一种400MPa级螺纹钢的两步复合微合金化方法及装置与流程

本发明涉及硫酸镁及白炭黑制备技术领域，具体来说，涉及一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法，尤其还涉及一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置。

背景技术：

微合金工艺是在普通高强度低合金钢中添加了微量合金元素(如nb、v、ti等)，这些元素在钢中以固溶和碳化物的形式存在，起到细化晶粒、相变强化、沉淀强化的重要作用，使螺纹钢的机械性能得到提高，获得高强度、高韧性的微合金化螺纹钢产品。在常用微合金化的元素中，v金属性不活泼，生产过程收得率稳定，成分波动小，生产的螺纹钢性能稳定，同时具有应变时效敏感性低、焊接性优良等特点，而被众多钢厂广泛使用，400mpa级螺纹钢的两步复合冶炼过程中，需要向冶炼炉本体内吹入氧气以确保将原料中的杂质取出，但是常见的冶炼制取设备不方便对冶炼完成后的物料进行导出，从而降低了设备的实用性。

为此，我们提出一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法及装置。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法及装置，通过设置升降调节，并能够转动的供氧管道的夹持机构，能够在使用时更好的将供氧管道内部的氧气吹送至融化的金属，且在不使用时，能够将供氧管道提起，并旋转至一侧，从而可以通过驱动机构对冶炼完成后的金属出料，操作方便，实用性强，来解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法，包括以下步骤：

s1、将融化的金属倒入冶炼炉本体内部，使其在冶炼炉本体内部进行冶炼；

s2、在冶炼过程中通过供氧管道夹夹持供氧管道，并通过伸缩气缸将供氧管道伸入冶炼炉本体内部的金属中，并持续通入氧气，使得氧气与金属中的碳结合反应，进而除去金属中的碳等杂质；

s3、除杂完成后向冶炼炉本体内部配加合金元素，进行第一步微合金化过程；

s4、待s3反应完成，对炉内进行升温，并且再次配加合金元素，进行第二步微合金化过程；

s5、待s4反应完成，得到高强度结构的钢基础原材。

作为优选，金属中的碳与氧气结合成一氧化碳，这一反应放热，从而保证金属仍处于融化状态。

本发明还提供了一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置，包括支撑机构、冶炼炉本体、驱动机构、限位机构以及夹持机构，所述冶炼炉本体固定安装在所述支撑机构上，所述驱动机构固定安装在所述支撑机构的一侧且对应所述冶炼炉本体的位置，所述限位机构固定安装在所述支撑机构的另一侧且对应冶炼炉本体的位置，所述夹持机构安装在所述支撑机构上方的一侧且对应所述冶炼炉本体的位置；

所述支撑机构由放置底座、第一支撑面、第二支撑面、固定轴、安装轴承以及驱动转轴构成，所述第一支撑面固定连接在所述放置底座上方的一侧，所述第二支撑面固定连接在所述放置底座上方的另一侧，所述固定轴靠近所述第一支撑面的一侧通过所述安装轴承转动安装在所述第一支撑面侧面上方的中心处，所述驱动转轴活动安装在所述第二支撑面侧面上方的中心处；

所述驱动机构包括安装壳、箱门、正反转电机、主动齿轮、驱动齿轮以及过渡齿轮，所述安装壳固定安装在所述第二支撑面的侧面且对应所述驱动转轴的位置，所述箱门扣设在所述安装壳上，所述正反转电机固定安装在所述箱门前端下侧的位置，所述正反转电机的输出轴活动贯穿所述安装壳设置，所述主动齿轮设置在所述安装壳的内部且与所述正反转电机的输出轴固定连接，所述驱动齿轮固定连接在所述驱动转轴上，所述过渡齿轮设置在所述驱动齿轮与所述主动齿轮之间，且通过齿牙相互啮合；

所述限位机构包括限位杆、限位滚轮以及滚珠轴承，所述限位杆的一侧固定连接在所述冶炼炉本体靠近所述第一支撑面一侧的底部，所述限位滚轮通过滚珠轴承转动连接在所述限位杆的另一侧，所述第一支撑面的侧面且对应所述限位滚轮的位置开设有与所述限位滚轮相匹配的弧形限位滑槽；

所述夹持机构包括安装架、伺服电机、驱动轴、旋转座、伸缩气缸、驱动杆、安装座以及供氧管道夹，所述安装架固定连接在所述第一支撑面的上方，所述伺服电机固定安装在所述安装架上，所述驱动轴固定安装在所述伺服电机的输出轴上，所述旋转座固定连接在所述驱动轴的上方，所述伸缩气缸固定安装在所述旋转座的上方且远离所述驱动轴的一侧，所述伺服电机的输出端活动贯穿所述旋转座设置，所述驱动杆固定连接在所述伸缩气缸的输出端上，所述安装座固定连接在所述驱动杆的下方，所述供氧管道夹固定安装在所述安装座的侧面。

作为优选，所述冶炼炉本体靠近所述固定轴的一侧与所述固定轴固定连接，所述冶炼炉本体靠近所述驱动转轴的一侧与所述驱动转轴固定连接。

作为优选，所述冶炼炉本体侧面的靠上位置安装有与其相适配的出料口。

作为优选，所述驱动转轴靠近所述安装壳的一端活动贯穿所述安装壳设置，且延伸至所述安装壳的内部。

作为优选，所述限位滚轮滚动连接在所述弧形限位滑槽的内壁上。

作为优选，所述限位杆的表面套设有与其相适配的限位块，所述限位块靠近所述限位滚轮的一侧开设有对称设置的滚槽，所述滚槽的内部滚动连接有与其相适配的限位滚珠。

作为优选，所述旋转座的底部且靠近所述驱动轴的一侧固定连接有加强筋。

作为优选，所述供氧管道夹的侧面安装有与其相互啮合的固定螺栓。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明，设置的支撑机构由放置底座、第一支撑面、第二支撑面、固定轴、安装轴承以及驱动转轴构成，能够对冶炼炉本体进行稳固支撑，且用于对驱动机构、限位机构以及夹持机构的安装；

2、本发明，设置的驱动机构由安装壳、箱门、正反转电机、主动齿轮、驱动齿轮以及过渡齿轮构成，采用齿轮啮合的方式对冶炼炉本体进行倾倒，并且采用的主动齿轮的齿牙数小于过渡齿轮的齿牙数，过渡齿轮的齿牙数小于驱动齿轮的齿牙数，从而保证了驱动的稳定性，进而保证了冶炼炉本体的正常出料；

3、本发明，设置的限位机构由限位杆、限位滚轮以及滚珠轴承构成，能够对冶炼炉本体转动倾倒物料起到良好的限位作用，从而保证了冶炼炉本体的稳定性；

4、本发明，设置的夹持机构由安装架、伺服电机、驱动轴、旋转座、伸缩气缸、驱动杆、安装座以及供氧管道夹构成，可以通过供氧管道夹对供氧管道固定，然后通过伸缩气缸将供氧管道深入融化的金属中，以用于除去金属中的杂质，在不使用时，通过伸缩气缸将管道收回，然后通过伺服电机将管道驱动至一侧，从而保证了冶炼炉本体的出料。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置的另一视角的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中支撑机构的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中驱动机构的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中驱动机构的内部结构示意图；

图7是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中限位机构的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中第一支撑面的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置中夹持机构的结构示意图；

图10是根据本发明图9中a-a处的局部放大图。

图中：

1、支撑机构；101、放置底座；102、第一支撑面；103、第二支撑面；104、固定轴；105、安装轴承；106、驱动转轴；

2、冶炼炉本体；201、出料口；

3、驱动机构；301、安装壳；302、箱门；303、正反转电机；304、主动齿轮；305、驱动齿轮；306、过渡齿轮；

4、限位机构；401、限位杆；402、限位滚轮；4021、弧形限位滑槽；403、滚珠轴承；404、限位块；405、滚槽；406、限位滚珠；

5、夹持机构；501、安装架；502、伺服电机；503、驱动轴；504、旋转座；505、伸缩气缸；506、驱动杆；507、安装座；508、供氧管道夹；509、固定螺栓。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图2-图10所示，根据本发明实施例的一种400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化装置，包括支撑机构1、冶炼炉本体2、驱动机构3、限位机构4以及夹持机构5，冶炼炉本体2固定安装在支撑机构1上，驱动机构3固定安装在支撑机构1的一侧且对应冶炼炉本体2的位置，限位机构4固定安装在支撑机构1的另一侧且对应冶炼炉本体2的位置，夹持机构5安装在支撑机构1上方的一侧且对应冶炼炉本体2的位置；

支撑机构1由放置底座101、第一支撑面102、第二支撑面103、固定轴104、安装轴承105以及驱动转轴106构成，第一支撑面102固定连接在放置底座101上方的一侧，第二支撑面103固定连接在放置底座101上方的另一侧，固定轴104靠近第一支撑面102的一侧通过安装轴承105转动安装在第一支撑面102侧面上方的中心处，驱动转轴106活动安装在第二支撑面103侧面上方的中心处；

驱动机构3包括安装壳301、箱门302、正反转电机303、主动齿轮304、驱动齿轮305以及过渡齿轮306，安装壳301固定安装在第二支撑面103的侧面且对应驱动转轴106的位置，箱门302扣设在安装壳301上，正反转电机303固定安装在箱门302前端下侧的位置，正反转电机303的输出轴活动贯穿安装壳301设置，主动齿轮304设置在安装壳301的内部且与正反转电机303的输出轴固定连接，驱动齿轮305固定连接在驱动转轴106上，过渡齿轮306设置在驱动齿轮305与主动齿轮304之间，且通过齿牙相互啮合；

限位机构4包括限位杆401、限位滚轮402以及滚珠轴承403，限位杆401的一侧固定连接在冶炼炉本体2靠近第一支撑面102一侧的底部，限位滚轮402通过滚珠轴承403转动连接在限位杆401的另一侧，第一支撑面102的侧面且对应限位滚轮402的位置开设有与限位滚轮402相匹配的弧形限位滑槽4021；

夹持机构5包括安装架501、伺服电机502、驱动轴503、旋转座504、伸缩气缸505、驱动杆506、安装座507以及供氧管道夹508，安装架501固定连接在第一支撑面102的上方，伺服电机502固定安装在安装架501上，驱动轴503固定安装在伺服电机502的输出轴上，旋转座504固定连接在驱动轴503的上方，伸缩气缸505固定安装在旋转座504的上方且远离驱动轴503的一侧，伺服电机502的输出端活动贯穿旋转座504设置，驱动杆506固定连接在伸缩气缸505的输出端上，安装座507固定连接在驱动杆506的下方，供氧管道夹508固定安装在安装座507的侧面。

通过采用上述技术方案，本发明通过设置升降调节，并能够转动的供氧管道的夹持机构5，能够在使用时更好的将供氧管道内部的氧气吹送至融化的金属，且在不使用时，能够将供氧管道提起，并旋转至一侧，从而可以通过驱动机构3对冶炼完成后的金属出料，操作方便，实用性强。

其中，支撑机构1由放置底座101、第一支撑面102、第二支撑面103、固定轴104、安装轴承105以及驱动转轴106构成，能够对冶炼炉本体2进行稳固支撑，且用于对驱动机构3、限位机构4以及夹持机构5的安装；

其中，驱动机构3由安装壳301、箱门302、正反转电机303、主动齿轮304、驱动齿轮305以及过渡齿轮306构成，采用齿轮啮合的方式对冶炼炉本体2进行倾倒，并且采用的主动齿轮304的齿牙数小于过渡齿轮306的齿牙数，过渡齿轮306的齿牙数小于驱动齿轮305的齿牙数，从而保证了驱动的稳定性，进而保证了冶炼炉本体2的正常出料；

其中，限位机构4由限位杆401、限位滚轮402以及滚珠轴承403构成，能够对冶炼炉本体2转动倾倒物料起到良好的限位作用，从而保证了冶炼炉本体2的稳定性；

其中，夹持机构5由安装架501、伺服电机502、驱动轴503、旋转座504、伸缩气缸505、驱动杆506、安装座507以及供氧管道夹508构成，可以通过供氧管道夹508对供氧管道固定，然后通过伸缩气缸505将供氧管道深入融化的金属中，以用于除去金属中的杂质，在不使用时，通过伸缩气缸505将管道收回，然后通过伺服电机502将管道驱动至一侧，从而保证了冶炼炉本体2的出料。

冶炼炉本体2靠近固定轴104的一侧与固定轴104固定连接，冶炼炉本体2靠近驱动转轴106的一侧与驱动转轴106固定连接。

通过采用上述技术方案，不仅能够对冶炼炉本体2进行稳固安装，而且保证了冶炼炉本体2能够稳固翻转。

冶炼炉本体2侧面的靠上位置安装有与其相适配的出料口201。

通过采用上述技术方案，使得冶炼完成后的金属水能够通过出料口201排出，继续翻转冶炼炉本体2，又能够将残渣通过冶炼炉本体2的投放口排出，从而方便了操作。

驱动转轴106靠近安装壳301的一端活动贯穿安装壳301设置，且延伸至安装壳301的内部。

通过采用上述技术方案，将驱动转轴106与驱动机构3上的驱动齿轮305连接，从而在驱动机构3的作用下，实现对冶炼炉本体2的翻转出料。

限位滚轮402滚动连接在弧形限位滑槽4021的内壁上。

通过采用上述技术方案，使得限位滚轮402滚动在弧形限位滑槽4021内，进而能够对冶炼炉本体2起到稳定的限位作用。

限位杆401的表面套设有与其相适配的限位块404，限位块404靠近限位滚轮402的一侧开设有对称设置的滚槽405，滚槽405的内部滚动连接有与其相适配的限位滚珠406。

通过采用上述技术方案，通过限位滚珠406滚动连接在第一支撑面102的侧面，因此使得冶炼炉本体2翻转更加稳定。

旋转座504的底部且靠近驱动轴503的一侧固定连接有加强筋6。

通过采用上述技术方案，增加了旋转座504与驱动轴503连接的强度，进而保证了装置运行的稳定性。

供氧管道夹508的侧面安装有与其相互啮合的固定螺栓509。

通过采用上述技术方案，增加了供氧管道卡设在供氧管道夹508上的稳定性。

采用上述设备，如图1中所示，本发明400mpa级螺纹钢的两步复合微合金化方法，包括以下步骤：

s1、将融化的金属倒入冶炼炉本体2内部，使其在冶炼炉本体2内部进行冶炼；

s2、在冶炼过程中通过供氧管道夹508夹持供氧管道，并通过伸缩气缸505将供氧管道伸入冶炼炉本体2内部的金属中，并持续通入氧气，使得氧气与金属中的碳结合反应，且金属中的碳与氧气结合成一氧化碳，这一反应放热，从而保证金属仍处于融化状态，进而除去金属中的碳等杂质；

s3、除杂完成后向冶炼炉本体2内部配加合金元素，进行第一步微合金化过程；

s4、待s3反应完成，对炉内进行升温，并且再次配加合金元素，进行第二步微合金化过程；

s5、待s4反应完成，得到高强度结构的钢基础原材。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，本发明在通入氧气时，将氧气管道卡在供氧管道夹508上，并拧紧固定螺栓509，从而保证了供氧管道的稳固连接，然后通过伺服电机502带动驱动轴503上方的旋转座504转动，并使得供氧管道夹508位于冶炼炉本体2的正上方，然后通过伸缩气缸505带动驱动杆506下方的安装座507下移，因此带动供氧管道夹508上的供氧管道深入冶炼炉本体2内部，从而能够对融化的金属内部通入氧气，并与金属中的碳结合成为一氧化碳，不仅反应放热，保证金属的融化状态，而且可以除去金属中的碳等杂质，当金属中的杂质去除完成后，只需要通过伸缩气缸505将供氧管道提出冶炼炉本体2，然后通过伺服电机502将夹持机构5旋转至一侧，即可打开正反转电机303，使其带动主动齿轮304转动，从而在过渡齿轮306以及驱动齿轮305的齿牙啮合作用下，通过驱动转轴106带动冶炼炉本体2翻转，从而能通过出料口201将冶炼完成后的金属倒出，由于金属渣会浮在金属溶液的上层，所以在将金属倒出之后，可继续翻转冶炼炉本体2，从而能够将杂质倒出，倒出完成后，驱动正反转电机303反转，将冶炼炉本体2回复原位即可，并且本发明通过设置限位机构4能够对冶炼炉本体2起到良好的限位作用，使得冶炼炉本体2在翻转时保持稳定。

通过上面具体实施方式，技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。