一種磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬連接裝置及其對(duì)接與分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LF爐爐外精煉生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬連接裝置及其對(duì)接與分離方法。
技術(shù)背景
[0002]在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，越來越多的品種鋼由鋼包精煉爐(簡稱LF爐)轉(zhuǎn)爐煉鋼僅僅成為升溫和去碳的生產(chǎn)手段，這大大提高了煉鋼的生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)成本。
[0003]LF爐爐外精煉是在鋼包加入合金原料時(shí)，通過對(duì)鋼包底部吹入氬氣等惰性氣體，使鋼水在鋼包內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，對(duì)鋼水進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁固砑釉阡撍械暮辖?、脫氫劑、脫硫劑等快速熔化、分散，促使鋼液成分和溫度均勻，氬氣泡吸附鋼液中的夾雜物，去除鋼中的非金屬夾雜，從而達(dá)到凈化鋼水、提高鋼材品質(zhì)的目的。目前，國內(nèi)煉鋼廠中的鋼包包底吹氬連接裝置最主要存在的兩大問題是:一、吹氬連接裝置的對(duì)準(zhǔn)定位問題，主要靠錐面壓弧形面進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向；二、吹氬裝置連接后，氣體的密封問題，主要靠球面的模糊接觸進(jìn)行氣體密封；目前，鋼包吹氬連接裝置的定位大多都是通過在大包車上安裝限位塊，進(jìn)行模糊定位，然后再將鋼包下落，但由于鋼包下落過程中，大包車上的連接母頭受到很大擠壓力，且鋼包下落過程中晃動(dòng)量很大，其兩者的剛性碰撞容易破壞連接裝置，多次使用后，其起密封作用的球面就會(huì)失效，造成氬氣大量泄漏，達(dá)不到預(yù)期氬氣壓強(qiáng)要求，嚴(yán)重影響鋼包精煉品質(zhì)。另外，如專利CN 102051446A提到的一種電磁式自動(dòng)吹氬連接器，在整個(gè)工作過程中，均采用電磁線圈提供勵(lì)磁去吸引大包上的公頭組件，并在工作過程需持續(xù)進(jìn)行供電，雖很好的解決了吹氬連接裝置的導(dǎo)向?qū)?zhǔn)問題，但在這樣長時(shí)間的工況下，電磁鐵很容易失效，造成連接裝置受高氣壓而沖開，甚至可能造成整包鋼水直接報(bào)廢，嚴(yán)重的影響著LF爐爐外精煉生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬連接裝置及其對(duì)接與分離方法，通過電磁部分對(duì)大包氬氣連接公頭進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向，采用永磁部分對(duì)連接裝置進(jìn)行吸合密封，有效解決了傳統(tǒng)包底吹氬連接裝置靠大包自重進(jìn)行擠壓導(dǎo)向及壓緊密封的缺陷。采用的電磁導(dǎo)向?qū)?zhǔn)與永磁密封的方法，大大縮短了包底吹氬裝置的連接時(shí)間，同時(shí)，采用電磁和永磁相結(jié)合的方法，改進(jìn)了磁式連接裝置的可靠性及使用壽命。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬連接裝置，包括公頭組件和母頭組件，所述公頭組件安裝在大包上，母頭組件安裝在大包車上；
[0007]所述母頭組件包括非導(dǎo)磁導(dǎo)向塊5和磁力激勵(lì)裝置；磁力激勵(lì)裝置位于非導(dǎo)磁導(dǎo)向塊5的下部；磁力激勵(lì)裝置包括鐵芯11、電磁線圈9和永磁磁鋼8 ;所述電磁線圈9繞制在鐵芯11的下部外圍；所述永磁磁鋼8設(shè)置在鐵芯11的上部外圍，且永磁磁鋼8朝向鐵芯11的一側(cè)極性相同；所述鐵芯11中心開有一條沿其軸線方向的第一通孔，第一通孔內(nèi)設(shè)置有貫穿其中的通氣導(dǎo)管，并且鐵芯11上表面與通氣導(dǎo)管之間的接合表面設(shè)置有O型密封圈6 ；
[0008]所述公頭組件包括用于連接大包的大包固定塊2、由導(dǎo)磁材料制成的公頭4、連接在大包固定塊2和公頭4之間的柔性拉伸彈簧3、以及導(dǎo)氣管I ;所述大包固定塊2和公頭4的中心均開有第二通孔；導(dǎo)氣管I通過第一通孔貫穿于大包固定塊2及公頭4之間；所述非導(dǎo)磁導(dǎo)向塊5為中心設(shè)有帶圓臺(tái)形開口的圓柱體結(jié)構(gòu)，圓臺(tái)形開口的直徑由上到下逐漸變??；
[0009]所述公頭4為圓臺(tái)形，其直徑由上到下逐漸變??；其大小和形狀與非導(dǎo)磁導(dǎo)向塊中心的圓臺(tái)形開口適配。
[0010]所述鐵芯上表面的中心位置開有一個(gè)凹槽；所述公頭的下表面(接合面)設(shè)有凸臺(tái)；連接母頭組件與連接公頭組件接觸時(shí)，所述凹槽與凸臺(tái)形成密封配合，形成對(duì)氬氣的一級(jí)密封；另外，所述鐵芯上表面的凹槽外周還開設(shè)有O型密封槽，用于放置O型密封圈，形成對(duì)氬氣的二次密封。
[0011]所述第二通孔直徑較鐵芯中心的第一通孔直徑大;避免對(duì)接因錯(cuò)位引起的通道截面積變化。
[0012]所述鐵芯為矯頑力較小的鐵磁材料制成的中心開有通孔的圓柱體結(jié)構(gòu)，優(yōu)選矯頑力為40kA/m?80KA/m的鐵磁材料制成的鐵芯。
[0013]所述永磁磁鋼8包括N個(gè)條形結(jié)構(gòu)磁鋼，N個(gè)條形結(jié)構(gòu)磁鋼沿徑向均勻分布在鐵芯11周圍，永磁磁鋼8朝向鐵芯11的一側(cè)極性相同。
[0014]所述N取值為3-12中的一種。
[0015]—種磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬連接裝置的對(duì)接與分離方法，包括以下步驟:
[0016]當(dāng)公頭組件隨大包運(yùn)送到預(yù)定位置時(shí)，點(diǎn)動(dòng)電磁線圈的電源，使磁力激勵(lì)裝置開始工作，在一定距離范圍內(nèi)，吸引連接有柔性拉伸彈簧的公頭沿非磁性導(dǎo)向塊向磁力激勵(lì)裝置的鐵芯運(yùn)動(dòng)，直到鐵芯上的凹槽與公頭的下表面的凸臺(tái)對(duì)準(zhǔn)吸合；然后，開啟通氣導(dǎo)管上的氬氣閥門開關(guān)，進(jìn)行吹氬；吹氬工作結(jié)束后，點(diǎn)動(dòng)電磁線圈的電源，完成磁力激勵(lì)裝置的退磁，公頭所受磁力消失，在彈簧拉力作用下，公頭復(fù)位，即完成了單包鋼水吹氬的自動(dòng)對(duì)接與分尚。
[0017]電磁線圈的供電過程為:點(diǎn)動(dòng)回位按鈕，給電磁線圈一個(gè)脈沖電流，電磁線圈瞬間通電；電磁線圈在運(yùn)行過程不通電，只是點(diǎn)動(dòng)開啟，再點(diǎn)動(dòng)就關(guān)閉電磁鐵。
[0018]上述電磁線圈激勵(lì)電源的電壓為20?48VDC，電流為10?50A ;電磁線圈的匝數(shù)200?1500 IM ;磁力激勵(lì)裝置直徑200?350mm，高度100?250mm，其距離鐵芯上表面50mm處電磁力F ^ 50N ;上述尺寸為整個(gè)磁力激勵(lì)裝置，包括鐵芯、電磁線圈和永磁磁鋼在內(nèi)的整個(gè)磁力激勵(lì)裝置的尺寸；當(dāng)公頭組件隨大包運(yùn)送到預(yù)定位置時(shí)，公頭的中心軸線與鐵芯的中心軸線之間的水平偏差允許范圍為:R< 90mm，公頭在鐵芯垂直方向上允許最大高度:h 50mmo
[0019]本發(fā)明通過激勵(lì)母頭磁力激勵(lì)裝置吸引設(shè)有彈簧的公頭組件向電永磁鐵芯部位靠近吸合，在一定范圍內(nèi)，可通過非導(dǎo)磁導(dǎo)向塊實(shí)現(xiàn)大包車連接母頭和大包連接公頭的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，在公頭、母頭完全對(duì)準(zhǔn)后，采用永磁電磁鐵進(jìn)行吸合，避免了電磁線圈長時(shí)間工作而導(dǎo)致的失效，增加了自動(dòng)連接裝置使用的可靠性以及使用壽命，大大縮短了鋼包底吹氬裝置的連接時(shí)間，提高了精煉生產(chǎn)效率。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0021]1.本發(fā)明磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬裝置的對(duì)準(zhǔn)問題，結(jié)合磁力和圓臺(tái)形側(cè)面對(duì)公頭進(jìn)行吸引、導(dǎo)向，利用彈簧的伸縮、擺動(dòng)提供一定范圍的位置誤差補(bǔ)償，降低了大包吊車工人人工對(duì)準(zhǔn)的操作難度。
[0022]2.本發(fā)明磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬裝置的密封性問題，采用鐵芯端面中心位置開凹槽，與公頭凸臺(tái)的密封配合，形成對(duì)氬氣的一級(jí)密封，利用鐵芯端面開設(shè)O型密封槽，以放置O型密封圈，兩對(duì)接面在強(qiáng)磁力的吸合下，形成對(duì)氬氣的二次密封，大大提高了吹氬裝置密封的可靠性。
[0023]3.本發(fā)明磁力自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)吹氬裝置的零件可靠性問題，該裝置整個(gè)工作過程中，均利用磁力來牽引執(zhí)行，較傳統(tǒng)的機(jī)械式對(duì)準(zhǔn)裝置，無須利用大包自重對(duì)弧面和球面之間產(chǎn)生的剛性擠壓來進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)與密封，降低了裝置因面與線長時(shí)間往復(fù)碰撞工作下產(chǎn)生疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)，改善了包底吹氬裝置的使用壽命，提高了裝置長時(shí)間運(yùn)行的可靠性。
[0024]4.現(xiàn)有的電磁式自動(dòng)吹氬連接器，在整個(gè)工作過程中，均采用電磁