CN116765375A - 一种铸铁熔炼用自动扒渣装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，包括天车横梁、导向架、悬吊机组和扒渣组件，导向架或悬吊机组通过移动机构安装于天车横梁上，导向架、悬吊机组和扒渣组件可同步沿天车横梁长度方向运动；扒渣组件在导向架的导向杆之间通过悬吊机组的悬吊作用做垂直运动；天车横梁两端分别架设在导轨上，并可沿导轨做水平运动，与导向架沿天车横梁的水平运动方向正交。如此，扒渣组件可以在熔炼炉或浇包周围根据需要做三维运动，结合图像检测和程序控制，扒渣组件设置为滚筒架旋转自动扒渣，扒渣耙大小、耙齿间距可调节，从而适应不同型号熔炼炉和浇包的扒渣需求，实现自动扒渣。

Description

一种铸铁熔炼用自动扒渣装置

技术领域

本发明属于熔炼铸造技术领域，具体涉及一种铸铁熔炼用自动扒渣装置。

背景技术

铸铁熔炼、浇注过程中需要不断的适时扒渣，以确保最终铸件的产品质量。

传统的扒渣主要由人工完成，存在效率不高、安全风险较大等问题，因而不断有自动扒渣装置及方法的研发，以适应不同应用环境的需求。

如公开号为CN114226706A、名称为“一种压铸自动扒渣装置”的中国专利，所述熔炉的顶面固定有熔炉盖板，熔炉盖板的顶面上固定有自动扒渣机械手，该设计只能针对熔炼炉，浇包自动扒渣需另行设计，设备利用率不高。

公开号为CN217979882U、名称为“一种自动扒渣熔铸炉”，炉体的右端上侧设有排渣管，炉体的上端罩盖有炉盖，炉盖的内部中部设有隔热挡板，炉体的内壁设有环形模具，环形模具的上端设有与排渣管配合安装的让位孔，环形模具内部的安装孔内设有线圈，炉体的外弧面前端设有高频发生器；扒渣机构设置于隔热挡板的中部，设置于炉体内部。

现有的自动扒渣装置一般固定于熔炼炉或浇包一侧，可自动机械移动，一般为水平移动，将钢渣从熔炼炉的上口自动扒出，存在的主要问题是：

1、扒渣装置固定在台面或操作区地面安装，易形成运动障碍，影响推车运输或其他吊运操作；

2、现有自动扒渣装置一般仅适用于一种型号的熔炼炉或浇包(铁水包)，缺少一种既能完成熔炼炉自动扒渣，也能完成浇包自动扒渣的更加通用装置；

3、缺少适应不同开口大小熔炼炉或浇包的共用自动扒渣装置。

总之现有的自动扒渣装置难以实现不同型号大小、不同放置位置的熔炼炉和/或浇包扒渣的自适应性需求，设备利用率不高。

发明内容

针对以上问题，本发明设计了一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，采用空间吊装的操作方式，使用不同大小的熔炼炉和浇包扒渣需求，既节省空间，又提高了自动化程度、方便了操作使用。

本发明设计的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，包括天车横梁、导向架、悬吊机组和扒渣组件，所述导向架或悬吊机组通过横向移动机构安装于天车横梁上；所述导向架下部包括至少两根固连的导向杆，通过上部横杆互联，所述扒渣组件安装于导向杆之间，沿导向杆做上下运动，导向杆用于保证扒渣组件上下运动和扒渣操作时的稳定性；所述悬吊机组设置于天车横梁上，包括悬浮或低摩擦力接触天车横梁，缆索穿过天车横梁与扒渣组件上部的吊耳连接，通过缆索收放实现扒渣组件沿导向杆的上下运动；所述悬吊机组、导向架与扒渣组件同步沿天车横梁水平移动；

所述扒渣组件还包括悬挂架，吊耳设置于悬挂架顶部，悬挂架底部两侧各包括一固定圆环，作为滚筒架的旋转轴，悬挂架下部适当位置安装滚筒架旋转驱动电机，电机通过传动机构带动滚筒架旋转，所述滚筒架套装于悬挂架的固定圆环；滚筒架外侧可拆卸的安装扒渣耙，固定圆环内侧可拆卸的安装集渣槽，集渣槽不随滚筒架转动，扒渣耙安装位置、数量可调，方便不同开口大小的熔炼炉和/或浇包的扒渣操作。

进一步的，所述悬挂架上部包括支撑板，通过至少2根支撑杆连接固定圆环，吊耳设置于支撑板上中间位置。

进一步的，所述传动机构包括齿轮传动机构；所述滚筒架包括框架式滚筒架，即无圆柱表面结构，通过至少2根横向连接杆连接两侧圆环体，滚筒架驱动电机一侧的圆环体与传动机构固连，可随电机转动，所述横向连接杆与滚筒架转动轴方向平行。

进一步的，所述滚筒架横向连接杆外侧设置卡接插槽，所述卡接插槽上可拆卸卡接扒渣耙，所述扒渣耙包括若干单齿耙和/或多齿耙，如此扒渣耙耙齿数量和间距都可调节，方便不同开口大小的熔炼炉和/或浇包的扒渣操作，同时为适应渣块大小可调节耙齿间距，也方便其他金属熔炼时使用；所述扒渣耙与滚筒架的连接方式包括其他如螺丝连接、插接等不同方式。

进一步的，所述悬挂架上还设置有摄像头，所述摄像头包括红外摄像头，具体安装位置可调整，以通视铁水液面为准，用于拍摄浇包铁水上表面图像。

进一步的，所述悬挂架上还设置有集渣剂压力容器，通过集渣剂传送管与集渣剂喷洒头连接，用于根据需要向熔炼炉和/或浇包喷洒集渣剂。

进一步的，所述悬挂架上还设置有球化剂压力容器，通过球化剂传送管与球化剂喷洒头连接，用于根据需要向浇包喷洒球化剂，一般在注入铁水/钢水前先在浇包里加球化剂。

进一步的，所述移动机构包括滚轮，所述导向架包括固定支承的方形支架，所述天车横梁包括工字钢梁，所述天车横梁中间设置过线槽，所述扒渣耙包括圆弧形或末端带弧形勾的扒渣耙(即为耙齿的形状)，以方便扒起铁渣并随滚筒架转动顺利将铁渣带入集渣槽。

进一步的，所述集渣槽设置一定的向下倾斜角，一般不小于10度，方便钢渣沿集渣槽受重力作用直接滑落至熔炼炉或浇包一侧的集渣盘/集渣箱(图中未示出)内。

进一步的，所述悬吊机组包括卷绕缆索的绞缆盘，与绞缆盘传动连接的升降驱动电机，绞缆盘和升降驱动电机安装在悬吊机组底座上，通过有线或无线控制系统控制升降驱动电机启停及转速，实现对扒渣组件上下运动的控制。

本发明的优点和有益效果在于：本发明所设计的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，利用现有航车(天车)装备，设置吊装式自动扒渣装置，既减轻了人工操作的负担和风险，也避免了地面自动扒渣装置与其他设备的运动干涉，并设计不同规格扒渣工具统一的安装接口，方便按需更换，适应不同大小的熔炼炉和浇包扒渣需求。

附图说明

图1是一种铸铁熔炼用自动扒渣装置三维结构示意图；

图2滚筒架局部结构示意图；

图3是扒渣耙与滚筒架横向连接杆安装结构示意图；

图4是末端带弧形勾的扒渣耙示意图。

图中标记如下：

天车横梁1、导向架2、悬吊机组3、扒渣组件4、熔炼炉5；

过线槽1.1；

移动机构2.1、导向杆2.2；

缆索3.1、绞缆盘3.2、升降驱动电机3.3、悬吊机组底座3.4；

吊耳4.1、悬挂架4.2、滚筒架驱动电机4.3、传动机构4.4、带动滚筒架4.5、扒渣耙4.6、集渣槽4.7、摄像头4.8、集渣剂压力容器4.9、集渣剂传送管4.10、集渣剂喷洒头4.11、球化剂压力容器4.12、球化剂传送管4.13、球化剂喷洒头4.14、振动器4.15；

支撑板4.2.1、支撑杆4.2.2、固定圆环4.2.3；

连接杆4.5.1、圆环体4.5.2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1，如图1所示，本发明设计的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，包括天车横梁1、导向架2、悬吊机组3和扒渣组件4；

所述导向架2或悬吊机组3通过横向移动机构2.1安装于天车横梁1上；所述导向架2下部包括至少两根固连的导向杆2.2，本实施例图示为4根导向杆，通过上部横杆互连，所述扒渣组件4安装于导向杆2.2之间，沿导向杆做上下运动，导向杆用于保证扒渣组件上下运动和扒渣操作时的稳定性；所述悬吊机组、导向架、扒渣组件沿天车横梁长度方向可同步水平移动，所述水平移动机构采用航车(天车)传统平移驱动机构(图中未示出)；如图所示，本实施例导向架设置移动机构于天车横梁工字钢槽内，悬吊机组底座3.4与导向架固连，通过横向电机(图中未示出)驱动悬吊机组、导向架、扒渣组件同步作水平运动，悬吊机组悬浮或低摩擦力接触天车横梁；或者悬吊机组底座3.4通过移动机构安装于天车横梁上，导向架直接与该底座固连，同样通过横向电机驱动悬吊机组、导向架、扒渣组件同步作水平运动(该驱动方式图中未示出)；

所述悬吊机组设置于天车横梁上，包括悬浮或低摩擦力接触天车横梁，缆索3.1穿过天车横梁1与扒渣组件4上部的吊耳4.1连接，通过缆索收放实现扒渣组件沿导向杆的上下运动，所述缆索穿过天车横梁的方式包括中间穿过或两侧穿过，本实施例通过在天车横梁上设置过线槽1.1的方式实现中间穿过；所述悬吊机组、导向架与扒渣组件同步沿天车横梁水平移动；

所述扒渣组件还包括悬挂架4.2，吊耳4.1设置于悬挂架4.2顶部，悬挂架底部两侧各包括一固定圆环4.2.3，通过轴承与滚筒架圆环体4.5.2实现转动连接，作为滚筒架4.5的旋转固定环节(起到旋转轴的作用)，悬挂架下部适当位置安装滚筒架旋转驱动电机4.3，电机通过传动机构4.4带动滚筒架4.5旋转，所述滚筒架套装于悬挂架的固定圆环，包括内套或外套方式，本实施例滚筒架外套于固定圆环外，滚筒架随驱动机构绕固定圆环转动；滚筒架外侧可拆卸的安装扒渣耙4.6，固定圆环内侧可拆卸的安装集渣槽4.7，集渣槽不随滚筒架转动，扒渣耙安装位置、数量可调，方便不同开口大小的熔炼炉和/或浇包的扒渣操作，滚筒架相关局部结构如图2所示。

天车横梁两端可以分别架设在导轨上，并可沿导轨(形同航车，图中未示出)做水平移动，与导向架在天车横梁上的水平运动方向正交，同时扒渣组件可以沿导向架做垂直运动，这样，扒渣组件可以在铁水容器(熔炼炉或浇包)周围根据需要做三维运动，结合图像检测和程序控制，可以实现自动扒渣，从而方便扒渣操作，该控制技术为成熟技术，具体可参考公开号为CN1507971、名称为“自动扒渣方法和装置”的中国专利文献。本实施例天车横梁两端分别架设在车间现有航车导轨上，与航车可同步工作，也可各自独立工作。

图示自动扒渣装置的扒渣组件位于熔炼炉5或浇包上方，水平、上下可移动，从而可避免固定安装带来的运动干涉和操作不便，同时扒渣耙大小可更换，能够适应不同扒渣环境的的需求；滚筒架驱动电机驱动滚筒架带动扒渣耙旋转将钢渣/铁渣从铁水表面带入集渣槽。

本实施例扒渣操作一般在熔炼炉熔炼时和浇包加注铁水后运向浇注台前开展，基本操作过程是熔炼炉先进行若干次扒渣，浇包添加球化剂后加注铁水，球化反应完成后，开始扒渣，适时添加集渣济，扒渣和添加集渣济若干次后，停止操作，将浇包运输至模具浇注台。

优选的，所述悬挂架4.2上部包括支撑板4.2.1，通过至少2根支撑杆4.2.2连接固定圆环4.2.3，吊耳4.1设置于支撑板上中间位置；图示为4根支撑杆，每2个支撑杆固定连接一端固定圆环4.2.3的两侧；当仅设置2根支撑杆时一般分别与两个固定圆环中部连接，提高结构稳定性(图中未示出)；所述两个固定圆环间还可以通过半圆柱体或至少两根固定杆连接(非必须)，从而进一步保证滚筒架旋转轴框架结构的稳固性，但该结构至少中间上半部分镂空，方便铁渣收集。

优选的，所述传动机构4.4包括齿轮传动机构；所述滚筒架4.5包括框架式滚筒架，即无圆柱表面结构，通过至少2根横向连接杆4.5.1连接两侧圆环体4.5.2，滚筒架驱动电机4.3一侧的圆环体与传动机构4.4固连，连接方式包括销接或螺丝连接等，可随电机转动，所述横向连接杆与滚筒架转动轴方向平行；横向连接杆与圆环体的连接方式包括插接、卡接、螺丝连接等，本实施例为螺丝连接。

优选的，如图3所示，所述滚筒架横向连接杆4.5.1外侧设置卡接插槽，所述卡接插槽上可拆卸卡接扒渣耙4.6，插接后为确保耙齿稳定性，还可以单独设计锁定销等结构，所述扒渣耙包括若干单齿耙和/或多齿耙，如此扒渣耙耙齿数量和间距都可调节，方便不同开口大小的熔炼炉和/或浇包的扒渣操作，同时为适应渣块大小可调节耙齿间距，也方便其他金属熔炼时使用；所述扒渣耙与滚筒架的连接方式包括其他如螺丝连接、插接等不同方式；所述扒渣耙耙齿形状为圆弧形(如图3所示)。

所述移动机构2.1为滚轮，所述导向架为固定支承的方形支架(包括长方形)，所述天车横梁为工字钢梁。

优选的，所述集渣槽设置一定的向下倾斜角，一般不小于10度，方便钢渣沿集渣槽受重力作用直接滑落至熔炼炉或浇包一侧的集渣盘/集渣箱(图中未示出)内，此处集渣槽也可称之为导渣槽；集渣槽靠近集渣盘/集渣箱一侧的下表面安装振动器4.15，当铁渣滑落不畅时，可以手动或自动启动振动器，使集渣槽产生振动，方便铁渣滑落；所述集渣槽也可以水平安装，此时需人工或其他工具/装置清理铁渣，集渣槽与固定圆环的连接方式一般为卡接方式，便于拆卸与更换。

优选的，所述悬吊机组包括卷绕缆索3.1的绞缆盘3.2，与绞缆盘传动连接的升降驱动电机3.3，绞缆盘和升降驱动电机安装在悬吊机组底座3.4上，通过有线或无线控制系统控制升降驱动电机启停及转速，实现对扒渣组件上下运动的控制。

实施例2，与实施例1的区别在于，所述悬挂架上还设置有球化剂压力容器4.12，通过球化剂传送管4.13与球化剂喷洒头4.14连接，用于根据需要向浇包喷洒球化剂，一般在注入铁水/钢水前先在浇包里加球化剂。

实施例3，与实施例2的区别在于，所述悬挂架上还设置有集渣剂压力容器4.9，通过集渣剂传送管4.10与集渣剂喷洒头4.11连接，用于根据需要向熔炼炉和/或浇包喷洒集渣剂。

实施例2和3集渣济和球化剂一般通过控制压力容器的喷洒压力实现根据需要进行喷洒，传统工艺该操作一般由人工手动完成，本发明设计可以实现自动喷洒，但压力容器相应试剂添加仍然由人工进行。

实施例4，与实施例3的区别在于，所述悬挂架上还设置有摄像头4.8，所述摄像头包括红外摄像头，具体安装位置可调整，以通视铁水液面为准，用于拍摄熔炼炉或浇包铁水上表面图像，通过图像灰度分布分析，判断是否需要喷洒集渣济和/或进行扒渣操作；由于理想情况下，当不再有铁渣时，铁水表面图像灰度分布应均匀且灰度值在某一阈值以上，当出现明显铁渣时，通用的图像灰度分析方法很容易分析出具体灰度异常的区域和大小，从而可根据具体分析结果确定下一步喷洒集渣济和/或进行扒渣操作；一般当灰度异常区域很小、但分散数量较多(均可通过阈值来判断)时，需喷洒集渣济并进行扒渣操作；当灰度异常区域较大时可直接进行扒渣操作；根据工程实践集渣济总喷洒次数有一定的限制，如一般不超过5次；具体实现也可参考公开号为CN1507971、名称为“自动扒渣方法和装置”的中国专利文献。

实施例5，与实施例1的区别在于，所述扒渣耙耙齿形状为末端带弧形勾的形状，如图4所示，以方便扒起铁渣并随滚筒架转动顺利将铁渣带入集渣槽。

以上实施例所述升降驱动电机、水平移动机构、滚筒架驱动电机、摄像头、球化剂压力容器、集渣剂压力容器、振动器等需控制的部件与外部控制器有线或无线连接，方便自动或人工介入控制。

本发明的基本原理是：

1、参照航车结构设计，或者利用现有航车轨道，设置吊装式自动扒渣装置，为克服扒渣操作时普通悬吊设备的不稳定性(易产生晃动和转动)，设计了专用的导向架限向结构，不仅可以保证扒渣组件上下(垂直)运动的稳定性，导向架还可以带动扒渣组件同步做平移运动；综合悬吊机组带动扒渣组件垂直运动，和天车横梁在轨道上的平移运动，即扒渣组件可以在熔炼炉或浇包周围根据需要做三维运动，从而可克服地面固定扒渣装置易产生运动干涉的问题；

2、通过可拆卸滚筒架式扒渣装置，以及扒渣耙大小、耙齿间距可调节设计，从而适应不同型号熔炼炉和浇包的扒渣需求，实现本发明铸铁熔炼用自动扒渣装置对现场不同扒渣需求的适应能力；

3、结合摄像头(图像检测)和球化剂、集渣济压力容器及喷洒装置设计，可提高扒渣操作的自动化程度(关于升降驱动电机、水平移动机构、滚筒架驱动电机、摄像头、球化剂压力容器、集渣剂压力容器等需控制的部件的程序控制方法可以参照现有技术进行设计)。

以上所述仅是本发明的一些较代表性的铸铁熔炼用自动扒渣装置实施例，事实上可以根据实际需求设计扒渣耙的形状、滚筒架的结构形式、扒渣耙与滚筒架的接口、扒渣组件的稳定方式等，可优选的组合实施例或变种实施例很多，这些变化没有超出本发明的设计思路，也应视为本发明的保护范围，这里不再一一列举。

Claims (10)

1.一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，包括天车横梁(1)、导向架(2)、悬吊机组(3)和扒渣组件(4)，其特征在于，

所述导向架(2)或悬吊机组(3)通过移动机构(2.1)安装于天车横梁(1)上，所述导向架(2)包括至少两根固连的导向杆(2.2)，所述扒渣组件(4)安装于导向杆之间；

所述悬吊机组设置于天车横梁上，缆索(3.1)穿过天车横梁与扒渣组件上部的吊耳(4.1)连接；

所述扒渣组件还包括悬挂架(4.2)，吊耳(4.1)设置于悬挂架(4.2)顶部，悬挂架底部两侧各包括一固定圆环(4.2.3)，悬挂架下部安装滚筒架驱动电机(4.3)，电机通过传动机构(4.4)带动滚筒架(4.5)旋转，所述滚筒架套装于悬挂架的固定圆环；滚筒架外侧可拆卸的安装扒渣耙(4.6)，固定圆环内侧可拆卸的安装集渣槽(4.7)。

2.根据权利要求1所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述悬挂架(4.2)上部包括支撑板(4.2.1)，通过至少2根支撑杆(4.2.2)连接固定圆环(4.2.3)，吊耳(4.1)设置于支撑板上。

3.根据权利要求1或2所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述传动机构(4.4)包括齿轮传动机构；所述滚筒架(4.5)包括框架式滚筒架，通过至少2根横向连接杆(4.5.1)连接两侧圆环体(4.5.2)，滚筒架驱动电机(4.3)一侧的圆环体与传动机构(4.4)固连。

4.根据权利要求3所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述滚筒架横向连接杆(4.5.1)外侧设置卡接插槽，所述卡接插槽上可拆卸卡接扒渣耙(4.6)，所述扒渣耙包括若干单齿耙和/或多齿耙。

5.根据权利要求3所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述悬挂架上还设置有摄像头(4.8)。

6.根据权利要求5所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述悬挂架上还设置有集渣剂压力容器(4.9)，通过集渣剂传送管(4.10)与集渣剂喷洒头(4.11)连接。

7.根据权利要求6所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述悬挂架上还设置有球化剂压力容器(4.12)，通过球化剂传送管(4.13)与球化剂喷洒头(4.14)连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述移动机构(2.1)包括滚轮，所述导向架包括固定支承的方形支架，所述天车横梁包括工字钢梁，所述天车横梁中间设置过线槽(1.1)，所述扒渣耙包括圆弧形或末端带弧形勾的扒渣耙。

9.根据权利要求1或2所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述集渣槽设置向下倾斜角，集渣槽靠近集渣盘/集渣箱一侧的下表面安装振动器(4.15)。

10.根据权利要求1或2所述的一种铸铁熔炼用自动扒渣装置，其特征在于，所述悬吊机组包括卷绕缆索(3.1)的绞缆盘(3.2)，与绞缆盘传动连接的升降驱动电机(3.3)，绞缆盘和升降驱动电机安装在悬吊机组底座(3.4)上。