一种铁水破渣测温取样机

技术领域

本发明涉及钢铁冶金设备技术领域，更具体地说，涉及一种铁水破渣测温取样机。

背景技术

铁水罐是炼铁厂与炼钢厂之间运送铁水的重要设备，在铁水罐进入炼钢厂之前，需要从铁水罐中取出样品进行化验，并测得铁水温度，以利于铁厂强化管理，降低铁水硫含量，并便于钢厂将铁水按质分流，指导脱硫工序和炼钢工序的生产，同时还起到加快铁炼钢生产节奏的作用。

传统工艺中通常依靠人工进行取样，然而，由于铁水罐中存在渣层，因此需要先行破渣，再取样。然而，由于铁水罐中的渣层很厚，尤其对于Ti含量较高的渣层，硬度较高且厚度较大，给人工取样造成了诸多困难。

随着现代化机械设备的发展，市面上出现了取样机，以通过机械来进行破渣取样。

然而，现有技术中的取样机通常只具有单工位，也即，破渣头伸入铁水渣液中测温取样后，上升至设备安装平台上方，然后，操作人员在设备安装平台上取走样品。

而很多时候，由于现场人员配备紧张，使得操作人员不便于从设备安装平台上取走样品，只能等待操作人员有时间时再来设备安装平台取走样品，使用不便，工作效率低。

因此，如何解决现有取样机使用不便，影响生产效率的技术问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种铁水破渣测温取样机，其便于操作人员取走样品，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铁水破渣测温取样机，包括：

破渣头和与之相连的升降驱动机构，所述升降驱动机构的固定部安装于安装平台，所述安装平台平行于钢包平台且位于所述钢包平台上方；

测温取样一体纸管，其与所述升降驱动机构的输出端可拆卸连接，且所述测温取样一体纸管位于所述破渣头的上方；

其中，所述破渣头和所述测温取样一体纸管具有三个工位，分别是安装平台取样工位、测温取样工作工位和钢包平台取样工位，所述升降驱动机构驱动所述破渣头和所述测温取样一体纸管在三个所述工位之间运动。

优选地，所述升降驱动机构包括：

动力输出机构和设于所述动力输出机构输出端的输出齿轮；

与所述输出齿轮啮合传动的齿条；

与所述齿条平行且固定连接的升降导轨，所述破渣头和所述测温取样一体纸管均设于所述升降导轨的底端；

设于所述升降导轨两侧的夹送辊。

优选地，所述动力输出机构包括电机和与所述电机的输出轴相连的蜗轮蜗杆减速机，所述蜗轮蜗杆减速机具有自锁性，所述输出齿轮与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴相连。

优选地，所述电机为双出轴变频电机，具有第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机相连，所述第二输出轴用于在所述电机无法转动时与故障处理扳手相连。

优选地，还包括：

用于在非使用时抱紧所述输出轴的抱闸；

用于在非使用时插入所述升降导轨的安全销，以防止所述抱闸松动时所述升降导轨下滑。

优选地，还包括限位轴和与之相连的伸缩驱动机构，当所述破渣头和所述测温取样一体纸管无需达到所述钢包平台取样工位时，所述伸缩驱动机构驱动所述限位轴伸出，以限定所述升降导轨下降的第一极限位置；所述升降导轨设有用于与所述限位轴配合以限定所述升降导轨的第一极限位置的第一限位挡块。

优选地，所述升降导轨设有第一限位检测片，还包括测温取样限位传感器，当所述测温取样限位传感器检测到所述第一限位检测片时，所述升降驱动机构控制所述破渣头和所述测温取样一体纸管停留至所述测温取样工作工位。

优选地，所述升降导轨设有第二限位检测片，还包括限位检测开关，当所述限位检测开关检测到所述第二限位检测片时，所述升降驱动机构控制所述破渣头和所述测温取样一体纸管停留至所述钢包平台取样工位。

优选地，所述升降导轨设有用于与所述安装平台配合限位的第二限位挡块，以限定所述升降导轨下降的第二极限位置。

优选地，还包括：

用于控制所述升降导轨的行程的编码器，以当所述升降导轨达到预设行程时，使所述升降导轨停止或自动返回；

和/或，用于控制所述升降导轨的行程的第一计时器，以当所述升降导轨向下运行预设时间时，使所述升降导轨停止或自动返回；

和/或，用于控制所述升降导轨的行程的第二计时器，以当所述测温取样一体纸管检测到铁水温度预设时间后，使所述升降导轨自动返回。

本发明提供的铁水破渣测温取样机，由于破渣头和测温取样一体纸管具有安装平台取样工位、测温取样工作工位和钢包平台取样工位三个工位，且通过升降驱动机构可驱动破渣头和测温取样一体纸管在这三个工位之间切换运动，从而确保破渣头和测温取样一体纸管在这三个工位处的位置状态，以便于操作人员能够在安装平台取样工位或钢包平台取样工位取走样品。

也就是说，该铁水破渣测温取样机能够满足操作人员在上、下双工位处取走样品，以便于操作人员根据自身所处的当前位置进行就近取样，给操作人员取走样品的操作带来诸多便利，有利于提升生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的铁水破渣测温取样机的主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1中传动箱内部的结构示意图；

图4为图1中限位轴和伸缩驱动机构的主视图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的A-A向剖视图；

图7为图1所示铁水破渣测温取样机的破渣头和测温取样一体纸管处于安装平台取样工位时的结构示意图；

图8为图1所示铁水破渣测温取样机的破渣头和测温取样一体纸管处于测温取样工作工位时的结构示意图；

图9为图1所示铁水破渣测温取样机的破渣头和测温取样一体纸管处于钢包平台取样工位时的结构示意图；

图1至图9中的附图标记如下：

1为破渣头、2为测温取样一体纸管、31为输出齿轮、32为齿条、33为升降导轨、331为第一限位挡块、332为第一限位检测片、333为第二限位检测片、334为第二限位挡块、34为夹送辊、35为电机、36为蜗轮蜗杆减速机、37为传动箱、38为编码器、39为基座、4为故障处理扳手、5为抱闸、6为安全销、71为限位轴、72为气缸、73为气缸座、74为限位轴座、75为限位轴键、81为测温取样限位传感器、82为限位检测开关、9为安装平台、10为钢包平台、01为钢包。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种铁水破渣测温取样机，其便于操作人员取走样品，提高了生产效率。

请参考图1-图9，图1为铁水破渣测温取样机的主视图；图2为图1的侧视图；图3为传动箱内部的结构示意图；图4为限位轴和伸缩驱动机构的主视图；图5为图4的俯视图；图6为图4的A-A向剖视图；图7为破渣头和测温取样一体纸管处于安装平台取样工位时的结构示意图；图8为破渣头和测温取样一体纸管处于测温取样工作工位时的结构示意图；图9为破渣头和测温取样一体纸管处于钢包平台取样工位时的结构示意图。

本发明提供一种铁水破渣测温取样机，包括破渣头1、测温取样一体纸管2和升降驱动机构。

具体地，破渣头1和测温取样一体纸管2均与升降驱动机构的输出端相连，以通过升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2一起上升或下降。

可以理解的是，测温取样一体纸管2与升降驱动机构的输出端可拆卸连接，以便于操作人员取走样品。

进一步地，测温取样一体纸管2位于破渣头1的上方，以便于利用破渣头1进行破渣，从而在破渣头1破渣后确保测温取样一体纸管2顺利进入铁水中进行取样。

更为重要的是，本发明中的破渣头1和测温取样一体纸管2具有三个工位，分别是安装平台取样工位、测温取样工作工位和钢包平台取样工位，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2在上述三个工位之间运动。

需要说明的是，升降驱动机构的固定部安装于安装平台9，安装平台9平行于钢包平台10且安装平台9位于钢包平台10上方。

本领域技术人员可以理解的是，安装平台9用于安装铁水破渣测温取样机，例如，升降驱动机构的固定部以及传动箱37等均安装于该安装平台9上。

安装平台9设有让位孔，以供破渣头1和测温取样一体纸管2伸出到安装平台9下方。

安装平台取样工位是指破渣头1和测温取样一体纸管2位于安装平台9上方时的位置，优选定义安装平台取样工位为破渣头1和测温取样一体纸管2的初始位置，当破渣头1和测温取样一体纸管2位于安装平台取样工位时，需要操作人员在安装平台9上取走样品。

钢包平台10是指用于支撑钢包01并供钢包01移动的支撑平台。

钢包平台取样工位是指破渣头1和测温取样一体纸管2位于钢包平台10上方预设位置，便于操作人员在钢包平台10上直接取走样品。

也即，安装平台取样工位和钢包平台取样工位均是供操作人员取走样品的位置，以满足上、下双工位取样。

测温取样工作工位是指当钢包01运动到铁水破渣测温取样机下方时，破渣头1和测温取样一体纸管2伸入至钢包01的渣面内一定位置处，以便于对钢包01内的铁水进行测温取样。

需要说明的是，本发明提供的铁水破渣测温取样机具有两种工作模式，在第一种工作模式下，当钢包01到达该铁水破渣测温取样机的下方时，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2从安装平台取样工位下降至测温取样工作工位，以使测温取样一体纸管2在钢包01的铁水中进行测温取样；当测温取样完成后，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2从测温取样工作工位上升到安装平台取样工位，以便于操作人员从安装平台取样工位取走样品。

在第二种工作模式下，当钢包01到达该铁水破渣测温取样机的下方时，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2从安装平台取样工位下降至测温取样工作工位，以使测温取样一体纸管2在钢包01的铁水中进行测温取样；当测温取样完成后，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2从测温取样工作工位上升到安装平台取样工位；然后钢包01移走，升降驱动机构驱动破渣头1和测温取样一体纸管2从安装平台取样工位下降至钢包平台取样工位，以便于操作人员从钢包平台取样工位取走样品。

如图7至图9所示，分别示出了破渣头1和测温取样一体纸管2在安装平台取样工位、测温取样工作工位以及钢包平台取样工位时的位置状态。

由此可以看出，本发明提供的铁水破渣测温取样机，由于破渣头1和测温取样一体纸管2具有安装平台取样工位、测温取样工作工位和钢包平台取样工位三个工位，且通过升降驱动机构可驱动破渣头1和测温取样一体纸管2在这三个工位之间切换运动，从而确保破渣头1和测温取样一体纸管2在这三个工位处的位置状态，以便于操作人员能够在安装平台取样工位或钢包平台取样工位取走样品。

也就是说，该铁水破渣测温取样机能够满足操作人员在上、下双工位处取走样品，以便于操作人员根据自身所处的当前位置进行就近取样，给操作人员取走样品的操作带来诸多便利，有利于提升生产效率。

需要说明的是，本实施例对升降驱动机构的具体结构不做限定，只要能够驱动破渣头1和测温取样一体纸管2在上述三个工位之间切换运动，从而确保破渣头1和测温取样一体纸管2在上述三个工位处的位置状态即可。

考虑到破渣头1和测温取样一体纸管2的运动行程较长，为了确保破渣头1和测温取样一体纸管2的平稳升降，在上述实施例的基础之上，升降驱动机构包括动力输出机构、输出齿轮31、齿条32、升降导轨33和夹送辊34。

具体地，动力输出机构用于输出动力，输出齿轮31设于动力输出机构的输出端，以将动力输出机构输出的动力传递至升降导轨33。

输出齿轮31与齿条32啮合传动，齿条32与升降导轨33平行设置且齿条32与升降导轨33固定连接，破渣头1和测温取样一体纸管2均设于升降导轨33的底端，因此，在输出齿轮31驱动齿条32移动时，使齿条32带动升降导轨33做升降运动，进而实现破渣头1和测温取样一体纸管2的升降。

夹送辊34设于升降导轨33的两侧，以确保升降导轨33运动的平稳性。

需要说明的是，本实施例对夹送辊34的具体对数不做限定，本领域技术人员可以根据实际需求来设定。

进一步地，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，动力输出机构包括电机35和与电机35的输出轴相连的蜗轮蜗杆减速机36，蜗轮蜗杆减速机36具有自锁性，输出齿轮31与蜗轮蜗杆减速机36的输出轴相连。

也就是说，本实施例采用蜗轮蜗杆减速机36来传递电机35的动力，并通过蜗轮蜗杆减速机36的自锁性，来保证安全。

另外，通过蜗轮蜗杆配合传动，可以减小铁水破渣测温取样机的安装空间。

另外，当断电或电机35损坏不能转动时，为了使升降导轨33能够复位，在上述实施例的基础之上，电机35为双出轴变频电机，具有第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴与蜗轮蜗杆减速机36相连，第二输出轴用于在电机35无法转动时与故障处理扳手4相连。

也就是说，当电机35没电或因损坏而不能转动时，利用故障处理扳手4转动第二输出轴，从而使其带动升降导轨33恢复至初始位置，以便于故障处理。

需要说明的是，当破渣头1和测温取样一体纸管2能够下降至钢包平台取样工位时，存在较大的安全隐患，为了提高安全性，在上述实施例的基础之上，该铁水破渣测温取样机还包括抱闸5和安全销6。

抱闸5用于在非使用时抱紧电机35的输出轴；安全销6用于在非使用时插入升降导轨33中，以防止抱闸5松动时升降导轨33下滑。

也就是说，本实施例采用抱闸5和安全销6双重安全防护措施，以便在设备检修或设备长期停机时，确保升降导轨33不下降，以保证非使用状态时的安全性。

另外，当破渣头1和测温取样一体纸管2无需达到钢包平台取样工位时，为了确保安全性，在上述实施例的基础之上，还包括限位轴71和与之相连的伸缩驱动机构，当破渣头1和测温取样一体纸管2无需达到钢包平台取样工位时，伸缩驱动机构驱动限位轴71伸出，以限定升降导轨33下降的第一极限位置。

升降导轨33设有用于与限位轴71配合以限定升降导轨33的第一极限位置的第一限位挡块331。

需要说明的是，第一极限位置是指当破渣头1和测温取样一体纸管2无需达到钢包平台取样工位时，升降导轨33下降的最低位置。也即，当该铁水破渣测温取样机在上述第一种工作模式下时，升降导轨33下降的极限位置。

换句话说，当该铁水破渣测温取样机在上述第一种工作模式下时，限位轴71位于伸出状态，当升降导轨33下降至第一限位挡块331与限位轴71接触的位置时，在限位轴71的强制机械限位作用下，使升降导轨33只能下降到该第一极限位置处，以确保安全。

需要说明的是，本实施例对伸缩驱动机构的具体实现方式不做限定，优选地，如图4-6所示，伸缩驱动机构优选包括气缸72，气缸72固定于气缸座73，限位轴71可滑动的设于限位轴座74，优选地，限位轴71与限位轴座74通过限位轴键75滑动连接。

为了使破渣头1和测温取样一体纸管2能够准确定位至温取样工作工位，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，升降导轨33设有第一限位检测片332，还包括测温取样限位传感器81，当测温取样限位传感器81检测到第一限位检测片332时，升降驱动机构控制破渣头1和测温取样一体纸管2停留至测温取样工作工位。

也就是说，本实施例通过测温取样限位传感器81和第一限位检测片332的配合检测，来确保破渣头1和测温取样一体纸管2被定位至测温取样工作工位，以便于测温取样一体纸管2在测温取样工作工位对铁水进行测温取样。

本实施例对温取样限位传感器和第一限位检测片332的具体结构及其检测原理等不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要从现有技术中选择合适的传感器和检测片。

进一步地，在上述实施例的基础之上，升降导轨33设有第二限位检测片333，还包括限位检测开关82，当限位检测开关82检测到第二限位检测片333时，升降驱动机构控制破渣头1和测温取样一体纸管2停留至钢包平台取样工位。

也就是说，本实施例通过限位检测开关82和第二限位检测片333的配合检测，来确保破渣头1和测温取样一体纸管2被定位至钢包平台取样工位，以便于操作人员在钢包平台10上取走样品。

优选地，还包括第二限位检测开关82，第二限位检测开关82与上述限位检测开关82上、下设置，两者分别配合第二限位检测片333进行检测，当第二限位检测开关82检测到第二限位检测片333时，则升降驱动机构控制破渣头1和测温取样一体纸管2停留至安装平台取样工位。

进一步地，考虑到破渣头1和测温取样一体纸管2需要运动至钢包平台取样工位时的安全性，在上述实施例的基础之上，升降导轨33设有用于与安装平台9配合限位的第二限位挡块334，以限定升降导轨33下降的第二极限位置。

需要说明的是，第二极限位置是指当破渣头1和测温取样一体纸管2需要达到钢包平台取样工位时，升降导轨33下降的最低位置。也即，当该铁水破渣测温取样机在上述第二种工作模式下时，升降导轨33下降的极限位置。

可以理解的是，第二限位挡块334的尺寸需大于安装平台9的让位孔，也即，当该铁水破渣测温取样机在上述第二种工作模式下时，当升降导轨33下降至第二限位挡块334与安装平台9接触的位置时，在安装平台9的强制机械限位作用下，升降导轨33无法机械下降，以确保安全。

进一步地，在上述实施例的基础之上，还包括编码器38和/或第一计时器和/或第二计时器。

具体地，编码器38用于控制升降导轨33的行程，以当升降导轨33达到预设行程时，使升降导轨33停止或自动返回。

第一计时器用于控制升降导轨33的行程，以当升降导轨33向下运行预设时间时，使升降导轨33停止或自动返回。

第二计时器用于控制升降导轨33的行程，以当测温取样一体纸管2检测到铁水温度预设时间后，使升降导轨33自动返回。

也就是说，本实施例中，采用多种方式来控制升降导轨33的行程，当其中任意一种控制方式满足条件时，则控制升降导轨33停止或自动返回，配合着上文中的各种机械或传感器检测等措施，力求全面的保证设备及人员安全。

需要说明的是，在上述各个实施例中，对破渣头1的具体材质不做限定，优选地，破渣头1为耐热铸铁材质的破渣头1。

另外，需要说明的是，还包括用于检测钢包01的渣面高度的渣面检测传感器，当渣面检测传感器检测到渣面离铁水罐开口的距离大于1300mm时，升降驱动机构不动作，也即不进行取样。

当渣面检测传感器检测到渣面离铁水罐开口的距离小于150mm时，为了防止取样时铁水溢出，升降驱动机构不动作，不进行取样。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的铁水破渣测温取样机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。