铁钎供给单元及高炉开铁口装置的制作方法

本发明属于高炉生产设备技术领域，具体涉及一种铁钎供给单元及采用该铁钎供给单元的高炉开铁口装置。

背景技术：

开铁口机用于高炉开铁口，其所用的铁钎为易损件，每开一次铁口后就需对使用过的铁钎进行更换，因此铁钎使用量很大。目前，大部分钢铁生产企业更换铁钎采用人工操作，由于是人工换钎，铁钎储存管理也较为混乱，往往直接堆放于开铁口机旁的空地上。而随着炉前智能化系统的不断推进，已有一部分企业采用自动换钎装置来更换铁钎；采用自动换钎时，对铁钎的储存提出了一定的要求，即摆放整齐有序，取钎的位置需要固定，方便自动换钎夹钳夹取铁钎；目前一般采用储钎架进行定位存放铁钎，但是现有的储钎架上，为便于自动换钎夹钳夹取铁钎，储钎架通常只有一层，铁钎容量有限，铁钎补充频繁，人工耗时耗力，同时每个铁钎的位置点是不同的，需要分别将每个铁钎的位置点输入自动换钎装置，设备的操作复杂程度。

技术实现要素：

本发明涉及一种铁钎供给单元及采用该铁钎供给单元的高炉开铁口装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种铁钎供给单元，包括储钎料斗和铁钎取料机构，所述储钎料斗包括上宽下窄的承料槽以及连接于所述承料槽底端的下料段，所述下料段内设有下料通道并且该下料通道的宽度小于铁钎直径的两倍，所述铁钎取料机构设于所述下料通道的出口端处。

作为实施方式之一，所述铁钎取料机构包括沿承料槽长度方向依次设置的多个取料盘以及用于驱动各所述取料盘在取料位与卸料位之间旋转的旋转驱动结构，所述取料盘的轴线平行于承料槽长度方向，于所述取料盘上开设有取料槽；在所述取料位，所述承料槽与下料通道的出口端对接。

作为实施方式之一，所述卸料位有两个并且分列于所述取料位的两侧，所述旋转驱动结构能驱动各所述取料盘双向旋转。

作为实施方式之一，各所述取料盘分别配置有自取料位延伸至卸料位的导向外壳，所述导向外壳固定在所述储钎料斗上，所述导向外壳套设在对应的取料盘的外围并且二者之间所围设形成的弧形通道的宽度小于铁钎的半径。

作为实施方式之一，所述铁钎供给单元还包括用于防止储钎料斗内铁钎卡死的防堵塞机构。

作为实施方式之一，所述防堵塞机构包括沿承料槽长度方向依次间隔布置的多组防堵塞模块；所述防堵塞模块包括防堵推板以及用于驱动该防堵推板挑拨承料槽内铁钎的推板驱动结构。

作为实施方式之一，所述推板驱动结构为用于驱动防堵推板升降的升降驱动设备；所述防堵推板包括流线型推料段，该流线型推料段在水平面上的投影位于承料槽槽腔位于该水平面上的投影范围内。

作为实施方式之一，所述承料槽的至少其中一个长边槽壁采用流线型设计。

作为实施方式之一，所述承料槽为框架槽，所述承料槽的长边槽壁包括沿该承料槽长度方向依次间隔布置的多个侧边承料支架；所述侧边承料支架包括凹曲线杆段以及连接在该凹曲线杆段底端的凸曲线杆段，所述凹曲线杆段由槽腔内侧向槽腔外侧方向凹陷，所述凸曲线杆段由槽腔外侧向槽腔内侧方向凸设。

作为实施方式之一，两侧的流线型槽壁上下错位布置。

本发明还涉及一种高炉开铁口装置，包括开铁口机、铁钎供给单元以及用于将供给的铁钎安装至所述开铁口机上的换钎单元，所述铁钎供给单元采用如上所述的铁钎供给单元。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明采用储钎料斗储存高炉生产所用铁钎，将储钎料斗设计为包括承料槽和下料段，承料槽采用上宽下窄的结构，能有效地增大铁钎储存量；通过设计下料通道的宽度小于铁钎直径的两倍，可保证铁钎逐根下料，便于换钎操作。

本发明进一步具有如下有益效果：

本发明中，旋转驱动结构能驱动各取料盘双向旋转，使铁钎供给单元能向两台开铁口机供应铁钎，可以较好地适应多铁口工艺条件的生产要求，减少铁钎供给单元的数量，从而减少炉前设备占用空间。

本发明进一步具有如下有益效果：

本发明中，承料槽的至少其中一个长边槽壁采用流线型设计，能有效地提高铁钎下料的顺畅性。

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它的附图。

图1为本发明实施例提供的铁钎供给单元的一个视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的铁钎供给单元的另一视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的防堵塞机构的一个视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的防堵塞机构的另一视角下的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的取料盘在取料位时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的取料盘在卸料位时的结构示意图。

具体实施方式

下面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。

实施例一

如图1、图2、图5和图6，本发明实施例提供一种铁钎供给单元，包括储钎料斗1和铁钎取料机构2，所述储钎料斗1包括上宽下窄的承料槽以及连接于所述承料槽底端的下料段，所述下料段内设有下料通道并且该下料通道的宽度小于铁钎直径的两倍，所述铁钎取料机构2设于所述下料通道的出口端处。

上述储钎料斗1用于存储一定量的铁钎3，并能向铁钎取料机构2逐根地供给铁钎3；该储钎料斗1顶部开口，优选为能允许单捆铁钎捆进入，便于吊运设备等将铁钎捆转运至该储钎料斗1内。在其中一个实施例中，如图1和图2，上述储钎料斗1为框架结构，由于铁钎3为长条形杆体，因此框架结构能可靠地承装一定量的铁钎3，一方面，在保证结构强度的情况下，框架结构能有效地节约材料，减轻设备自重；另一方面，便于直观地观察储钎料斗1内的铁钎储存情况，包括获取铁钎储存量以及铁钎3是否卡死等，以及，当设置有防堵塞机构4时(如后续实施例所述及的)，便于防堵塞机构4的设置以及工作。优选地，如图1和图2，上述承料槽的长边槽壁包括沿该承料槽长度方向依次间隔布置的多个侧边承料支架12；上述下料段的长边侧壁包括沿该下料段长度方向依次间隔布置的多个侧边下料支架13；进一步优选地，侧边承料支架12与侧边下料支架13的数量相同并且一一对应连接，并且侧边承料支架12与对应的侧边下料支架13优选为一体成型而连接成一个支撑杆架。进一步地，如图1和图2，上述储钎料斗1还包括框架式料架11，该框架式料架11固定在开铁口机旁，以便于换钎单元抓取铁钎3，上述各支撑杆架即固定在该框架式料架11上。

对于上述的承料槽，其采用上宽下窄的结构，因此能增大铁钎储存量。在其中一个实施例中，该承料槽的至少其中一个长边槽壁采用流线型设计，能有效地提高铁钎下料的顺畅性；对于上述储钎料斗1采用框架结构的方案，则相应地使上述侧边承料支架12采用流线型设计。

其中，优选地，如图1、图2、图5和图6，侧边承料支架12包括凹曲线杆段，该凹曲线杆段由槽腔内侧向槽腔外侧方向凹陷(在其中一个实施例中，该凹曲线杆段为扇形段，则其圆心位于其靠近承料槽槽腔的一侧)，可以理解地，采用凹曲线杆段在能提高铁钎下料顺畅性的同时，能增大承料槽的铁钎储存量；进一步优选地，如图1、图2、图5和图6，侧边承料支架12还包括凸曲线杆段，该凸曲线杆段与对应的凹曲线杆段的底端连接，该凸曲线杆段由槽腔外侧向槽腔内侧方向凸设(在其中一个实施例中，该凸曲线杆段为扇形段，则其圆心位于其远离承料槽槽腔的一侧)，通过在凹曲线杆段的底端连接凸曲线杆段，提高承料槽内壁的曲线平滑性，例如通过该凸曲线杆段实现凹曲线杆段与下方下料段(例如侧边下料支架13)之间的平滑过渡连接，从而能进一步提高铁钎下料的顺畅性。

进一步地，如图5和图6，上述侧边承料支架12还包括直杆段，可以增加侧边承料支架12的长度，也即增大承料槽的高度，相应地能增大承料槽的铁钎储存量。

在其中一个实施例中，如图1、图2、图5和图6，承料槽的两个长边槽壁均采用流线型设计，即两侧的侧边承料支架12均具有流线型曲线段121，进一步优选为两侧的侧边承料支架12均具有凹曲线杆段和连接在该凹曲线杆段底端的凸曲线杆段。进一步地，有别于常规的料斗1对称布置形式，本实施例中，如图5和图6，左侧的流线型曲线段121与右侧的流线型曲线段121上下错位布置，例如左侧凹曲线杆段的顶端位于右侧凹曲线杆段顶端的上方(优选为设计两侧的流线型曲线段121的长度相同，则左侧凸曲线杆段的顶端位于右侧凸曲线杆段顶端的上方)；基于该结构，保证自上而下在承料槽内有足够长的流线型槽壁，在不增加承料槽高度的同时，能充分地提高铁钎下料的顺畅性，同时，这种结构设计也能有效地将铁钎3的重力荷载传递给储钎料斗1的料架11，一方面避免储钎料斗1内的物料压力过大而导致铁钎3下行卡阻以及铁钎3卡阻后不易进行疏导操作，另一方面，可避免下方的铁钎取料机构2承受较大的物料压力而影响其使用寿命。

如图5和图6，上述下料段的下料通道优选为是竖直通道，例如其为矩形通道，通道导向方向/高度方向平行于竖向；通过设计下料通道的宽度小于铁钎直径的两倍，可保证铁钎3逐根下料，进一步优选为该下料通道的宽度略大于铁钎3的直径，以保证铁钎3顺畅下行为前提，能避免铁钎3在下料段内出现卡阻的现象。

进一步优化上述的铁钎供给单元，如图1、图2、图5和图6，所述铁钎取料机构2包括沿承料槽长度方向依次设置的多个取料盘21以及用于驱动各所述取料盘21在取料位与卸料位之间旋转的旋转驱动结构22，所述取料盘21的轴线平行于承料槽长度方向，于所述取料盘21上开设有取料槽211；在所述取料位，所述承料槽与下料通道的出口端对接。在可选的实施例中，如图1和图2，取料盘21的数量与单侧的侧边下料支架13的数量相同。在其中一个实施例中，取料槽211的槽深与铁钎3的直径相同，在理想情况下，当取料盘21处于取料位时，单根铁钎3落入该取料槽211内，并且该铁钎3的顶端与取料盘21的顶端以及下料段的底端平齐，但少许的误差也在允许范围内，例如该铁钎3的顶端稍凸出于取料盘21的顶端。

可以理解地，上述取料槽211开设于取料盘21的盘缘上/圆周外壁上；通过上述旋转驱动结构22带动取料盘21旋转，当取料槽211与下料通道对接时，取料盘21获取一根铁钎3，当旋转驱动结构22带动取料盘21进一步旋转时，取料槽211远离下料通道，而取料盘21的其它盘缘能够封堵下料通道，从而杜绝了其它铁钎3的下料。

当然，并不限于上述设置多个取料盘21的结构形式，例如采用整体式的辊轴(该辊轴的轴线平行于承料槽长度方向，该辊轴的长度可与承料槽的长度相同或相近)也为可行方案。也不限于通过上述旋转驱动结构22带动取料盘21旋转卸料的方式，例如通过推杆等将取料槽211内的铁钎3推出也为可行方案。

优选为上述各取料盘21同步旋转，保证各取料槽211能同时处在取料位而正常取料，避免铁钎3及取料盘21等出现损伤；例如各取料盘21通过联轴器23连接。上述旋转驱动结构22可采用电机等常规的旋转驱动设备，具体结构此处从略。

进一步优化上述实施例，所述卸料位有两个并且分列于所述取料位的两侧，所述旋转驱动结构22能驱动各所述取料盘21双向旋转，也即各取料盘21能顺时针旋转、也能逆时针旋转，从而将所获取的铁钎3卸载至其中一个卸料位。显然，该设计能向两台开铁口机供应铁钎3，可以较好地适应多铁口工艺条件的生产要求，减少铁钎供给单元的数量，从而减少炉前设备占用空间。当旋转驱动结构22采用电机驱动时，采用能正反转的电机即可；其它的旋转驱动设备相应地进行设计即可，此处不作一一例举。

进一步优化上述实施例，如图5和图6，各所述取料盘21分别配置有自取料位延伸至卸料位的导向外壳24，所述导向外壳24固定在所述储钎料斗1上(例如安装在上述料架11上)，所述导向外壳24套设在对应的取料盘21的外围并且二者之间所围设形成的弧形通道的宽度小于铁钎3的半径。可以理解地，上述导向外壳24的内壁为弧形内壁，因此能与取料盘21围设形成弧形通道。上述导向外壳24的作用在于防止铁钎3从取料槽211内滑出，保证取料盘21从取料位取料后，能将获取的铁钎3转运至对应的卸料位。当取料盘21的取料槽211槽深不小于铁钎直径时，上述导向外壳24越靠近取料盘21越好；当取料槽211槽深小于铁钎直径时，导向外壳24与取料盘21之间的间距大小(也即上述弧形通道的宽度)越接近铁钎直径与取料槽211槽深之差越好。上述导向外壳24可采用圆柱体外壳24，并在取料位和卸料位处进行避让设计即可。

进一步优化上述实施例，如图1、图2、图5和图6，所述卸料位处设有出料导架25，该出料导架25自卸料位处向远离取料盘21的方向延伸，可方便换钎单元取钎，避免换钎单元与取料盘21等发生碰撞干涉。当卸料位有两个时，出料导架25对应地设置两个。在其中一个实施例中，上述出料导架25采用l型导杆，该l型导杆安装在储钎料斗1上(例如安装在上述料架11上)或者安装在铁钎取料机构2上(例如安装在取料盘21的基座26上，取料盘21可通过带座轴承27安装在该基座26上)，并且该l型导杆的转折处形成v型槽，能稳定地承托铁钎3。每个卸料位处优选为沿承料槽长度方向依次间隔布置多个出料导架25，以便于悬空支撑铁钎3，方便机械手抓取铁钎3。

在本实施例的优选方案中，所述铁钎供给单元还包括用于防止储钎料斗1内铁钎3卡死的防堵塞机构4，或者说该防堵塞机构4用于对储钎料斗1内卡阻的铁钎3进行疏导。其中，该防堵塞机构4优选为包括沿承料槽长度方向依次间隔布置的多组防堵塞模块。所述防堵塞模块包括防堵推板41以及用于驱动该防堵推板41挑拨承料槽内的铁钎3的推板驱动结构42；在其中一个实施例中，推板驱动结构42用于驱动防堵推板41转动，以使该防堵推板41能够伸入至承料槽内挑拨铁钎3以及能够回位至承料槽外；在另外的实施例中，如图2-图4，上述推板驱动结构42用于驱动防堵推板41升降，以使得防堵推板41上升过程中能与承料槽内的铁钎3接触并拨动这些铁钎3。上述方案尤其适用于储钎料斗1/承料槽采用框架结构的方案；而储钎料斗1/承料槽不采用框架结构时，可以在承料槽上对应地开设窗口以容许防堵推板41活动。

进一步优化上述防堵塞机构4，在推板驱动结构42用于驱动防堵推板41升降的方案中，优选地，防堵推板41在水平面上的投影至少部分地位于承料槽槽腔位于该水平面上的投影范围内，以保证防堵推板41上升过程中能与承料槽槽腔内的铁钎3接触。在其中一个实施例中，如图2-图4，上述防堵推板41包括流线型推料段411，该流线型推料段411在水平面上的投影位于承料槽槽腔位于该水平面上的投影范围内；采用流线型推料段411，在拨动铁钎3的同时，能使铁钎3的活动相对平顺，尤其是当防堵推板41将铁钎3挑起后铁钎3能顺着该流线型推料段411的流线型表面滑落，可避免铁钎3二次卡阻，同时保证防堵推板41下降时不会出现卡阻的情况，另一方面，在满足挑拨铁钎3的要求下，能减小推板驱动结构42的能耗。进一步地，在侧边承料支架12具有流线型曲线段121的方案中，可设计上述流线型推料段411与该流线型曲线段121具有相同的形状及曲率；尤其地，当其中一组流线型曲线段121的凸曲线杆段的底端与下料段的顶端直接连接时，将上述流线型推料段411设计为与该侧的流线型曲线段121具有相同的形状及曲率，则流线型推料段411在待机状态下，其底端与下料段顶端平齐，该流线型推料段411能自下而上地对承料槽内所有的铁钎3造成扰动，特别是该流线型推料段411因同样具有凸曲线杆段而具有很好的铁钎挑拨效果。

上述推板驱动结构42可采用常规的升降驱动设备，例如气缸、液压缸等；该推板驱动结构42可安装在上述料架11上；上述防堵推板41除包括流线型推料段411之外，还可包括直线连接段412，该直线连接段412与流线型推料段411的顶端连接并且与上述推板驱动结构42连接。

进一步优选地，上述防堵塞机构4还包括用于对防堵推板41的升降运动进行导向的导向结构，可采用常规的导向方式，例如在图2-图4示出的具体实施例中，在料架11上安装导轨44，在防堵推板41上相应地设置滚轮43，通过滚轮43在导轨44上的滑移运动对防堵推板41进行导向。

实施例二

本发明实施例提供一种高炉开铁口装置，包括开铁口机、铁钎供给单元以及用于将供给的铁钎安装至所述开铁口机上的换钎单元，所述铁钎供给单元采用上述实施例一所提供的铁钎供给单元。

开铁口机为本领域常规设备，其具体结构此处不作赘述。

上述换钎单元优选为采用换钎机械手，其通过该换钎机械手的换钎夹钳来夹取铁钎3，其为本领域已有设备，具体结构此处不作赘述；显然地，该换钎单元能从铁钎取料机构2夹取铁钎3，并将该铁钎3安装至开铁口机上。

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