[发明专利]高炉炉顶无料钟布料器

说明书

技术领域

本发明属于冶金设备中的高炉布料装置，是一种可消除拖圈上下运动过程中由于下传动而引起侧向分力的高炉炉顶无料钟布料器。

背景技术

目前高炉无料钟炉顶包括布料器、波纹管、下密封阀、料流调节阀、料罐、上密封阀、挡料阀和料斗，其中布料器是整套设备的核心部件，该设备安装在炉壳上，其布料溜槽工作位置在高炉，该处正常工作温度200℃左右，在炉料异常时瞬时温度可达700℃，工作环境恶劣，荒煤气粉尘含量高，设备布料时高炉各批次的炉料从料流调节阀经过若干米的高度差冲向布料溜槽，同时还要精确的控制溜槽的倾动角度和旋转速度，对设备的可靠性、稳定性要求极高，正常情况为一代炉龄。

目前布料器的结构可参见申请公开号为CN102363823A，专利名称为叉臂式无料钟高炉布料器，和授权公告号为CN202099298U，专利名称为高炉无料钟炉顶布料器的在先专利，以及卢森堡保尔·沃特（P·W）公司的制作的高炉设备。其中溜槽的位置都是通过其相对于布料器轴线的α角和β角进行控制，其中α角为溜槽的轴线与布料器轴线之间的夹角，为了达到布料均匀的目的，在布料过程中溜槽需要进行两个方向的运动，一种运动是改变其与布料器轴线之间的夹角的摆动，目的是改变溜槽的α角，另外一种是借助驱动装置驱动溜槽绕布料器轴线产生的圆周运动，目的在于改变溜槽的β角。它们都是通过改变α角和β角实现布料均匀，达到高产，节约焦炭等目的。

进口P·W公司的无料钟炉顶设备布料器采用行星差速结构，设备采用闭路水冷、氮气密封，寿命长、动作可靠，但结构复杂、维护成本高，生产成本居高不下。P·W公司在α角倾动机构上不断改进，其α角机构主要为行星差速+蜗轮蜗杆结构，无拖圈上下移动，结构无明显缺陷，其缺点是要求精度高，材料要求高，因为实际使用过程中α角变化小，使用齿数少。

而国产炉顶设备目前设备大部分采用拖圈上下移动改变α角，没有解决侧向分力的问题，无论是连杆形式、液压缸形式和钢丝绳形式的布料器，其溜槽改变角度的α角下传动机构一般分两种：一种是通过安装有下回转支承的拖圈上下移动带动溜槽曲柄转动而实现布料过程中α角的变化，另一种是通过带动曲柄滑槽形式实现布料过程中α角的变化。溜槽曲柄或者曲柄滑槽在溜槽角度变化时为弧线运动，而拖圈为上下直线运动，因此拖圈承受侧向力，通用的办法为增加轨道和滚轮控制拖圈受侧向力而产生的位移，实际使用过程中α角变化很小，频率高，轨道和滚轮局部磨损，造成布料精度降低，影响设备的正常使用，由于结构存在缺陷拖圈受侧向力造成设备精度差，寿命短，无法与国外设备竞争。

综上所述，研究一种新型布料器结构以解决下传动引起的侧向力问题成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构较简单、且拖圈在上、下运动过程中无侧向力的高炉炉顶无料钟布料器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高炉炉顶无料钟布料器，其包括布料器箱体、溜槽、用于控制溜槽的β角旋转驱动机构以及α角倾动机构；

所述α角倾动机构包括拖圈、安装在拖圈上的回转支承、驱动拖圈上下运动的上传动系统以及将拖圈上下直线运动转换为溜槽倾动的下传动机构；

其关键技术在于：所述下传动机构包括一套行星轮直线机构，所述行星轮直线机构中的双输出轴通过连接于其两端的曲柄连杆机构与带动溜槽转动的转轴连接。

优选的，所述曲柄连杆机构包括与双输出轴的两端分别连接的两个曲柄、与曲柄铰接的两个连杆以及与连杆铰接的两个溜槽曲柄。

溜槽曲柄带动溜槽倾动的结构分两种：一种是没有溜槽托架的，其中溜槽曲柄直接与溜槽通过至少一个销轴固定连接，所述转轴与布料器上的旋转套筒铰接、并位于溜槽的侧部，所述溜槽曲柄带动溜槽沿转轴转动；所述双输出轴与转轴平行设置。

另一种是传动的带溜槽托架的，其中所述溜槽曲柄与转轴连接，所述转轴铰接于布料器上的旋转套筒上，所述转轴通过溜槽托架与溜槽连接、并驱动溜槽沿转轴转动；所述双输出轴与转轴平行设置。

作为现有技术的一种优选方案，所述β角旋转驱动机构包括旋转电机、减速机、旋转齿轮、与旋转齿轮啮合的上回转支承以及与上回转支承连接的旋转套筒，所述减速机通过旋转齿轮驱动上回转支承。

优选的，上述行星轮直线结构分为以下几种方案：