一种转炉出钢口扩孔器及其安装方法

技术领域

本发明涉及炼钢转炉维护设备技术领域，具体为一种转炉出钢口扩孔器及其安装方法。

背景技术

炼钢厂的转炉出钢口在冶炼过程中逐渐变小，不能保证工艺要求的出钢时间，从而影响钢水质量，经常套换出钢口是炉前冶炼操作中不可缺少的一项工序。扩孔器就是安装在拆炉机的伸缩臂上，利用伸缩臂的旋转与伸缩，通过高速旋转的扩孔器钻头来切削掉出钢口上的钢渣，完成炼钢转炉出钢口的扩孔作业。由于出钢口通钢量大，受到高温钢液冲刷、氧化浸蚀，扩孔器的工作环境极其恶劣，现有的扩孔器都面临的耐磨性、抗冲击性不高，高温下容易损坏，扩孔器钻头的刀头容易断裂或脱落等问题。其中，扩孔器钻头是扩孔器的核心部分，它决定了扩孔的孔径以及能够承受的载荷力。目前市场现有精度较高的扩孔器钻头，价格贵，其结构往往比较复杂，不适用精度要求不高的应用情况。并且，现有的扩孔钻头其扩孔的孔径往往是固定的，不便于根据实际的生产需要进行扩展。因此，有必要对其制作方法及结构进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉出钢口扩孔器及其安装方法，结构简单，重量轻，便于加工制造，制造成本低，通用性高，刀头耐磨性能高，寿命长，不易断裂脱落。

为解决上述技术问题，本发明一种转炉出钢口扩孔器包括有钻杆、钻头和连接销，钻头连接在钻杆一端，钻头与钻杆通过连接销连接，钻头与钻杆连接处采用凹凸轴套结构；钻头包括有中心轴、刀头底座、刀头座、刀头和堵板，中心轴为直轴，中心轴一端与钻杆连接，中心轴另一端焊接有刀头底座，刀头底座形状为直角三角形，刀头底座顶面上焊接有刀头座，刀头座为矩形板条，刀头座上设有锥孔，刀头为上小下大的锥形结构，刀头底部连接在刀头座上的锥孔内，堵板连接在刀头座上的锥孔内，堵板连接在刀头底端，堵板焊接在刀头座上的锥孔内。

钻杆和钻头通过销轴连接，便于钻头磨损后更换。钻杆和钻头的连接除通过销轴连接外，其内部结构采用凹凸轴套结构形式，以增加钻头钻杆处的连接强度，防止钻头在使用过程中由于销轴断裂从钻杆中脱出。刀头底座形状为直角三角形，通过调整两直角边的长度来控制钻头的大头直径。

进一步的，刀头座上的锥孔设有多个，多个锥孔沿刀头座长度方向线性均布，每个刀头座上的锥孔内均连接有刀头和堵板，所述的刀头底座在中心轴上焊接有多个，多个刀头底座沿中心轴的轴线圆周均布，刀头座设有多个，每个刀头底座上均焊接有刀头座，相邻的两个刀头座上的多个刀头沿轴向错开排列。

刀头与刀头座的配合为锥孔配合，为了保证刀头的强度，刀头装入刀头座后，塞入堵板打紧并将堵板与刀头座焊接，避免刀头与刀头座焊接。这样的结构可以防止刀头在使用过程中从锥孔中脱出。刀头采用合金3Cr2W8V即三铬二钨八钒作为刀片的材质.重量轻,价格低,在高温条件下使用性能好,使用寿命最少达12次,一般达20—35次。

进一步的，所述的钻杆包括有导杆、连接管、套筒和铆钉，导杆一端设有扁口，导杆另一端插接在连接管一端，套筒插接在连接管另一端，导杆与连接管插接处通过铆钉连接，套筒与连接管插接处通过铆钉连接，所述的中心轴一端连接在套筒上。

导杆的扁口用于与拆炉机相连，导杆的扁口尺寸应与拆炉机套的扁口尺寸相符，便于装拆。导杆另一侧的轴插入连接管中，连接管采用厚壁管，即满足强度要求，又能减轻钻杆整体重量。连接管与导杆及套管均通过铆钉连接，根据实际使用需求也可使用焊接的连接方式，以达到增强连接强度的目的。另外，导杆、连接管和套筒的连接要注意同轴度的要求。

进一步的，所述的刀头底座和刀头座为锻件，刀头材料为：3Cr2W8V。刀头底座及刀头座均采用锻件，以保证其强度。

进一步的，所述的导杆材料为42CrMo，导杆调制并在导杆扁口处进行淬火，淬火硬度要求HRC58--62,淬火深度6mm。要求调质并在扁口处淬火。以提高其硬度及耐磨性。

一种转炉出钢口扩孔器的安装方法包括有如下步骤：

S1.组装钻杆：

S1.1.取完成调制及扁口淬火的导杆、连接管、套筒和铆钉备用；

S1.2.将导杆未设扁口的一端插接在连接管一端，将铆钉穿过连接管及导杆；

S1.3.将套筒一端插接在连接管另一端，将铆钉穿过连接管及套筒；

S2.组装钻头：

S2.1.根据设计要求取中心轴，设计数量的刀头底座、涉及数量的刀头座，设计数量的刀头和设计数量的堵板备用；

S2.2.根据设计要求确定刀头底座两直角边的长度，并将多个刀头底座分别焊接在中心轴上，注意多个刀头底座沿中心轴的轴线圆周均布；

S2.3.根据刀头形状及尺寸在刀头座上开设锥孔，注意每个刀头座上的多个锥孔沿刀头座长度方向线性局部，注意相邻的两个刀头座上的多个锥孔沿轴向错开排列；

S2.4.将刀头及堵板安装到每个锥孔内，堵板连接在刀头底端，堵板焊接在刀头座上的锥孔内；

S2.5.将完成了步骤S2.4的刀头座分别焊接在完成了步骤S2.2的刀头底座上，注意焊接后的多个刀头座上的多个刀头沿轴向错开排列；

S3. 钻杆与钻头组装：将完组装完成的钻头的中心轴一端插装在组成完成的钻杆的套筒内，使用销轴穿过套筒与中心轴进行固定。

本发明的有益效果是：包括有钻杆、钻头和连接销，钻头连接在钻杆一端，钻头与钻杆通过连接销连接，钻头与钻杆连接处采用凹凸轴套结构；中心轴一端与钻杆连接，中心轴另一端焊接有刀头底座，刀头底座形状为直角三角形，刀头底座顶面上焊接有刀头座，刀头座为矩形板条，刀头座上设有锥孔，刀头为上小下大的锥形结构，刀头底部连接在刀头座上的锥孔内，堵板连接在刀头座上的锥孔内，堵板连接在刀头底端，堵板焊接在刀头座上的锥孔内，本发明结构简单，便于加工制造，制造成本低，通用性高，刀头耐磨性能高，寿命长，不易断裂脱落，在高温条件下使用性能好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的钻杆结构示意图；

图3为本发明的钻头结构示意图；

图4为本实用钻头剖切示意图；

图5为本发明刀头底座示意图。

图中：1.钻杆；1-1.导杆；1-2连接管；1-3.套筒；1-4.铆钉；2.钻头；2-1.中心轴；2-2.刀头底座；2-3.刀头座；2-4.刀头；2-5.堵板；3.连接销。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明一种转炉出钢口扩孔器包括有钻杆1、钻头2和连接销3，钻头2连接在钻杆1一端，钻头2与钻杆1通过连接销3连接，钻头2与钻杆1连接处采用凹凸轴套结构；钻头2包括有中心轴2-1、刀头底座2-2、刀头座2-3、刀头2-4和堵板2-5，中心轴2-1为直轴，中心轴2-1一端与钻杆1连接，中心轴2-1另一端焊接有刀头底座2-2，刀头底座2-2形状为直角三角形，刀头底座2-2顶面上焊接有刀头座2-3，刀头座2-3为矩形板条，刀头座2-3上设有锥孔，刀头2-4为上小下大的锥形结构，刀头2-4底部连接在刀头座2-3上的锥孔内，堵板2-5连接在刀头座2-3上的锥孔内，堵板2-5连接在刀头2-4底端，堵板2-5焊接在刀头座2-3上的锥孔内。

钻杆1和钻头2通过销轴3连接，便于钻头2磨损后更换。钻杆1和钻头2的连接除通过销轴3连接外，其内部结构采用凹凸轴套结构形式，以增加钻头2与钻杆1处的连接强度，防止钻头2在使用过程中由于销轴3断裂从钻杆1中脱出。刀头底座2-2形状为直角三角形，通过调整两直角边的长度来控制钻头2的大头直径。

进一步的，刀头座2-3上的锥孔设有多个，多个锥孔沿刀头座2-3长度方向线性均布，每个刀头座2-3上的锥孔内均连接有刀头2-4和堵板2-5，所述的刀头底座2-2在中心轴2-1上焊接有多个，多个刀头底座2-2沿中心轴2-1的轴线圆周均布，刀头座2-3设有多个，每个刀头底座2-2上均焊接有刀头座2-3，相邻的两个刀头座2-3上的多个刀头2-4沿轴向错开排列。

刀头2-4与刀头座2-3的配合为锥孔配合，为了保证刀头2-4的强度，刀头2-4装入刀头座2-3后，塞入堵板2-5打紧并将堵板2-5与刀头座2-3焊接，避免刀头2-4与刀头座2-3焊接。这样的结构可以防止刀头2-4在使用过程中从锥孔中脱出。

进一步的，所述的钻杆1包括有导杆1-1、连接管1-2、套筒1-3和铆钉1-4，导杆1-1一端设有扁口，导杆1-1另一端插接在连接管1-2一端，套筒1-3插接在连接管1-2另一端，导杆1-1与连接管1-2插接处通过铆钉1-4连接，套筒1-3与连接管1-2插接处通过铆钉1-4连接，所述的中心轴2-1一端连接在套筒1-3上。

导杆1-1的扁口用于与拆炉机相连，导杆1-1的扁口尺寸应与拆炉机套的扁口尺寸相符，便于装拆。导杆1-1另一侧的轴插入连接管1-2中，连接管1-2采用厚壁管，即满足强度要求，又能减轻钻杆1整体重量。连接管1-2与导杆1-1及套管1-3均通过铆钉连接，根据实际使用需求也可使用焊接的连接方式，以达到增强连接强度的目的。另外，导杆1-1、连接管1-2和套筒1-3的连接要注意同轴度的要求。

进一步的，所述的刀头底座2-2和刀头座2-3为锻件，刀头2-4材料为：3Cr2W8V。刀头2-4采用合金3Cr2W8V即三铬二钨八钒材质.重量轻,价格低,在高温条件下使用性能好,使用寿命最少达12次,一般达20—35次。刀头底座2-2及刀头座2-3均采用锻件，以保证其强度。

进一步的，所述的导杆1-1材料为42CrMo，导杆1-1调制并在导杆1-1扁口处进行淬火，淬火硬度要求HRC58--62,淬火深度6mm。要求调质并在扁口处淬火。以提高其硬度及耐磨性。

本发明一种转炉出钢口扩孔器的安装方法包括有如下步骤：

S1.组装钻杆1：

S1.1.取完成调制及扁口淬火的导杆1-1、连接管1-2、套筒1-3和铆钉1-4备用；

S1.2.将导杆1-1未设扁口的一端插接在连接管1-2一端，将铆钉1-4穿过连接管1-2及导杆1-1；

S1.3.将套筒1-3一端插接在连接管1-2另一端，将铆钉1-4穿过连接管1-2及套筒1-3；

S2.组装钻头2：

S2.1.根据设计要求取中心轴2-1，设计数量的刀头底座2-2、涉及数量的刀头座2-3，设计数量的刀头2-4和设计数量的堵板2-5备用；

S2.2.根据设计要求确定刀头底座2-2两直角边的长度，并将多个刀头底座2-2分别焊接在中心轴2-1上，注意多个刀头底座2-2沿中心轴2-1的轴线圆周均布；

S2.3.根据刀头2-4形状及尺寸在刀头座2-3上开设锥孔，注意每个刀头座2-3上的多个锥孔沿刀头座2-3长度方向线性局部，注意相邻的两个刀头座2-3上的多个锥孔沿轴向错开排列；

S2.4.将刀头2-4及堵板2-5安装到每个锥孔内，堵板2-5连接在刀头2-4底端，堵板2-5焊接在刀头座2-3上的锥孔内；

S2.5.将完成了步骤S2.4的刀头座2-3分别焊接在完成了步骤S2.2的刀头底座2-2上，注意焊接后的多个刀头座2-3上的多个刀头2-4沿轴向错开排列；

S3. 钻杆1与钻头2组装：将完组装完成的钻头2的中心轴2-1一端插装在组成完成的钻杆1的套筒1-3内，使用销轴3穿过套筒1-3与中心轴2-1进行固定。

本发明结构简单，便于加工制造，制造成本低，通用性高，刀头耐磨性能高，寿命长，不易断裂脱落，在高温条件下使用性能好。