一种高炉炉前的开口机的制作方法

本申请属于高炉冶金，具体涉及一种高炉炉前的开口机。

背景技术：

1、高炉设有出铁口，在高炉出铁时，需使用开口机钻穿出铁口处的炮泥。开口机的钻进机构通常安装在可回转的回转臂上，通过回转机构驱动回转臂转动，使得钻进机构从等待位快速、准确回转至工作位，以对准出铁口的位置。由于钻进机构在对炮泥钻凿过程中钻进机构承受巨大的反向冲击力，因此回转机构必须具有可靠的锁紧功能。

2、目前，开口机的回转机构的锁紧方式主要有以下两类：

3、机械挂钩式锁紧：回转到工作位后，通过回转油缸驱动一个机械挂钩插入回转底座实现锁紧。该方式存在明显缺陷：出铁结束后，需先操作挂钩解锁才能回转退回，响应延迟常导致开口机钻杆及前端机构被持续流出的高温铁水烧损，设备损坏率高，维护成本大。

4、液压保压式锁紧：依靠液压系统对回转油缸的有杆腔和无杆腔进行持续压力保持，利用回转油缸的刚性实现锁紧。此方式需设置复杂的保压阀台（如液控单向阀、蓄能器、精密换向阀等），液压回路复杂，对油液清洁度要求极高。在实际生产中，保压回路极易因压力波动而失效，一旦失压，回转机构在钻凿反力下会发生微退或晃动，轻则影响开口精度，重则导致钻杆弯曲甚至断裂，引发严重生产事故，且故障排查处理极为繁琐。

5、上述两种主流技术均难以兼顾快速响应和绝对可靠的核心要求，已成为制约高炉高效、安全、稳定生产的瓶颈之一。

6、因此，亟需一种全新的使得钻进机构在工作位锁紧的装置。

技术实现思路

1、为解决目前不能兼顾响应速度和可靠性的技术问题，本申请提供一种高炉炉前的开口机。

2、本申请提供一种高炉炉前的开口机，包括：

3、钻进机构，用于钻开高炉出铁口的炮泥；

4、回转机构，包括回转底座、连接板、直线移动件、曲臂、连杆以及回转臂，所述连接板与所述回转底座连接，所述曲臂设有呈三角形布置的第一点位、第二点位以及第三点位，所述直线驱动件的固定端与所述连接板铰接，所述直线驱动件的输出端与所述曲臂的第一点位铰接，所述连杆的两端分别与所述曲臂的第二点位以及所述回转臂的中部铰接，所述曲臂的第三点位与所述连接板铰接；所述回转臂的第一端通过主轴与所述回转底座铰接，所述回转臂的第二端与所述钻进机构连接；

5、其中，所述钻进机构在所述直线移动件的驱动下绕所述主轴转动，以在等待位和工作位之间切换，在所述钻进机构位于所述工作位的情况下，所述第三点位设置在所述连杆的延长线上。

6、在一些实施方式中，所述直线移动件为回转油缸，所述回转油缸的固定端与所述连接板的铰接点、所述主轴以及所述第三点位呈三角形布置。

7、在一些实施方式中，还包括向所述回转油缸供油的供油管路，所述供油管路包括油箱、送油管路、三位四通换向阀、第一管路、第二管路以及回油管路；

8、所述送油管路的两端分别与所述油箱以及所述三位四通换向阀的进油口连通，所述第一管路的两端分别与所述三位四通换向阀的第一进出油口以及所述回转油缸的有杆腔连通，所述第二管路的两端分别与所述回转油缸的无杆腔以及所述三位四通换向阀的第二进出油口连通，所述回油管路的两端分别与所述三位四通换向阀出油口以及所述油箱连通。

9、在一些实施方式中，所述送油管路包括沿介质流通方向依次布置的进油阀、液压泵、过滤器以及第一单向阀。

10、在一些实施方式中，所述送油管路还包括手动先导阀；所述三位四通换向阀为液控换向阀，所述手动先导阀用于控制所述液控换向阀内的油液，以实现所述三位四通换向阀的换向。

11、在一些实施方式中，所述主轴与竖直方向具有夹角。

12、在一些实施方式中，所述夹角为9°至11°。

13、在一些实施方式中，所述回转臂包括臂体以及加强杆，所述臂体的第一端通过主轴与所述所述回转底座铰接，所述臂体的第二端与所述钻进机构连接；所述加强杆的两端分别连接于所述臂体以及所述钻进机构。

14、在一些实施方式中，所述连杆包括第一连接段、中间段以及第二连接段，所述第一连接段、所述中间段以及所述第二连接段依次螺纹连接。

15、在一些实施方式中，所述钻进机构包括支架、小车以及钻杆，所述支架与所述回转臂铰接，所述钻杆与所述小车连接，所述小车与所述支架滑动连接，以驱动所述钻杆沿自身轴向往复移动。

16、根据本申请实施例提供的开口机，曲臂设有三个点位，分别为第一点位、第二点位以及第三点位，直线驱动件的固定端与连接板铰接，输出端与第一点位铰接，第三点位与连接板铰接，直线驱动件的输出端沿自身轴向移动的过程中，可以带动曲臂绕第三点位转动，连杆的两端分别与曲臂的第二点位以及回转臂的中部铰接，因此曲臂在绕第三点位转动的过程中，第二点位也会绕第三点位转动，从而依靠连杆带动回转臂绕主轴转动，实现钻进机构在工作位和等待位之间来回切换。

17、在钻进机构位于工作位的情况下，第三点位与连杆共线，因此在钻进机构受到冲击力后，只能由回转臂沿着连杆传递，连杆属于二力杆，只能沿自身轴向传递作用力。第三点位设置在连杆的延长线上，因此连杆所传递的作用力经过第三点位，也就是说反向冲击力会经过曲臂与连接板的铰接点，无论反向冲击力对第三点位的力臂为零，曲臂无法绕第三点位产生任何转动趋势。因此曲臂不能转动，连杆就不能运动，回转臂也就被固定，整个回转机构在几何上自锁，不需要直线驱动件持续提供很大的推力来抵抗反向冲击力。

18、由此可知，本申请中直线驱动件只需要克服机构自重和摩擦力，就能让曲臂“卡”在工作位，钻进返利由回转机构的几何死点来承担，不需要复杂的液压保压系统或者额外的机械锁止装置，纯靠连杆几何关系就能实现工作位的保持，无需考虑液压压力波动内泄等，可靠性高；在回转时无需解锁挂钩，只需直线驱动件反向驱动，即可实现回转，响应速度快。

1.一种高炉炉前的开口机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述直线移动件为回转油缸，所述回转油缸的固定端与所述连接板的铰接点、所述主轴以及所述第三点位呈三角形布置。

3.根据权利要求2所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，还包括向所述回转油缸供油的供油管路，所述供油管路包括油箱、送油管路、三位四通换向阀、第一管路、第二管路以及回油管路；

4.根据权利要求3所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述送油管路包括沿介质流通方向依次布置的进油阀、液压泵、过滤器以及第一单向阀。

5.根据权利要求3所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述送油管路还包括手动先导阀；所述三位四通换向阀为液控换向阀，所述手动先导阀用于控制所述液控换向阀内的油液，以实现所述三位四通换向阀的换向。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述主轴与竖直方向具有夹角。

7.根据权利要求6所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述夹角为9°至11°。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述回转臂包括臂体以及加强杆，所述臂体的第一端通过主轴与所述所述回转底座铰接，所述臂体的第二端与所述钻进机构连接；所述加强杆的两端分别连接于所述臂体以及所述钻进机构。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述连杆包括第一连接段、中间段以及第二连接段，所述第一连接段、所述中间段以及所述第二连接段依次螺纹连接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的高炉炉前的开口机，其特征在于，所述钻进机构包括支架、小车以及钻杆，所述支架与所述回转臂铰接，所述钻杆与所述小车连接，所述小车与所述支架滑动连接，以驱动所述钻杆沿自身轴向往复移动。