熔炼电炉铁水捞渣机的结构设计

何甲枢

摘 要：工厂中熔炼电炉铁水的捞渣工作通常是由工人用一根有一定长度的圆钢直接插入炉中进行多次打捞来完成的。这种作业方法的劳动强度大，工作效率低，阻碍了生产效率的提升。针对这种情况，设计一种熔炼电炉铁水捞渣机，不仅操作简单、省力，而且每次的捞渣量得到大幅提高，从而降低工人的作业强度，提高生产效率。

关键词：熔炼电炉 驱动机构 大型捞渣结构 省力 提高生产效率

中图分类号：TF741.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（a）-0123-02

随着世界经济的持续发展，工业化进程不断提高，各国的生产已由过去的人力集中型向生产效率型转变，通过机械化和自动化的方式提高生产效率，降低生产成本，已经成为企业的不懈追求。随着国际对环境保护的重视，特别是近年中国政府已采取更加有力的措施推进绿色发展、循环发展、低碳发展，加强生态环境保护，努力实现环境与经济协调融合。在铸造生产企业中，中频感应电炉已被广泛用于黑色金属和有色金属的熔炼。众所周知，铸铁熔炼过程中会产生大量的炉渣，打捞炉渣就成了生产过程中必不可少的工序，如果采用传统的捞渣方法，即使用一根有一定长度的圆钢直接插入炉中进行多次打捞来完成，这项工作非常繁重，工作效率低，阻碍了生产效率的提升。针对这种情况，通过设计一种熔炼电炉铁水捞渣机，其采用驱动机构和大型捞渣结构，不仅操作简单、省力，而且每次的捞渣量得到大幅提高，从而有效降低工人的作业强度，节省时间，提高生产效率。

1 結构设计方案

所设计的熔炼电炉铁水捞渣机，主要需包括驱动机构和大型捞渣结构（包括支架），支架顶部设有吊耳，在支架下部两边铰接有对称设置的左捞渣斗和右捞渣斗，在支架中部设有左捞渣斗和右捞渣斗张合的驱动机构，驱动机构连接操作控制器。

综合考虑了能实现该功能机构的各种结构方式，确定了以下这种结构方式。该结构不但制造成本低廉，而且维护维修极为方便（见图1）。

2 具体实施方式

如图1所示，为该熔炼电炉铁水捞渣机的设计结构，包括支架1，支架1顶部设有吊耳9，进行铁水捞渣作业时，吊耳9可挂在位于其上方的吊机上，使熔炼电炉铁水捞渣机的移动十分方便；在支架1下部两边铰接有对称设置的左捞渣斗2和右捞渣斗3，在支架1中部设有带动左捞渣斗2和右捞渣斗3张合的驱动机构4，驱动机构4连接操作控制器5。

支架1包括上钢板和下钢板，上钢板和下钢板均呈长方形，上钢板与下钢板之间通过4根分别垂直地焊接在两者4个角上的槽钢进行固定，该4根槽钢分为两组，每组两根，分别为左槽钢组和右槽钢组；上钢板顶部通过螺栓固定有转耳7，转耳7与一扶手8前端铰接，控制器5安装在扶手8后端，进行铁水捞渣作业时，工人可在扶手8的后端对捞渣斗的张合进行控制，其操作方便，并且可大幅降低工作人员因离铁水和捞渣斗太近而被烫伤的风险；支架1上靠近扶手8一端的槽钢组为右槽钢组，其两根槽钢之间焊接有一根横向布置限位槽钢，该限位槽钢可限制扶手8的转动角度。

驱动机构4为气缸，气缸通过螺钉固定在支架1上钢板的下方，气缸通过管路连接空气动力源，操作控制器5连接在气缸与空气动力源之间的连接管路上。

左捞渣斗2由一个左转臂21、一块左底板22、两块左挡板23构成，左底板22和两块左挡板23均通过第三开口插销16固定在左转臂21下部，其中两块左挡板23分别位于左底板22的两侧；右捞渣斗3由一个右转臂31、一块右底板32、两块右挡板33构成，右底板32和两块右挡板33均通过第三开口插销16固定在右转臂31下部，其中两块右挡板33分别位于右底板32的两侧。

左转臂21和右转臂31各通过一组第二销轴13、第二圆垫圈14、第二开口插销15分别铰接在支架1中的左槽钢组和右槽钢组。左槽钢组和右槽钢组中的两根槽钢开有同轴的圆通孔，两根第二销轴13分别穿过左槽钢组与左转臂21上的圆通孔以及右槽钢组与右转臂31上的圆通孔，第二销轴两端套上第二圆垫圈14并装有第二开口插销15，使左转臂21和右转臂31可分别绕两根第二销轴13的轴心做一定角度的旋转运动。

气缸下部的活塞杆下端与连接柱6通过螺纹联接，连接柱6下端开有圆通孔，左转臂21和右转臂31上均开有长通孔，第一销轴10穿过连接柱6的圆通孔和左转臂21、右转臂31上的长通孔，第一销轴10两端套有第一圆垫圈11并装有第一开口插销12，使第一销轴10可在左转臂21、右转臂31上的长通孔内滑动，这样在气缸工作时，活塞杆的上下往复运动可带动左转臂21、右转臂31分别绕两根第二销轴13的轴心做一定角度的旋转运动，从而实现左捞渣斗2和右捞渣斗3的张合动作，达到捞渣的目的。

3 效果验证

在经验不足的情况下，所设计的熔炼电炉铁水捞渣机，无论是在降低工人劳动强度，还是在提升效率方面，其效果都非常显著。从使用情况来看，该设计是成功的：原来全部使用人工捞渣，需要3～4人进行约1 h的作业；使用捞渣机后，只需安排2人进行20 min左右即可完成捞渣工作，劳动强度低，效率高。该设计达到了设计预期目标，直接和间接效益十分显著。

4 结语

此次完成了对熔炼电炉铁水捞渣机的结构设计，通过巧用简便、合理的机械机构并利用动力源，替代了原来落后而又繁重的作业工艺。

参考文献

[1] 《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册（下册）[M].2版.北京：化学工业出版社，1983.

[2] 张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2008： 77.