圆弧形轨道支架均沿竖直方向安装；所述第一导轮和第二导轮卡在所述圆弧形轨道上并能够沿所述圆弧形轨道滑动；所述驱动单元的一端与所述炉壁枪夹块连接；另一端与所述圆弧形轨道支架连接。3.根据权利要求2所述的基于虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，所述圆弧形轨道支架的另一端设有耳座，所述耳座上设有第一销轴；所述炉壁枪夹块靠近所述耳座的一端设有第二销轴；所述驱动单元的一端通过第一销轴与所述圆弧形轨道支架的耳座连接，另一端通过第二销轴与所述炉壁枪夹块连接。4.根据权利要求3所述的基于虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结构，其特征在于，所述圆弧形轨道的弧度大于所述电弧炉炉壁枪的倾动角度。5.根据权利要求4所述的基于虚拟转轴的电弧炉炉壁枪活动支架结...

【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：