CN111440911B - 一种设置在高炉上的移动式布料器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置在高炉上的移动式布料器，包括架设在高炉顶部的支撑架，支撑架上设有纵向驱动机构，在纵向驱动机构的驱动部件上通过横向驱动框架设置有横向驱动机构，布料器的主体内设有由上向下的投料斗，投料斗的下端口与投料管的一端连接，投料管的另一端通向高炉的上端口，投料斗的上端口的形状及大小应满足布料器移动到任意极限位置，投料斗的上端口都在原料固定传送设备的原料落下点的范围内；物料由布料器的主体上端投入通过投料斗、投料管投入到高炉内，而布料器在横向驱动机构、纵向驱动机构的驱动下投送到高炉内的设定部位，并可通过在每个设定部位的设定投料时间控制设定部位的投料量，从而构成3D打印式的投料布局。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炉顶设备技术领域，具体涉及一种设置在高炉上的移动式布料器。
背景技术
高炉是高炉炼铁流程的主体，自炉体上部装入铁矿石、燃料和溶剂，从下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量高温还原性气体向上运动，炉料在下降过程中经过加热、还原、熔化、造渣等一系列物理化学过程，最终生成液态炉渣和生铁。
物料的配比、放置位置、分布方式对高炉的运行有重要影响，精确的物料布放，对高炉运行有着重要意义。现有技术采用在无料钟炉顶通过料流调节阀的开度控制料流控制物料速度，通过布料溜槽的倾动和旋转控制物料布放的位置，其中溜槽的控制方式有重量和时间方式。
其中，重量方式在读取预先设定的布料矩阵之后，将矩阵中数据转换为重量参数，在布料时，把设定重量的物料放置在设定的位置。而时间方式，在读取预先设定的布料矩阵之后，将矩阵中数据转换为旋转圈数，在布料时，在设定的角度旋转设定的圈数，从而达到在特定位置布放特定重量物料的目的。
实际应用中因为重量方式能更准确的布放物料，生产中大多数情况采用重量方式，但是重量方式对称量设备的稳定非常依赖，在实际生产中，高炉压力变化，料罐上物料的堆积，经常影响称量的稳定，而造成布料的不稳定。时间方式对称量设备不依赖，然而，传统的时间方式按照圈数控制物料布放，精度很差，同时也限制了布料矩阵的形式，有效值必须是合理的自然数。
另外现有布料器的出料口都是设置在按固定部位，通过溜槽的旋转及改变溜槽的倾角达到将物料投入到高炉内设定部位的目的。然而采用这种投料方式并不能达到精准控制，将物料按照设想的方式排布投入到高炉内。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单，便于操作、自动化程度高、控制精准，可按照任意设定的投料布局结构将物料投入到高炉内的一种设有移动式投料口的高炉布料器。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种设置在高炉上的移动式布料器，包括架设在高炉顶部的支撑架，支撑架上设有纵向驱动机构，在纵向驱动机构的驱动部件上通过横向驱动框架或横向驱动板设置有横向驱动机构，在横向驱动机构的驱动部件上通过布料器驱动框架或布料器驱动板设置有布料器，布料器的主体内设有由上向下的投料斗，投料斗的下端口与投料管的一端连接，投料管的另一端通向高炉的上端口，投料斗的上端口的形状及大小应满足布料器移动到任意极限位置，投料斗的上端口都在原料固定传送设备的原料落下点的范围内；物料由布料器的主体上端投入通过投料斗、投料管，由投料管下端的投料口投入到高炉内，而布料器在横向驱动机构、纵向驱动机构的驱动下可将物料按照投料分布需求投送到高炉内的设定部位，并可通过在每个设定部位的设定投料时间控制设定部位的投料量，从而构成3D打印式的投料布局。
为了便于将不同的物料按照投料布局的需要分别或同时投入到高炉内，同时也为了提高投料的效率，优选的技术方案是，在所述布料器的上端设置有2-3台原料固定传送设备，分别用于向高炉内投送烧结矿、球团矿和熔剂。
为了确保布料器的投料口能够沿横向方向(X方向)灵活移动，同时又能简化驱动机构，还能将投料管的投料口固定在框架或板面上，使其不能任意摆动，进一步优选的技术方案还有，所横向驱动机构包括横向驱动螺母，横向驱动螺母的一侧与布料器驱动框架或布料器驱动板连接，横向驱动螺母的螺孔与横向丝杆螺纹配合，横向丝杠的两端通过轴承、轴承座与横向驱动框架或横向驱动板连接，其中横向丝杆的一端连接有横向驱动电机，横向驱动电机通过基座与横向驱动框架或横向驱动板连接，在横向驱动螺母的另一侧设置有横向导向块，横向导向块与设置在横向驱动框架或横向驱动板上的横向导向槽滑动配合。
为了确保布料器能够沿纵向方向(Y方向)灵活移动，同时又能简化驱动机构，还能将横向驱动框架或横向驱动板固定在纵向驱动框架或纵向驱动板面上，使其移动平稳，进一步优选的技术方案还有，所纵向驱动机构包括纵向驱动螺母，纵向驱动螺母的一侧与横向驱动框架或横向驱动板的底部连接，纵向驱动螺母的螺孔与纵向丝杆螺纹配合，纵向丝杆的两端通过轴承、轴承座与支撑架连接，其中纵向丝杆的一端连接有纵向驱动电机，纵向驱动电机通过基座与支撑架连接，在纵向驱动螺母的另一侧设置有纵向导向块，纵向导向块与设置在支撑架上的纵向导向槽滑动配合。
由于布料器、投料管、横向驱动机构、纵向驱动机构的尺寸及重量都较大，为了确保各驱动机构及投料管的安全平稳运行，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动机构、纵向驱动机构分别对称的设有两套。
为了便于控制布料器位置移动灵活快捷，而且便于控制投料口的移动速度或停留时间，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动电机与纵向驱动电机均为伺服电机，每个伺服电机与PLC控制器电连接。
为了便于控制投料口开始投料时间和停止投料时间，进一步优选的技术方案还有，所述投料管上装有球阀，球阀的一端与球阀开关控制伺服电机连接，球阀开关控制伺服电机与PLC控制器电连接。
为了减轻布料器支撑架、横向驱动机构和纵向驱动机构的整体重量，同时使其具有良好的耐高温、耐腐蚀性能，进一步优选的技术方案还有，所述支撑架、横向驱动框架或横向驱动板用碳纤维制成，或在支撑架、横向驱动框架或横向驱动板的表面附着有碳纤维层。
为了便于缩小支撑架的整体结构尺寸，并能将支撑架牢固地固定在高炉的顶部，进一步优选的技术方案还有，所述支撑架直接支撑在高炉的顶部，或所述支撑架直接支撑在地面。
为了便于随时监测炉料添加到高炉内部的情况，以便于随时调整添加方案，进一步优选的技术方案还有，在所述支撑架的底部设置有与PLC控制器电连接的摄像头和/或超声波探测仪。
本发明的优点和有益效果在于，该设置在高炉上的移动式布料器具有结构简单，便于操作、自动化程度高、投料方位投料量控制精准，可按照任意设定的投料布局结构将物料投入到高炉内等特点。可将不同的物料按照3D打印的方式投到高炉内，这种投料方式彻底改变了现有技术中通过溜槽选装及溜槽俯仰角调节的投料方式。
附图说明
图1.1、1.2、1.3是本发明设置在高炉上的移动式布料器的3个位置状态主视剖视结构示意图；
图2.1、2.2、2.3是本发明设置在高炉上的移动式布料器的3个位置状态俯视剖视结构示意图；
图3.1、3.2是图1中横向驱动机构的主视与俯视结构示意图；
图4.1、4.2是图1中纵向驱动机构的主视与俯视结构示意图。
图中：1、高炉；2、布料器；2.1、布料器驱动框架；3、支撑架；4、纵向驱动机构；4.1、纵向驱动螺母；4.2、纵向丝杠；4.3、纵向驱动框架；4.4、纵向导向块；4.5、纵向导向槽；5、横向驱动机构；5.1、横向驱动螺母；5.2、横向丝杆；5.3、横向驱动框架；5.4、横向驱动电机；5.5、横向导向块；5.6、横向导向槽；6、投料斗；7、投料管；8、原料固定传送设备；9、PLC控制器；10、球阀；11、球阀开关控制伺服电机；12、摄像头。
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。
如图1.1～4.2所示，本发明是一种设置在高炉1上的移动式布料器2，包括架设在高炉1顶部的支撑架3，支撑架3上设有纵向驱动机构4，在纵向驱动机构4的驱动部件上通过横向驱动框架或横向驱动板设置有横向驱动机构5，在横向驱动机构5的驱动部件上通过布料器驱动框架或布料器驱动板设置有布料器2，布料器2的主体内设有由上向下的投料斗6，投料斗6的下端口与投料管7的一端连接，投料管7的另一端通向高炉1的上端口，投料斗6的上端口的形状及大小应满足布料器移动到任意极限位置，投料斗6的上端口都在原料固定传送设备8的原料落下点的范围内；物料由布料器2的主体上端投入通过投料斗6、投料管7，由投料管7下端的投料口投入到高炉1内，而布料器2在横向驱动机构5、纵向驱动机构4的驱动下可将物料按照投料分布需求投送到高炉1内的设定部位，并可通过在每个设定部位的设定投料时间控制设定部位的投料量，从而构成3D打印式的投料布局。
为了便于将不同的物料按照投料布局的需要分别或同时投入到高炉内，同时也为了提高投料的效率，本发明优选的实施方案是，在所述布料器2的上端设置有2-3台原料固定传送设备8，分别用于向高炉内投送烧结矿、球团矿和熔剂。
为了确保布料器2的投料口能够沿横向方向(X方向)灵活移动，同时又能简化驱动机构，还能将投料管7的投料口固定在框架或板面上，使其不能任意摆动，本发明进一步优选的实施方案还有，所横向驱动机构5包括横向驱动螺母5.1，横向驱动螺母5.1的一侧与布料器驱动框架2.1连接，横向驱动螺母5.1的螺孔与横向丝杆5.2螺纹配合，横向丝杠5.2的两端通过轴承、轴承座与横向驱动框架5.3连接，其中横向丝杆5.2的一端连接有横向驱动电机5.4，横向驱动电机5.4通过基座与横向驱动框架5.3连接，在横向驱动螺母5.1的另一侧设置有横向导向块5.5，横向导向块5.5与设置在横向驱动框架5.3上的横向导向槽5.6滑动配合。
为了确保布料器2能够沿纵向方向(Y方向)灵活移动，同时又能简化驱动机构，还能将横向驱动框架5.3固定在纵向驱动部件上，使其移动平稳，本发明进一步优选的实施方案还有，所纵向驱动机构4包括纵向驱动螺母4.1，纵向驱动螺母4.1的一侧与横向驱动框架5.3的底部连接，纵向驱动螺母4.1的螺孔与纵向丝杆4.2螺纹配合，纵向丝杆4.2的两端通过轴承、轴承座与支撑架3连接，其中纵向丝杆4.2的一端连接有纵向驱动电机4.3，纵向驱动电机4.3通过基座与支撑架3连接，在纵向驱动螺母4.1的另一侧设置有纵向导向块4.4，纵向导向块3与设置在支撑架上的纵向导向槽4.5滑动配合。
由于布料器3、投料管7、横向驱动机构5、纵向驱动机构4的尺寸及重量都较大，为了确保各驱动机构及投料管7的安全平稳运行，本发明进一步优选的实施方案还有，所述横向驱动机构5、纵向驱动机构4分别对称的设有两套。
为了便于控制布料器2的位置移动灵活快捷，而且便于控制投料口的移动速度或停留时间，本发明进一步优选的实施方案还有，所述横向驱动电机5.4与纵向驱动电机4.3均为伺服电机，每个伺服电机与PLC控制器9电连接。
为了便于控制投料口开始投料时间和停止投料时间，本发明进一步优选的实施方案还有，所述投料管7上装有球阀10，球阀10的一端与球阀开关控制伺服电机11连接，球阀开关控制伺服电机11与PLC控制器9电连接。
为了减轻布料器2的支撑架3、横向驱动机构5和纵向驱动机构4的整体重量，同时使其具有良好的耐高温、耐腐蚀性能，本发明进一步优选的实施方案还有，所述支撑架3、横向驱动框架5.3用碳纤维制成，或在支撑架3、横向驱动框架5.3的表面附着有碳纤维层。
为了便于缩小支撑架3的整体结构尺寸，并能将支撑架3牢固地固定在高炉1的顶部，本发明进一步优选的实施方案还有，所述支撑架3直接支撑在高炉1的顶部，或所述支撑架3直接支撑在地面上。
为了便于随时监测炉料添加到高炉1内部的情况，以便于随时调整添加方案，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述支撑架3的底部设置有与PLC控制器9电连接的摄像头12和/或超声波探测仪。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，包括架设在高炉顶部的支撑架，支撑架上设有纵向驱动机构，在纵向驱动机构的驱动部件上通过横向驱动框架或横向驱动板设置有横向驱动机构，在横向驱动机构的驱动部件上通过布料器驱动框架或布料器驱动板设置有布料器，支撑架、横向驱动框架或横向驱动板用碳纤维制成，或在支撑架、横向驱动框架或横向驱动板的表面附着有碳纤维层，布料器的主体内设有由上向下的投料斗，投料斗的下端口与投料管的一端连接，投料管的另一端通向高炉的上端口，投料斗的上端口的形状及大小应满足布料器移动到任意极限位置，投料斗的上端口都在原料固定传送设备的原料落下点的范围内；物料由布料器的主体上端投入通过投料斗、投料管，由投料管下端的投料口投入到高炉内，而布料器在横向驱动机构、纵向驱动机构的驱动下可将物料按照投料分布需求投送到高炉内的设定部位，并可通过在每个设定部位的设定投料时间控制设定部位的投料量，从而构成3D打印式的投料布局，所述横向驱动机构、纵向驱动机构分别对称的设有两套。
2.如权利要求1所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，在所述布料器的上端设置有2-3台原料固定传送设备，分别用于向高炉内投送烧结矿、球团矿和熔剂。
3.如权利要求2所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，所横向驱动机构包括横向驱动螺母，横向驱动螺母的一侧与布料器驱动框架或布料器驱动板连接，横向驱动螺母的螺孔与横向丝杆螺纹配合，横向丝杠的两端通过轴承、轴承座与横向驱动框架或横向驱动板连接，其中横向丝杆的一端连接有横向驱动电机，横向驱动电机通过基座与横向驱动框架或横向驱动板连接，在横向驱动螺母的另一侧设置有横向导向块，横向导向块与设置在横向驱动框架或横向驱动板上的横向导向槽滑动配合。
4.如权利要求3所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，所纵向驱动机构包括纵向驱动螺母，纵向驱动螺母的一侧与横向驱动框架或横向驱动板的底部连接，纵向驱动螺母的螺孔与纵向丝杆螺纹配合，纵向丝杆的两端通过轴承、轴承座与支撑架连接，其中纵向丝杆的一端连接有纵向驱动电机，纵向驱动电机通过基座与支撑架连接，在纵向驱动螺母的另一侧设置有纵向导向块，纵向导向块与设置在支撑架上的纵向导向槽滑动配合。
5.如权利要求3或4所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，所述横向驱动电机与纵向驱动电机均为伺服电机，每个伺服电机与PLC控制器电连接。
6.如权利要求5所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，所述投料管上装有球阀，球阀的一端与球阀开关控制伺服电机连接，球阀开关控制伺服电机与PLC控制器电连接。
7.如权利要求1所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，所述支撑架直接支撑在高炉的顶部，或所述支撑架直接支撑在地面。
8.如权利要求1所述设置在高炉上的移动式布料器，其特征在于，在所述支撑架的底部设置有与PLC控制器电连接的摄像头和/或超声波探测仪。
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| GR01 | Patent grant | ||
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