一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置的制作方法

1.本技术涉及测温取样设备的技术领域，尤其是涉及一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置。


背景技术：

2.钢铁冶炼一般采用转炉炼钢，转炉炼钢是世界上主要的炼钢方法，转炉炼钢的过程中，测温取样是重要的环节之一，其作用是快速检测熔池钢水温度、碳、氧含量及液面高度，取熔池内钢样及渣样以适应冶炼过程计算机动态控制系统。
3.测温取样装置包括滑动设置在转炉的炉门上的放置架和测温取样件，放置架垂直于炉门的高度方向滑移，放置架上转动连接有放置块，放置块的转动轴线与放置架的滑移方向平行，放置块上滑移连接有测温取样枪，测温取样枪沿放置块的长度方向滑移，测温取样枪与测温取样件可拆卸式连接，测温取样枪包括滑移杆和取料杆，测温取样件包括取料管和测温器，取料管上开设有安装孔。
4.炉门上设有用于放置测温取样件的料仓，需要进行测温取样工作时，炉门打开，测温取样枪先滑移至料仓上方，通过取料杆嵌入安装孔内使测温取样件与测温取样枪连接，测温取样枪再带动测温取样件进入炉门内测温取样。
5.现有技术中的取料杆在多次使用后会有不同程度的弯曲，而弯曲后的取料杆将难以准确地滑移至嵌入取料管上的安装孔内，若不能及时地替换取料杆，会影响测温取样的工作效率。
6.申请内容为了使操作人员能够及时地替换取料杆，本技术提供一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置。
7.本技术提供的一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置，采用如下的技术方案：一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置，包括与炉门连接的校准块，所述校准块位于测温取样枪的滑移轨迹上，所述校准块上连接有校准板，所述校准块上连接有行程开关，所述测温取样枪包括滑移杆和取料杆，所述滑移杆和取料杆连接，所述测温取样枪滑移后取料杆驱动校准板移动至碰触行程开关。
8.通过采用上述技术方案，若测温取样枪滑移后，取料杆能够移动至碰触校准板，并驱动校准板碰触行程开关，则该取料杆的弯曲程度处于正常范畴，仍可使用，若测温取样枪滑移后，取料杆未能碰触校准板，则需要更换新的取料杆，通过校准块的设置，便于判断取料杆的弯曲程度，使操作人员能够及时地更换取料杆，提高了测温取样的工作效率。
9.优选的，所述炉门上设有用于放置测温取样件的安装架，所述安装架位于测温取样枪的滑移轨迹上，所述校准块位于安装架上，所述安装架上设有用于夹持取料管的定位夹具，所述定位夹具呈漏斗状设置，所述安装架上设有用于使取料杆与滑移杆分离的分离机构。
10.通过采用上述技术方案，由于定位夹具呈漏斗状设置，当定位夹具夹持住取料管时，定位夹具对测温取样枪的滑移具有一定的导向作用，便于使测温取样枪能够滑移至取料杆嵌入取料管上的安装孔内，提高了测温取样枪与测温取样件连接的成功率；取料杆在多次使用后会弯曲，转炉内温度较高，进入转炉内测温取样后的取料杆表面温度受转炉内温度的影响也会比较高，若通过操作人员将取料杆从滑移杆上取下，操作人员有被烫伤的风险，通过分离机构将取料杆与滑移杆分离，提高了装置的安全性。
11.优选的，所述取料杆与滑移杆螺纹连接，所述分离机构包括与安装架连接的分离板，所述分离板上滑移连接有分离块，所述分离块上滑移连接有分离齿条，所述分离块上转动连接有与分离齿条啮合的分离齿轮，所述分离齿轮上开设有用于供取料杆穿设的分离通孔，所述分离齿轮上设有用于夹持取料杆的夹持件，所述取料杆被夹持后与分离齿轮呈同轴设置，所述分离板上设有用于驱动分离块滑移的滑移组件，所述分离块上设有用于驱动分离齿条滑移的驱动组件，所述分离块上设有用于支撑分离齿轮的支撑件。
12.通过采用上述技术方案，取料杆与滑移杆是螺纹连接的，分离块在滑移组件的作用下滑移，分离齿条在驱动组件的作用下滑移，分离齿条滑移时能够带动与分离齿条啮合的分离齿轮转动，分离齿轮通过支撑件安装在分离块上并跟随分离块滑移，取料杆通过夹持件与分离齿轮固定且与分离齿轮保持同轴状态，分离块滑移时，分离齿轮能够带动取料杆转动并带动取料杆朝向远离滑移杆的方向滑移，从而使取料杆与滑移杆分离，提升了装置的自动化程度。
13.优选的，所述滑移组件包括分离杆和控制板，所述控制板与分离块连接，所述分离杆的一端与分离板转动连接，所述分离杆的另一端转动连接有控制块，所述控制板上开设有用于供控制块滑移的控制滑道，所述分离杆转动时带动控制块在控制滑道内滑移，所述控制块滑移时带动分离块在分离板上滑移，所述分离板上设有用于驱动分离杆转动的驱动件。
14.通过采用上述技术方案，通过驱动件驱动分离杆转动，分离杆转动时通过控制块在控制板上的控制滑道内滑移，从而驱动与控制板连接的分离块在分离板上滑移，仅有一个驱动源，便于控制分离块在分离板上的滑移。
15.优选的，所述驱动组件包括与分离板连接的限位柱，所述限位柱倾斜于分离块的滑移方向设置，所述分离齿条上开设有用于供限位柱滑移的限位通孔。
16.通过采用上述技术方案，由于限位柱倾斜于分离块的滑移方向设置，分离块滑移时，分离齿条与限位柱滑移连接的端部与分离块之间的距离会产生变化，从而使分离齿条在分离块上的滑移，通过分离块的滑移驱动分离齿条的滑移，不需要其他的驱动源驱动，节省能源。
17.优选的，所述支撑件包括两块第一抵接板，两块所述第一抵接板分别位于分离块长度方向的两端，两块所述第一抵接板远离分离块的一端均连接有抵接柱，所述分离齿轮的两个端面上均开设有用于供抵接柱远离第一抵接板的一端滑移的限位滑槽。
18.通过采用上述技术方案，分离齿轮通过第一抵接板及第一抵接板上的抵接柱安装在分离块上，第一抵接板和抵接柱对分离齿轮有支撑作用，通过限位滑槽限制抵接柱在分离齿轮的端面上的滑移轨迹，从而使分离齿轮转动时，取料杆能够与分离齿轮保持同轴的状态，提高了通过分离机构使取料杆与滑移杆分离的稳定性。
19.优选的，所述安装架上连接有稳定板，所述稳定板上滑移连接有稳定块，所述稳定块长度方向的两端均连接有第二抵接板，两块所述第二抵接板远离稳定块的一端均连接有稳定柱，所述稳定柱远离第二抵接板的一端滑动设置于限位滑槽内。
20.通过采用上述技术方案，通过稳定板、稳定块、第二抵接板及稳定柱的设置，对分离齿轮有支撑作用，进一步使取料杆能够与分离齿轮保持同轴的状态，提高了通过分离机构使取料杆与滑移杆分离的可靠性。
21.优选的，任意一根所述限位柱与第一抵接板滑移连接，任意一根所述稳定柱与第二抵接板滑移连接。
22.通过采用上述技术方案，通过限位柱与第一抵接板的滑移连接、稳定柱与第二抵接板的滑移连接，若分离齿轮在使用中损坏，可通过调节限位柱和稳定柱，更换新的分离齿轮，限位柱和稳定柱的滑移设置，使装置能够适配不同厚度分离齿轮，扩大了分离机构的适用范围。
23.优选的，所述稳定柱和限位柱靠近分离齿轮的一端均嵌设有滚珠。
24.通过采用上述技术方案，通过滚珠的设置，减少稳定柱和限位柱与分离齿轮之间的摩擦，便于稳定柱和限位柱在限位滑槽内滑移，从而提升了分离齿轮转动的稳定性。
25.优选的，所述滑移杆靠近取料杆的一端连接有陶瓷法兰盘，所述陶瓷法兰盘用于保护滑移杆与取料杆的连接处。
26.通过采用上述技术方案，陶瓷法兰盘具有耐磨性、耐腐蚀性和密封性的优点，能够保护滑移杆不易在铁水的作用下损坏，致使滑移杆难以与取料杆连接或难以与取料杆分离的情况，延长了滑移杆的使用寿命。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.若测温取样枪滑移后，取料杆能够碰触校准板，并驱动校准板碰触行程开关，则该取料杆的弯曲程度处于正常范畴，仍可使用，若测温取样枪滑移后，取料杆未能碰触校准板，则需要更换新的取料杆，通过校准块的设置，便于判断取料杆的弯曲程度，使操作人员能够及时地更换取料杆，提高了测温取样的工作效率；2.取料杆在多次使用后会弯曲，转炉内温度较高，进入转炉内测温取样后的取料杆表面温度受转炉内温度的影响也会比较高，若通过操作人员将取料杆从滑移杆上取下，操作人员有被烫伤的风险，通过分离机构将取料杆与滑移杆分离，提高了装置的安全性。
附图说明
28.图1是本技术实施例的整体结构示意图。
29.图2是本技术实施例中测温取样枪滑移结构示意图。
30.图3是本技术实施例中安装架结构示意图。
31.图4是本技术实施例中安装夹具细节图。
32.图5是本技术实施例中校准块和分离机构示意图。
33.图6是本技术实施例中分离机构细节图。
34.附图标记说明：1、炉门；11、滑轨；12、滑移块；121、放置架；122、第七轴机器人行走轴；2、安装架；21、校准块；211、校准板；212、行程开关；22、分离板；221、分离滑槽；222、限位柱；223、分离杆；224、分离电机；23、稳定板；3、测温取样件；31、取料管；311、安装孔；32、测
温器；4、放置块；41、伺服电机；42、减速器；421、转动块；43、测温取样枪；431、滑移齿条；432、滑移杆；433、取料杆；44、滑移齿轮；441、滑移电机；45、陶瓷法兰盘；5、定位夹具；51、定位板；52、限位板；53、限位槽；54、驱动气缸；6、分离块；61、分离齿条；611、限位通孔；62、驱动滑槽；63、分离齿轮；631、分离通孔；632、夹持件；633、限位滑槽；64、控制板；641、控制滑道；642、控制块；65、第一抵接板；651、抵接柱；7、稳定块；71、第二抵接板；72、稳定柱。
具体实施方式
35.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例公开一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置，参照图1和图2，包括与炉门1固定的安装架2，安装架2垂直于炉门1的高度方向设置，安装架2用于放置测温取样件3；转炉共有两扇炉门1，地面上固设有用于供炉门1滑移的滑轨11，与安装架2固定的炉门1的端面上固设有滑移块12，滑移块12垂直于炉门1的高度方向设置，滑移块12位于安装架2上方，两扇炉门1闭合时，滑移块12能够与另一扇炉门1的端面贴合，滑移块12上滑移连接有放置架121，放置架121通过第七轴机器人行走轴122沿滑移块12的长度方向滑移，放置架121能够滑移至安装架2上方。
37.参照图1和图2，放置架121上转动连接有放置块4，放置块4的转动轴线与放置架121的滑移方向平行，放置架121上固定连接有伺服电机41，伺服电机41上固定连接有减速器42且伺服电机41的输出轴与减速器42的输入轴同轴固定，减速器42上固定连接有转动块421，减速器42和转动块421同轴固定，转动块421与放置块4的侧壁固定，且转动块421与放置块4固定的端面呈直面设置，扩大了转动块421与放置块4的接触面积，使转动块421与放置块4的固定较为稳定，伺服电机41转动时，通过减速器42及转动块421带动放置块4转动。
38.参照图1和图2，放置块4上滑移连接有测温取样枪43，测温取样枪43沿放置块4的长度方向设置，测温取样枪43包括滑移杆432和取料杆433，取料杆433与滑移杆432靠近地面的一端螺纹连接，放置块4内转动连接有滑移齿轮44，放置块4上固定设有滑移电机441，滑移电机441的输出轴与滑移齿轮44同轴固定，滑移杆432上固定设有与滑移齿轮44啮合的滑移齿条431；滑移杆432靠近取料杆433的一端固定设有陶瓷法兰盘45，陶瓷法兰盘45用于保护滑移杆432与取料杆433的连接处不易因铁水的作用而损坏。
39.参照图1和图3，测温取样件3包括取料管31和测温器32，测温器32与取料管31一端的侧壁固定，取料管31与取料杆433可拆卸式连接，取料管31上开设有安装孔311，安装孔311沿取料管31的长度方向设置，安装孔311的孔壁上固定连接有凸环，取料杆433的外周壁上开设有供凸环嵌入的环槽，取料杆433嵌入安装孔311后，安装孔311内的凸环嵌入取料杆433上的环槽内，安装孔311的内径与取料杆433的外径相同。
40.测温取样时，先将与安装架2固定的炉门1朝向远离另一扇炉门1的方向滑移，直至测温取样枪43能够进入转炉内，放置架121先滑移至安装架2上方，启动伺服电机41和滑移电机441，使测温取样枪43与安装架2上的测温取样件3连接后，放置架121再滑移至两扇炉门1之间，启动伺服电机41和滑移电机441，使测温取样枪43带动测温取样件3进入转炉内测温取样。
41.参照图3和图4，为了提高取料杆433与取料管31连接的成功率，安装架2上设有用于夹持取料管31的定位夹具5，定位夹具5呈漏斗状设置，定位夹具5包括两块相对设置于取
料管31两侧的定位板51，任意一块定位板51与安装架2固定，另一块定位板51滑动设置于安装架2上，两块定位板51相对的端面上均固定连接有限位板52，限位板52沿安装架2的长度方向设置，限位板52上开设有用于供取料杆433穿设的限位槽53，限位槽53的内径与安装孔311的内径相同；安装架2上固定设有驱动气缸54，驱动气缸54的活塞杆与滑动设置于安装架2上的定位板51固定，当两块定位板51在驱动气缸54的作用下贴合时，定位板51与取料管31远离地面的一端的外壁贴合，限位板52的底端与取料管31的顶端贴合，定位板51与取料管31贴合的一端的直径小于定位板51远离取料管31的一端的直径；呈漏斗状设置的定位夹具5对取料杆433的滑移具有导向作用，便于使取料杆433能够滑移至嵌入取料管31上的安装孔311内。
42.参照图3和图5，为了判断取料杆433能否滑移至定位夹具5内与取料管31连接，安装架2上固定连接有校准块21，校准块21位于安装架2远离炉门1开口处的一端，校准块21上铰接有校准板211，校准板211的直径与定位板51远离取料管31的一端的直径相同，校准块21位于测温取样枪43的滑移轨迹上，校准块21上固定设有行程开关212，行程开关212位于校准板211的正下方，测温取样枪43滑移后取料杆433与校准板211接触并驱动校准板211朝向行程开关212转动，校准板211转动后能够与行程开关212接触。
43.取料杆433与安装架2上的测温取样件3连接前，测温取样枪43先移动至校准块21上方，再朝向校准板211滑移，若测温取样枪43滑移后，取料杆433能够碰触校准板211，并推动校准板211转动至碰触行程开关212，则该取料杆433的弯曲程度处于正常范畴，仍可使用，若测温取样枪43滑移后，取料杆433未能碰触校准板211，则需要更换新的取料杆433。
44.参照图5和图6，为了使取料杆433与滑移杆432分离，安装架2上设有分离机构，分离机构位于测温取样枪43的滑移轨迹上，分离机构包括与安装架2固定的分离板22，分离板22位于校准块21靠近炉门1开口处的一端，分离板22上滑移连接有分离块6，分离板22上开设有用于供分离块6滑移的分离滑槽221，分离滑槽221沿炉门1的高度方向设置，分离块6与分离滑槽221的槽壁贴合；分离块6上滑移连接有分离齿条61，分离齿条61垂直于炉门1的高度方向设置，分离块6上开设有用于供分离齿条61滑移的驱动滑槽62，驱动滑槽62垂直于炉门1的高度方向设置，分离齿条61与驱动滑槽62的槽壁贴合。
45.参照图5和图6，为了驱动分离齿条61在分离块6上滑移，分离板22上设有驱动组件，驱动组件包括与分离板22固定的限位柱222，限位柱222倾斜于分离滑槽221的长度方向设置，分离齿条61靠近限位柱222的一端开设有供限位柱222滑移的限位通孔611，限位通孔611沿限位柱222的长度方向设置，由于限位柱222呈倾斜设置，分离块6滑移时分离齿条61与限位柱222滑移连接的端部与分离块6之间的距离会产生变化，从而使分离齿条61有相对于分离块6的滑移；分离块6上转动连接有与分离齿条61啮合的分离齿轮63，分离齿轮63的转动轴线沿炉门1的高度方向设置，分离齿条61滑移时带动分离齿轮63转动，分离齿轮63上贯穿开设有用于供取料杆433穿设的分离通孔631，分离通孔631沿炉门1的高度方向设置，分离齿轮63的端面上固定设有用于夹持取料杆433的夹持件632，本技术实施例中，夹持件632选用夹持气缸，取料杆433被夹持后与分离齿轮63同轴固定。
46.由于取料杆433与滑移杆432是螺纹连接的，分离块6滑移时通过限位柱222带动滑移齿条431在分离块6上滑移，分离齿条61滑移时带动分离齿轮63转动，分离齿轮63跟随分离块6滑移，取料杆433通过夹持气缸与分离齿轮63固定且与分离齿轮63保持同轴状态，分
离块6滑移时，分离齿轮63能够带动取料杆433转动并带动取料杆433朝向远离滑移杆432的方向滑移。
47.参照图5和图6，为了驱动分离块6在分离板22上滑移，分离板22上设有滑移组件，滑移组件包括分离杆223和控制板64，控制板64与分离块6靠近地面的一端固定，分离杆223的一端与分离板22转动连接，分离杆223的转动轴线垂直于分离板22的端面，分离杆223的另一端转动连接有控制块642，控制块642的转动轴线垂直于分离杆223的长度方向，控制板64远离分离块6的一端开设有用于供控制块642滑移的控制滑道641，控制滑道641垂直于炉门1的高度方向设置，分离杆223转动时通过控制块642带动分离块6在分离板22上滑移，分离板22上设有用于驱动分离杆223转动的驱动件，本技术实施例中，驱动件选用分离电机224，分离电机224与分离板22固定，分离电机224的输出轴与分离杆223远离控制块642的一端固定。
48.启动分离电机224，分离杆223转动，与分离杆223转动连接的控制块642在控制板64上的控制滑道641内往复滑移，并通过控制块642带动分离块6在分离板22上滑移。
49.参照图6，为了将分离齿轮63安装在分离块6上，分离块6上设有支撑件，支撑件包括两块第一抵接板65，两块第一抵接板65分别位于分离块6长度方向的两端，第一抵接板65垂直于分离块6的长度方向设置，第一抵接板65远离分离块6的一端设有抵接柱651，靠近地面的第一抵接板65与抵接柱651固定连接，远离地面的第一抵接板65与抵接柱651螺纹连接，抵接柱651沿炉门1的高度方向滑移，分离齿轮63的两个端面上均开设有用于供抵接柱651滑移的限位滑槽633，限位滑槽633与分离齿轮63同轴设置。
50.参照图5和图6，安装架2上固定连接有稳定板23，分离齿轮63位于稳定板23和分离板22之间，稳定板23靠近分离板22的端面上滑移连接有稳定块7，稳定板23上开设有供稳定块7滑移的稳定滑槽，稳定块7长度方向的两端均固定连接有第二抵接板71，第二抵接板71垂直于稳定块7的长度方向设置，第二抵接板71远离稳定块7的一端设有稳定柱72，靠近地面的第二抵接板71与稳定柱72固定连接，远离地面的第二抵接板71与稳定柱72螺纹连接，稳定柱72沿炉门1的高度方向滑移，稳定柱72滑动设置于限位滑槽633内；通过稳定板23、稳定块7、第二抵接板71及稳定柱72的设置，对分离齿条61有支撑的作用，并使分离齿轮63的转动较为稳定；为了便于稳定柱72和限位柱222在限位滑槽633内滑移，稳定柱72和限位柱222靠近分离齿轮63的一端嵌设有滚珠。
51.本技术实施例一种钢铁冶炼转炉用智能测温取样枪自动校准装置的实施原理为：测温取样枪43先滑移至校准块21上方，再朝向校准板211滑移，若测温取样枪43滑移后，取料杆433能够碰触校准板211，并推动校准板211转动至碰触行程开关212，则该取料杆433的弯曲程度处于正常范畴，测温取样枪43继续滑移至放置在安装架2上的测温取样件3上方，启动驱动气缸54，使定位板51与取料管31的外壁贴合，测温取样枪43朝向被夹持住的测温取样件3滑移，使取料杆433穿过限位槽53嵌入取料管31的上的安装孔311内与测温取样件3连接，测温取样枪43再带动测温取样件3滑移至转炉内测温取样。
52.若测温取样枪43滑移后，取料杆433未能碰触校准板211，测温取样枪43滑移至分离齿轮63上方，测温取样枪43滑移至穿过分离通孔631，启动夹持气缸使取料杆433与分离齿轮63固定，启动分离电机224，分离杆223转动，与分离杆223转动连接的控制块642在控制板64上的控制滑道641内往复滑移，并通过控制块642带动分离块6在分离板22上滑移；由于
取料杆433与滑移杆432是螺纹连接的，分离块6滑移时通过限位柱222带动滑移齿条431在分离块6上滑移，分离齿条61滑移时带动分离齿轮63转动，分离齿轮63跟随分离块6滑移，取料杆433通过夹持气缸与分离齿轮63固定且与分离齿轮63保持同轴状态，分离块6滑移时，分离齿轮63能够带动取料杆433转动并带动取料杆433朝向远离滑移杆432的方向滑移，从而使取料杆433与滑移杆432分离。
53.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。