中间包钢流自动切断机构及中间包的制作方法

本实用新型属于冶金炼钢技术领域，更具体地说，是涉及一种中间包钢流自动切断机构及中间包。

背景技术：

在炼钢系统中，钢水从转炉或电炉出来，进入钢包。在钢包内精炼，去除钢水中的气体杂质，然后钢水由钢包注入中间包中，进一步去除夹杂物。钢水从中间包进入结晶器，变成固体钢材。其中，中间包作为短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包的上水口和下水口分配到各个结晶器中去，下水口在使用一段时间后需要更换，但为了不影响中间包的正常工作，一般在中间包的出口处安装有快换水口机构。

而在生产中有时会发生结晶器溢钢或漏钢事故，现有其他厂的做法通常是在中间包液压快换水口机构上放置一块盲块，盲块和下水口尺寸相同，只是小口短了些，盲块上无中孔，用于堵眼，在出现溢钢或漏钢事故的时候，现场操作人员手动推动液压快换油缸手柄，促使液压推杆推动盲块堵住中间包注流，从而切断钢流。

但这种人工操作由于反应往往滞后，钢流的切断不及时，会导致事故扩大化，处理难度大，严重的造成停机停产等恶性事故，事故处理时间短则十几分钟、长则几小时，现场操作人员在高温环境下处理事故，人员疲惫，也极易把小事故进一步扩大，带来人身和设备的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种中间包钢流自动切断机构及中间包，以解决现有技术中存在的人工切断钢流反应慢的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种中间包钢流自动切断机构，包括：盲块、推杆机构、液位检测机构和用于控制所述推杆机构的控制器，所述推杆机构包括推杆，所述盲块与所述推杆抵接，用于顶出中间包本体底部的下水口；所述液位检测机构用于检测与所述下水口连通的结晶器内的钢水液位，所述液位检测机构、所述推杆机构均和所述控制器电性连接。

优选地，所述中间包钢流自动切断机构还包括：油箱、液压泵和电磁阀，所述推杆机构为液压推杆机构，所述液压推杆机构包括与所述推杆连接的液压缸，所述油箱、所述液压泵、所述电磁阀和所述液压缸依次连接，所述电磁阀与所述控制器电性连接。

优选地，所述电磁阀为二位四通电磁换向阀，所述二位四通电磁换向阀设有压力油口、第一工作油口、第二工作油口和回油口，所述压力油口连接所述液压泵的出油口，所述第一工作油口连接所述液压缸的无杆腔，所述第二工作油口连接所述液压缸的有杆腔，所述回油口连接所述油箱。

优选地，所述中间包钢流自动切断机构还包括：蓄能器，所述蓄能器的进油口和出油口分别与所述二位四通电磁换向阀的压力油口和回油口连接。

优选地，所述液位检测机构包括：液位探测器和液面信号转换器，所述液位探测器设于所述结晶器内，所述液面信号转换器与所述液位探测器连接，所述液面信号转换器与所述控制器连接。

优选地，所述液位探测器包括放射源和射线接收器，所述射线接收器和所述液面信号转换器连接。

优选地，所述推杆机构为电动推杆机构，所述电动推杆的驱动电机输出端和推杆连接，所述驱动电机与所述控制器电性连接。

优选地，所述控制器连接有手持控制盒。

本实用新型还提出一种中间包，包括本体和设置于所述本体内的上述任一项所述的中间包钢流自动切断机构，所述本体底部设有可更换的下水口，所述中间包钢流自动切断机构的盲块设置于所述下水口对应一侧。

优选地，所述本体的底部设有通孔，所述通孔处安装有上水口；所述本体的底部设有导板，所述下水口设于所述导板上，所述下水口与所述上水口位置正对。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果：

本实用新型设有液位检测机构，液位检测机构实时检测结晶器内的钢水液位，并实时向所述控制器发送液位高度值，所述控制器用于根据所述液位高度值控制所述推杆的移动，推杆机构将盲块推向下水口，下水口被顶出，盲块中间没有通孔，盲块将中间包的液态金属出口堵住，从而将液态金属出口的钢流切断，避免结晶器发生溢钢或漏钢事故，本实用新型结构简单，维护方便，能在发生溢钢或漏钢事故时快速切断钢流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提出的中间包钢流自动切断机构的结构示意图；

图2为图1提出的中间包钢流自动切断机构中的推杆的控制原理图；

图3为图1提出的中间包钢流自动切断机构中的二位四通电磁换向阀的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10-中间包；11-下水口；12-上水口；13-导板；20-结晶器；30-盲块；40-推杆；50-控制器；51-液面信号转换器；52-手持控制盒；60-油箱；70-液压泵；80-电磁阀；90-蓄能器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1至图3，中间包钢流自动切断机构，包括：盲块30、推杆机构、液位检测机构和用于控制所述推杆机构的控制器50，所述推杆机构包括推杆40，所述推杆40设于所述下水口11的一侧，所述盲块30设于所述下水口11和所述推杆40之间，所述盲块30用于顶出中间包10本体底部的下水口11；所述液位检测机构用于检测与所述下水口11连通的结晶器20内的钢水液位，所述液位检测机构、所述推杆机构均和所述控制器50电性连接。

所述下水口11设置在中间包10外侧，与中间包10底部的液态金属出口对接，下水口11在正常使用时，中间包10内的钢水通过下水口11流向结晶器20。本实用新型设有液位检测机构，液位检测机构实时检测结晶器内的钢水液位，并实时向所述控制器50发送液位高度值。所述控制器50用于根据所述液位高度值控制所述推杆40的移动，如，控制器50内存有第一预设值和第二预设值，且第一预设值大于第二预设值，第一预设值为结晶器内的钢水液位上升的上限反馈值，第二预设值为钢水液位下降的下限反馈值，当液位高度值升至第一预设值或者降至第二预设值时，控制器50控制推杆机构的推杆40动作，推杆机构将盲块30推向下水口11，下水口11被顶出，盲块30中间没有通孔，盲块30将中间包的液态金属出口堵住，从而将液态金属出口的钢流切断，避免结晶器发生溢钢或漏钢事故。本实用新型结构简单，维护方便，能在发生溢钢或漏钢事故时快速切断钢流。

进一步地，参照图2，所述中间包钢流自动切断机构还包括：油箱60、液压泵70和电磁阀80，所述推杆机构为液压推杆机构，所述液压推杆机构包括与所述推杆40连接的液压缸，所述油箱60、所述液压泵70、所述电磁阀80和所述液压缸依次连接，所述电磁阀80与所述控制器50电性连接。

所述油箱60通过所述液压泵70向所述液压缸供油，并通过所述电磁阀80进行控制，当检测到结晶器20内的液位高度值达到第一预设值时，所述控制器50向所述电磁阀80发送控制信号，所述电磁阀80控制向所述液压缸内输送压力油，使液压缸的活塞杆伸出，通过活塞杆将所述盲块30推动，切断钢流。

进一步地，所述电磁阀80为二位四通电磁换向阀，所述二位四通电磁换向阀设有压力油口p、第一工作油口a、第二工作油口b和回油口t，所述压力油口p连接所述液压泵70的出油口，所述第一工作油口a连接所述液压缸的无杆腔，所述第二工作油口b连接所述液压缸的有杆腔，所述回油口t连接所述油箱60。

请再次参照图3，二位四通电磁换向阀由阀体、阀芯、弹簧和电磁铁构成，阀体内腔有五个环槽，阀体对外开有所述压力油口p、第一工作油口a、第二工作油口b和回油口t，压力油口p接通自压力泵输来的压力油，第一工作油口a与液压缸的无杆腔连通，第二工作油口b与液压缸的有杆腔连通，回油口t接通回油。二位四通电磁换向阀利用电磁铁的吸合来操纵阀芯动作，电磁铁和弹簧分别设在阀芯的两端，电磁铁通电时产生电磁吸力，阀芯移动至阀体内一位置，使压力油口p和第二工作油口b连通，电磁铁不通电时不产生电磁吸力，阀芯在弹簧的作用下复位至阀体内另一位置，使压力油口p和第一工作油口a连通，实现油液方向变换。

当电磁铁得电使压力油口p和第二工作油口b连通时，液压缸的有杆腔进油，活塞杆处于缩回状态；当电磁铁失电使压力油口p和第一工作油口a连通时，液压缸的无杆腔进油，活塞杆动作伸出。

因此，电磁阀80在常规状态下处于如图2所示的左位，处于左位时，压力油口p和第二工作油口b连通，此时推杆40不动作。当电磁阀80收到控制器50发来的开关量信号时，阀体内的电磁铁失电，电磁阀80的压力油口p切换至与第一工作油口a连通，液压缸动作，通过活塞杆推动盲块30，切断钢流。

进一步地，参照图2，所述中间包钢流自动切断机构还包括：蓄能器90，所述蓄能器90的进油口和出油口分别与所述二位四通电磁换向阀的压力油口p和回油口t连接。

蓄能器90内设有气囊，气囊内充有氮气，气囊周围设有压力油。在常规状态下，蓄能器90内压力油的压力与油箱60出油侧的压力一致。当发生断电事故时，液压泵70断电，油箱60停止工作，电磁阀80内的电磁铁失电，电磁阀80换向切换，使液压缸动作，从而推动盲块30马上切断钢流。因此，在发生断电事故时，可以迅速将中间包水口钢流堵死，避免发生钢水外溢事故，也避免给人员和设备造成重大安全事故。

进一步地，参照图1，所述液位检测机构包括：液位探测器和液面信号转换器51，所述液位探测器设于所述结晶器内，所述液面信号转换器51与所述液位探测器连接，所述液面信号转换器51与所述控制器连接。

液位探测器将探测到的钢水液位信号发送到液面信号转换器51进行处理，得出液位高度值，并发送至所述控制器50，使控制器50能够实时获得结晶器内钢水液位高度的变化。

进一步地，液位探测器包括放射源和接收器。

放射源发出的射线穿过结晶器内的钢水，接收器接收信号，然后发送给液面信号转换器51，液面信号转换器51采用单片机，能够将液位探测器探测到的电流信号转换为数字信号，结晶器内液面的高度不同，接收器接收到的信号强度也不同，液面信号转换器51发出的数字信号也不同，进而能够进行结晶器内钢水液位高度的测量。当控制器50收到的液位高度值达到第一预设值时，控制器输出信号，控制电磁阀80动作。

在常规的实施方式中，在结晶器一侧设置液位检测机构的同时，通常还设有塞棒驱动机构和塞棒执行机构，塞棒驱动机构、塞棒执行机构和液位检测机构一起构成钢水液面自动控制系统，塞棒执行机构中的塞棒由中间包顶部通入中间包内底部的上水口位置，通过液位检测机构检测到的结晶器内钢水的液位变化，来控制上水口的水口开度，由此来控制钢水的注流量。但是现有的这种钢水液面自动控制系统，结构复杂，造价高，成本至少两三千以上，并且，塞棒执行机构安装在中间包内部，经常与高温钢水接触，维修成本高，整个系统维护不方便。

而在本实施方式中，取消了塞棒驱动机构和塞棒执行机构，将液位检测机构直接与用于控制下水口更换的推杆机构连接，整体结构简单，制造成本低，便于安装维修，且盲块30的反应速度快。

进一步地，所述推杆机构为电动推杆机构，所述电动推杆的驱动电机输出端和所述推杆连接，所述驱动电机与所述控制器50电性连接。

所述推杆40也可以不采用现有水口更换机构中常用的液压推杆驱动结构，而是直接采用电动推杆，电磁阀80采用开关阀，通过开关阀控制电动推杆的启停，控制电动推杆的传动杆伸出或缩回，虽然没有断电应急功能，但是由于取消了液压控制回路，使得系统整体结构更加简单。

进一步地，所述控制器50连接有手持控制盒52。

通过手持控制盒52可以对推杆40的动作进行人工控制。

本实用新型还提出一种中间包，包括本体和设置于所述本体内的上述任一项所述的中间包钢流自动切断机构，所述本体底部设有可更换的下水口11，所述中间包钢流自动切断机构的盲块30设置于所述下水口11对应一侧。

所述中间包钢流自动切断机构的具体结构参照上述实施例，由于采用了上述实施例的全部技术方案，因此本中间包具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，再次不再一一赘述。

进一步地，所述本体的底部设有通孔，所述通孔处安装有上水口12；所述本体的底部设有导板13，所述下水口11设于所述导板13上，所述下水口11与所述上水口12位置正对。

当盲块30和推杆40用于对下水口11进行更换时，新的下水口11放在待更换的下水口11和推杆40的活动端之间，使推杆40动作，推杆40的活动端即能将新的下水口11推向待更换的下水口11，将待更换的下水口11推走。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。