阅读说明：本技术 高炉喷枪置换机 (Blast furnace spray gun replacement machine ) 是由 宗品禾 宗宁枫 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高炉喷枪置换机,采用移动式工业机械手作业,代替人工置换,属于冶金高炉工艺技术领域。高炉是大生产作业,如果在生产中喷枪坏了,不能及时换枪,就使喷煤粉助燃不能正常作业,从而使炉内温度降低,出铁量减少,生产效率下降,使每天的生产成本增加300-500万元。由于高炉正常休风要3-6个月,因此,其损失很大。本发明通过结构的合理设计解决了上述问题,高炉喷枪在带风的情况下置换对高炉大生产作业产生的效益是巨大的。它解决了目前高炉喷枪带风置换的困难,其技术工艺达到世界先进水平。(The invention relates to a blast furnace spray gun replacement machine, which adopts movable industrial manipulator operation to replace manual replacement and belongs to the technical field of metallurgical blast furnace processes. The blast furnace is a large-scale production operation, if the spray gun is broken in production and the spray gun cannot be changed in time, the pulverized coal injection combustion-supporting cannot be normally operated, so that the temperature in the furnace is reduced, the iron yield is reduced, the production efficiency is reduced, and the production cost per day is increased by 300 plus 500 ten thousand yuan. Because the normal damping down of the blast furnace takes 3-6 months, the loss is large. The invention solves the problems through the reasonable design of the structure, and the replacement of the blast furnace spray gun under the condition of wind has huge benefits on the large-scale production operation of the blast furnace. The blast furnace spray gun solves the problem of air replacement of the existing blast furnace spray gun, and the technical process of the blast furnace spray gun reaches the advanced level in the world.)

高炉喷枪置换机

技术领域

本发明涉及一种高炉喷枪置换机，采用移动式工业机械手作业，代替人工置换，属于冶金高炉工艺技术领域。

背景技术

据申请人了解，目前，高炉喷枪在正常生产中烧坏了不能带风置换，原因是带风生产时炉中压力大（0.4MPa），温度高（1500℃-2000℃），如果把喷枪从炉中拔出，一方面高温高压的炉内气体会从枪管中喷出，十分危险；另一方面，喷枪重，枪头烧坏后要用大力从枪套中拔出，人的力量不够。因此，只能等到休风停产时置换，给冶金高炉生产带来降低生产效率的后果。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的缺陷，提出一种移动式工业机械手（装置）和一种耐高温和高压的密封喷枪套，使换喷枪的过程中，炉中高温高压的气体不能从喷枪套中泄露出来，达到安全换喷枪的目的。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种高炉喷枪置换机，包括由远程控制操作盒，电控柜，操作台组成的信号控制系统，由电动机，发动机，油压控制站组成的动力机构系统，由行走底盘及旋转底盘组成的底盘系统，由上下调节油缸前后支架、拔枪道轨、抓手移动油缸、左右调节油缸、左右摆动转轴、收缩活塞、滑轮、夹紧油缸、液力转变器、马达、旋转马达减速箱、液压夹紧抓手组成的机械手喷枪置换机构系统；由密封盖、耐高温密封圈、密封腔体、密封气体耐高温球阀和耐高温球阀组成的枪套密封机构系统组成，底盘带有移动马达和底盘转动马达（也可以不带转动马达）可移动或转动，所述底盘上装有前后立柱支架，其支架里装有上、下移动的调节油缸，所述支架上安装有让液压夹紧抓手前后移动的道轨，在道轨下安装有抓手移动油缸，所述抓手配套有夹紧油缸、转动马达、液力转变器及旋转马达减速箱及前后移动的道轨，抓手在它们的作用下，夹紧喷枪，360度转动，在抓手移动油缸的作用下前后运动，达到把喷枪从喷枪置换枪套中置换的目的，所述喷枪枪套有耐高温球阀，密封气体耐高温球阀，耐高温密封圈，高压高温密封腔体及密封盖组成，其作用是确保在喷枪置换过程中，炉中高温高压气体不外泄，达到安全换枪的目的。

本发明进一步完善的方案，所述底盘上设置有油压控制站、电控箱、操作台、发动机及密封气源给各油缸及马达提供动力，底盘设置有移动马达和转动马达，电控柜、操作台及远程控制操作盒可使高炉喷枪置换机实现远程控制，其置换机上的液压控制站和枪套球阀带有手动和电动控制，操作台实现手动控制（也可以实现电动远程控制）各球阀、各油缸及马达的动作。发动机可实现在现场无动力电源的情况下使置换机正常工作。密封气源是保证在现场没有常温高压的气源情况下自带气源，保证喷枪枪套正常工作，达到安全换枪。

本发明进一步完善方案：所述前支架，后支架，左右调节油缸，上下调节油缸，能使拔枪道轨中心线上、下、左、右平移及摆动。在抓手移动油缸的作用下，使液压夹紧抓手实现空间三维运动；在马达及旋转马达减速箱的作用下，液压夹紧抓手抓紧喷枪，实现X、Y、Z三维移动及X方向转动的机械手功能。当转动底盘转动90度后，高炉喷枪置换机可以在三维Z方向实现换枪作业，实现机械手在空间X、Y、Z三维移动。在X、Z二维方向转动的全能机械手，实现高炉风口平台全方位换枪作业。

本发明进一步完善方案：当换枪时，液压夹紧抓手抓紧密封盖，马达转动带动抓手转动，使密封盖松开（松开3-5圈） 抓手抓住喷枪，抓手移动油缸后退，抓手抓着喷枪开始拔枪，打开密封气体耐高温球阀，当喷枪头位置到达密封腔体时，关闭耐高温球阀，常温高压密封气体通过密封气体管道进入密封腔体，由于密封气体压力高于炉内压力形成高压腔，采用以风制风的方法，使炉内高温高压气体出不来，这时，抓手抓住密封盖，完全松开密封盖。抓手后退，拔出喷枪，完成拔枪过程。装抢时，抓手抓住喷枪，直管子喷枪直接插进耐高温密封圈，弯头喷枪先把密封盖和密封圈套在喷枪上，抓手抓紧喷枪把弯头插进密封腔体内，抓手轻推密封盖，使密封圈插入密封腔体槽内，抓手转动，密封盖螺纹连接密封腔体，打开密封气体耐高温球阀，打开耐高温球阀，炉内高温高压气体被密封腔内高压区顶住，抓手把喷枪插入指定深度，抓手拧紧密封盖，关闭密封气体耐高温球阀，完成装枪。

高炉是大生产作业，如果在生产中喷枪坏了，不能及时换枪，就使喷煤粉助燃不能正常作业，从而使炉内温度降低，出铁量减少，生产效率下降，使每天的生产成本增加300-500万元。由于高炉正常休风要3-6个月，因此，其损失很大。本发明的有益效果：本发明解决了上述问题，高炉喷枪在带风的情况下置换对高炉大生产作业产生的效益是巨大的。它解决了目前高炉喷枪带风置换的困难，其技术工艺达到世界先进水平。

附图说明

图1为高炉喷枪置换机及喷枪套技术工艺总图。

图2为高炉喷枪置换机技术工艺总图。

图3为高炉喷枪置换机机械抓手技术工艺总图。

图4为四轮移动底盘高炉喷枪置换机及喷枪套技术工艺总图。

图中标号为1.后支架上下调节油缸，2. 履带（或四轮）底盘，3.油压控制站，4.电控柜，5.操作台，6.拔枪道轨，7.后支架，8.左右调节油缸，9.远程控制操作盒，10.左右摆动转轴，11.前支架，12a.发动机，12b.气源，14.滑轨，15.前支架上下调节油缸，16.液力转变器，17.液压夹紧抓手，18.耐高温密封圈，19a.弯管喷枪，19b.直管喷枪，20. 耐高温球阀,21. 密封气体管道,22. 密封气体耐高温球阀,23a.密封腔体，23b.密封盖，24. 旋转马达减速箱,25.马达，26夹紧油缸，27. 喷枪球阀,28. 抓手移动油缸,29.旋转底盘，30. 收缩活塞，31.底盘旋转马达，32.底盘移动马达。

具体实施方式

实施例1

底盘功能

在高压油的作用下，通过信号控制系统的指令使底盘移动马达32转动，带动履带(或四轮)底盘移动及转动，实现底盘行走，同时使底盘转动马达31转动，使机械手喷枪置换机构在底盘上转动。具体如图1-图4所示，履带（或四轮）底盘2在操作台5，发动机12a，油压控制站3，电控柜4，远程控制操作盒9的作用下，底盘可人工手动操作，也可远程电控操作，可前后、左右转动运动，其旋转底盘29在旋转马达31的作用下可带动车身整个转动，实现高炉喷枪置换机平面上全方位运动。使用电源时，由油压控制站3中的电动机作为动力。用发动机作为动力时，只需柴油或汽油。

液压夹紧抓手的运动控制

如图1和图2所示，后支架上下调节油缸1和前支架上下调节油缸15是控制液压夹紧抓手17上下运动的执行油缸，可使液压夹紧抓手17的中心线上下同时平行运动，也可使中心线倾斜运动，左右调节油缸8左右摆动转轴10，收缩活塞30可使液压夹紧抓手17的拔枪道轨6左右平行移动，也可叉动，使拔枪道轨6产生一个小角度的左右摆动，以便调整液压夹紧抓手17的运动对中中心，精准抓枪拔枪。前支架11，后支架7，左右调节油缸8，后支架上下调节油缸1，前支架上下调节油缸15，能使拔枪道轨中心线上、下、左、右平移及摆动。抓手移动油缸28前后移动可使液压夹紧抓手17，滑轮14在拔枪道轨6中前后移动，达到拔枪装枪的目的。

夹紧油缸26左右运动的拉力通过液力转变器16使液压夹紧抓手17产生夹紧力，实现抓住弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)及其它物件。马达25及旋转马达减速箱24产生转动力，使液压夹紧抓手17能抓住喷枪及物件转动，上述各种运动功能实现机械手换枪的目的。

喷枪枪套的安全换枪功能

如图1-图3所示，喷枪枪套由密封腔体23a，密封盖23b，耐高温密封圈18，密封气体耐高温球阀22，耐高温球阀20组成。

在操作台5或远程控制操作盒9的作用下，底盘2带动液压夹紧抓手17移动到指定换枪位置，液压夹紧抓手17抓紧密封盖23b，转动松开螺纹（不完全松开），在此同时手动或电动打开密封气体耐高温球阀22，使高压常温气体从气源12b进入密封气体管道21，密封腔体23a由于P密＞P炉，Q密＞Q炉，因此炉中高温高压气体被常温高压气体密封住了，耐高温密封圈18密封住常温高压气体。液压夹紧抓手17抓住弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)，操作台5或远程控制操作盒9发出控制信号，使抓手移动油缸28后退，带动液压夹紧抓手17后退，当弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)喷头退到密封腔体23a时，手动或电动关闭耐高温球阀20，炉中高温高压气体被切断。这时，液压夹紧抓手17继续后退，把弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)从喷枪枪套中拔出，关闭密封气体耐高温球阀22，完成拔枪。

插枪程序

如图1-图3所示，在操作台5或远程控制操作盒9的作用下液压夹紧抓手放开夹口，人工把喷枪从夹紧油缸26中插入弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)，喷枪球阀27关死，在操作台5或远程控制操作盒9的作用下，夹紧油缸26输出液压力，通过液力转变器16使液压夹紧抓手17抓紧弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)插入喷枪枪套中，（当弯管喷枪插入时，要先把密封盖和密封圈套在喷枪上），当弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)喷头在密封腔体23a时，液压夹紧抓手17抓住密封盖23b转动几圈，收紧耐高温密封圈18，打开密封气体耐高温球阀22，使气源12b中常温高压密封气体进入密封腔体23a中，再打开耐高温球阀20，液压夹紧抓手17继续夹紧弯管喷枪19a(或直管喷枪19b)，往喷枪枪套中推进，使枪头达到指定位置，这时炉中高温高压气体被常温高压密封气体顶住。

P密＞P炉，Q密＞Q炉，绝对保证炉内气体在换枪的过程中出不了喷枪枪套。这时，液压夹紧抓手17进一步抓住密封盖23b，转动拧紧。关闭密封气体耐高温球阀22，液压夹紧抓手17松开，在操作台5或远程控制操作盒9的指令下，机械手后退，底盘2后退，完成机械手置换喷枪的各项操作程序，实现生产带风安全换喷枪。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。