本實用新型涉及冶金設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高爐風口內(nèi)壁焊接裝置。

背景技術(shù)：

高爐風口是冶煉生鐵生產(chǎn)中一個關(guān)鍵備件,高爐風口處在2000℃以上的高溫爐缸內(nèi)承受高溫區(qū)的輻射和對流熱沖擊、高爐風口前端還受到1500℃左右的液態(tài)渣鐵和高速循環(huán)運動的熾熱物料的沖刷,高爐風口內(nèi)通過900℃～1300℃的熱風,同時在燃燒循環(huán)區(qū)又受到強烈的氧化作用和微量元素對風口的浸潤,此外在噴吹煤粉條件下還受到煤粉的高速磨損,這些不利因素都加劇了高爐風口的破損失效。而高爐風口的破損失效導致冶煉成本增加、質(zhì)量降低，甚至需要停機更換風口導致高爐生產(chǎn)效率下降。

目前，國內(nèi)外主要采用等離子熱噴涂的方法，將粉或絲狀的強化材料在高溫高速的射流中融化，噴涂到風口爐膛側(cè)的內(nèi)外壁上形成強化涂層。但其與基體一般只能形成機械結(jié)合，冷卻過程中，因涂層與基體的熱膨脹系數(shù)不同而會在兩者的結(jié)合面上產(chǎn)生使兩者分離的應(yīng)力，而且隨涂層厚度的增加，此應(yīng)力將累積增加，最終會導致涂層與風口本體結(jié)合破壞而使兩者分離，因此難以獲得厚涂層。而若噴涂較薄涂層，因涂層較薄且孔隙難以避免，導致強度不足，難以承受高熱煤粉的熱沖刷而易損壞。高爐風口的使用壽命較短。

故針對高爐風口在生產(chǎn)中的實際使用情況和主要失效形式提出了在高爐風口內(nèi)壁采用電弧熔覆高溫耐磨合金材料的工藝方法。提出了“過渡層+表層耐磨合金”的材料結(jié)構(gòu)，沿熔積方向?qū)娀嚇舆M行等距顯微硬度測試，結(jié)果表明試樣顯微硬度沿熔積方向硬度呈梯度遞增；磨損試驗表明，在常溫下表層材料結(jié)構(gòu)的耐磨性遠遠高于紫銅；抗熱震性能實驗結(jié)果顯示，試樣的抗熱震性能亦遠優(yōu)于等離子噴涂工藝，可見采用電弧熔覆高溫耐磨合金材料的工藝方法能夠有效延長高爐風口的使用壽命，但是現(xiàn)有電弧熔覆高溫耐磨合金材料工藝應(yīng)用于高爐風口內(nèi)壁時安全性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例通過提供一種高爐風口內(nèi)壁焊接裝置，應(yīng)用于對高爐風口內(nèi)壁進行強化堆焊高溫耐磨合金材料，有效解決了現(xiàn)有電弧熔覆高溫耐磨合金材料工藝應(yīng)用于高爐風口內(nèi)壁時安全性較差的技術(shù)問題。

本實用新型實施例提供了一種高爐風口內(nèi)壁焊接裝置，包括：第一固定基座，支撐套環(huán)，感應(yīng)加熱器，感應(yīng)線圈，焊接機構(gòu)；

所述焊接機構(gòu)設(shè)置在待焊接高爐風口的前方，所述第一固定基座設(shè)置在所述待焊接高爐風口的下方，所述支撐套環(huán)固定在所述第一固定基座上，所述支撐套環(huán)上固定有絕緣隔熱條，在所述絕緣隔熱條上沿著長度方向間隔固定有多個絕緣隔熱片，所述感應(yīng)線圈套設(shè)在所述絕緣隔熱條上，相鄰所述絕緣隔熱片之間為所述感應(yīng)線圈的一匝，所述感應(yīng)加熱器與所述感應(yīng)線圈連接。

優(yōu)選的，所述絕緣隔熱條的長度方向平行于所述支撐套環(huán)的軸線。

優(yōu)選的，所述高爐風口內(nèi)壁焊接裝置還包括風口固定機構(gòu)，所述待焊接高爐風口固定在所述風口固定機構(gòu)上。

優(yōu)選的，所述風口固定機構(gòu)包括：轉(zhuǎn)臺基座，轉(zhuǎn)動平臺，緊固基板和風口壓環(huán)；所述轉(zhuǎn)動平臺固定在所述轉(zhuǎn)臺基座的轉(zhuǎn)動部，所述緊固基板固定在所述轉(zhuǎn)動平臺的臺面上，所述風口壓環(huán)套設(shè)在所述待焊接高爐風口上，所述風口壓環(huán)通過固定件固定在所述緊固基板上，其中，所述轉(zhuǎn)動平臺的中心與所述緊固基板的中心重合。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動平臺的臺面上設(shè)置有固定壓板，所述緊固基板上開有壓板卡槽，所述固定壓板卡入所述壓板卡槽中以固定所述緊固基板在所述轉(zhuǎn)動平臺的臺面上。

優(yōu)選的，所述風口壓環(huán)套的內(nèi)徑小于所述待焊接高爐風口的大端的外徑。

優(yōu)選的，所述焊接機構(gòu)包括：第二固定基座，升降驅(qū)動機構(gòu)，進退驅(qū)動機構(gòu)，立柱連接桿，立柱套板，立柱和焊槍夾持件；所述立柱固定在所述第二固定基座上，所述立柱連接桿滑動連接在所述立柱上，所述升降驅(qū)動機構(gòu)固定在所述立柱連接桿上，所述進退驅(qū)動機構(gòu)固定在所述立柱套板上，所述立柱套板連接在所述立柱連接桿上，所述焊槍夾持件固定在所述進退驅(qū)動機構(gòu)上。

優(yōu)選的，所述升降驅(qū)動機構(gòu)包括：第一電機總成，第一聯(lián)軸器，螺桿，上螺桿導套，下螺桿導套；所述上螺桿導套固定在所述立柱上，所述下螺桿導套固定在所述立柱連接桿上，所述螺桿設(shè)置在所述上螺桿導套和所述下螺桿導套內(nèi)，所述第一電機總成通過所述第一聯(lián)軸器連接在所述螺桿的下端。

優(yōu)選的，所述進退驅(qū)動機構(gòu)包括：齒條，第二聯(lián)軸器，第二電機總成，齒輪；所述第二電機總成固定在所述立柱套板上，所述齒輪通過所述第二聯(lián)軸器與所述第二電機總成連接，所述齒輪與所述齒條咬合，所述焊槍夾持件固定在所述齒條的一端端部。

優(yōu)選的，所述焊接機構(gòu)還包括：紅外熱像儀，紅外熱像儀連桿和紅外熱像儀基座；所述紅外熱像儀基座固定在所述立柱上，所述紅外熱像儀連桿的一端固定在所述紅外熱像儀基座上，所述紅外熱像儀連桿的另一端固定所述紅外熱像儀。

本實用新型實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本實用新型實施例提供的高爐風口內(nèi)壁焊接裝置：支撐套環(huán)固定在第一固定基座上，支撐套環(huán)上固定有絕緣隔熱條，在絕緣隔熱條上沿著長度方向間隔固定有多個絕緣隔熱片，感應(yīng)線圈套設(shè)在絕緣隔熱條上，相鄰絕緣隔熱片之間為感應(yīng)線圈的一匝，感應(yīng)加熱器與感應(yīng)線圈連接。從而能夠通過絕緣隔熱條防止感感應(yīng)線圈與待焊接高爐風口的外壁接觸，能夠通過絕緣隔熱片確保了感應(yīng)線圈的相鄰線圈不相互接觸，從而感應(yīng)加熱器加熱待焊接高爐風口時能夠避免引起短路事故，保證了安全對待焊接高爐風口進行加熱。加熱后再通過焊接機構(gòu)對高爐風口的內(nèi)壁強化堆焊，以有效解決了現(xiàn)有電弧熔覆高溫耐磨合金材料工藝應(yīng)用于對高爐風口時加熱時安全性較差的技術(shù)問題，進而高效安全的電弧熔覆高溫耐磨合金材料到高爐風口內(nèi)壁，確保高爐風口的內(nèi)壁良好結(jié)合了耐磨層，進而有利于提高高爐風口的使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例中高爐風口內(nèi)壁焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例中感應(yīng)線圈的裝配圖；

圖3為本實用新型實施例中風口固定機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4、圖5為本實用新型實施例中焊接機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型實施例提供了一種高爐風口內(nèi)壁焊接裝置，應(yīng)用于高爐風口內(nèi)壁電弧熔覆高溫耐磨合金材料等強化材料的應(yīng)用場景。

參考圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供的高爐風口內(nèi)壁焊接裝置包括第一固定基座1、支撐套環(huán)2、感應(yīng)加熱器3、感應(yīng)線圈4和焊接機構(gòu)5。

焊接機構(gòu)5設(shè)置在待焊接高爐風口6的前方，第一固定基座1設(shè)置在待焊接高爐風口6的下方，支撐套環(huán)2固定在第一固定基座1上，支撐套環(huán)2上固定有絕緣隔熱條7，在絕緣隔熱條7上沿著長度方向間隔固定有多個絕緣隔熱片8，感應(yīng)線圈4套設(shè)在絕緣隔熱條7外，相鄰絕緣隔熱片8之間為感應(yīng)線圈4的一匝，感應(yīng)加熱器3與感應(yīng)線圈4連接。

通過絕緣隔熱條7能夠防止感感應(yīng)線圈4與待焊接高爐風口6的外壁接觸，通過絕緣隔熱片8確保了感應(yīng)線圈4的相鄰線圈不相互接觸，從而通過感應(yīng)加熱器3加熱待焊接高爐風口6時能夠避免引起短路事故而引起短路事故。

在第一固定基座1上固定有一個或多個支撐套環(huán)2。在第一固定基座1上固定有一個支撐套環(huán)2的實施方式下，絕緣隔熱條7的中部固定在支撐套環(huán)2上；在第一固定基座1上固定有兩個支撐套環(huán)2的實施方式下分別為：前支撐套環(huán)和后支撐套環(huán)，絕緣隔熱條7的一端端部固定在前支撐套環(huán)上，絕緣隔熱條7的另一端端部固定在前支撐套環(huán)上。在第一固定底座1上固定有三個支撐套環(huán)2的實施方式下分別為：前支撐套環(huán)、中支撐套環(huán)、后支撐套環(huán)。絕緣隔熱條7的一端端部固定在前支撐套環(huán)上，絕緣隔熱條7的另一端端部固定在后支撐套環(huán)上，絕緣隔熱條7的中部固定在中支撐套環(huán)上。

支撐套環(huán)2的形狀為圓環(huán)形或正多邊形，比如可以為正三角形、正方形、正五邊形，絕緣隔熱條7的長度方向平行于支撐套環(huán)2的軸線。

支撐套環(huán)2上開有隔熱條安裝孔，絕緣隔熱條7安裝在支撐套環(huán)2上所開隔熱條安裝孔內(nèi)，絕緣隔熱條7沿著長度方向間隔開有多個矩形插槽，絕緣隔熱片8插入到矩形插槽內(nèi)，從而絕緣隔熱片8固定到絕緣隔熱條7上。當然在具體實施過程中，絕緣隔熱條7還可以通過固定件固定在支撐套環(huán)2，絕緣隔熱片8還可以通過固定件固定在絕緣隔熱條7上。

絕緣隔熱條7和絕緣隔熱片8為絕緣電木片、陶瓷纖維等耐高溫絕緣隔熱材料。感應(yīng)加熱器3為高頻感應(yīng)加熱器。

進一步的，參考圖1所示，本實用新型實施例提供的高爐風口內(nèi)壁焊接裝置還包括風口固定機構(gòu)。風口固定機構(gòu)設(shè)置待焊接高爐風口6的后方，待焊接高爐風口6固定在風口固定機構(gòu)上。

結(jié)合參考圖3所示，風口固定機構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺基座9、轉(zhuǎn)動平臺10、緊固基板11和風口壓環(huán)12。其中，轉(zhuǎn)動基座9包括基座本體9-1和設(shè)置基座本體9-1上的轉(zhuǎn)動部9-2，轉(zhuǎn)動部9-2為豎直轉(zhuǎn)動方向。轉(zhuǎn)動平臺10固定在轉(zhuǎn)動部9-2上，緊固基板11固定在轉(zhuǎn)動平臺10的臺面上。

風口壓環(huán)12的內(nèi)徑小于待焊接高爐風口6的大端的外徑，風口壓環(huán)12套設(shè)在待焊接高爐風口6上，待焊接高爐風口6的大端對著緊固基板11，風口壓環(huán)12通過固定件固定在緊固基板11上，從而能夠?qū)⒋附痈郀t風口6壓在緊固基板11上。轉(zhuǎn)動平臺10的中心與緊固基板11的中心重合，從而能將待焊接高爐風6拉緊固定在轉(zhuǎn)動平臺10的中心，只會隨轉(zhuǎn)動平臺10的轉(zhuǎn)動而不會改變位置。

具體的，轉(zhuǎn)動平臺10的臺面上設(shè)置有固定壓板13，固定壓板13卡入緊固基板11上所開的壓板卡槽中，從而固定緊固基板11在轉(zhuǎn)動平臺10的臺面上。緊固基板11上開有內(nèi)孔，待焊接高爐風口6的大端設(shè)置于緊固基板11上所開內(nèi)孔中。比如，轉(zhuǎn)動平臺10為圓盤形平臺，則圓盤形平臺的圓心位置固定在轉(zhuǎn)動部9-2上，緊固基板11為與圓盤形平臺同圓心設(shè)置的圓環(huán)基板。在圓盤形平臺的圓周方向均勻布置有多個固定壓板13。在圓環(huán)基板上沿著圓周方向?qū)?yīng)的開有多個壓板卡槽，轉(zhuǎn)動平臺10的中心與緊固基板11的中心重合放置并將固定壓板13卡入對應(yīng)壓板卡槽內(nèi)，從而固定緊固基板11在轉(zhuǎn)動平臺10的臺面上。具體的，圓環(huán)基板的內(nèi)孔與待焊接高爐風口6的大端間歇配合或過渡配合，從而待焊接高爐風口6定位在圓環(huán)基板的內(nèi)孔內(nèi)。

具體的，固定件為緊固螺栓，在緊固基板11上沿圓周方向均勻開有多個螺紋孔，在風口壓環(huán)12對應(yīng)開有多個通孔，在緊固基板11上所開螺紋孔上分別旋緊一個緊固螺栓，待焊接高爐風口6的大端設(shè)置于緊固基板11的內(nèi)孔后，風口壓環(huán)12沿著待焊接高爐風口6的外壁套設(shè)在待焊接高爐風口6上，同時在風口壓環(huán)12上所開的通孔對應(yīng)套在緊固螺栓上，在緊固螺栓上旋緊螺母固定。

參考圖4和圖5所示，焊接機構(gòu)5包括：升降驅(qū)動機構(gòu)、進退驅(qū)動機構(gòu)、第二固定基座14、立柱連接桿15、立柱套板16、立柱17和焊槍夾持件18。其中，立柱17豎直固定在第二固定基座14上，立柱連接桿15滑動連接在立柱17上，升降驅(qū)動機構(gòu)固定在立柱連接桿15上，進退驅(qū)動機構(gòu)固定在立柱套板16上，立柱套板16連接在立柱連接桿15上。焊槍夾持件18固定在進退驅(qū)動機構(gòu)17上。從而通過上述焊接機構(gòu)5的升降驅(qū)動機構(gòu)能夠驅(qū)動立柱連接桿15沿著立柱升降運動；通過上述焊接機構(gòu)5的進退驅(qū)動機構(gòu)能夠驅(qū)動焊槍夾持件18水平進退運動，因此焊槍夾持件18上的夾持焊槍32可完成升降運動和進退運動，滿足焊接待焊接高爐風口6內(nèi)壁的運動需求。

具體的，升降驅(qū)動機構(gòu)，包括：第一電機總成19，第一聯(lián)軸器20，螺桿21，上螺桿導套22和下螺桿導套23。上螺桿導套22固定在立柱17上，下螺桿導套23固定在立柱連接桿15上，螺桿21設(shè)置在上螺桿導套22和下螺桿導套23內(nèi)，第一電機總成19通過第一聯(lián)軸器20連接在螺桿21的下端。從而通過螺桿21的導向作用下，通過第一電機總成19驅(qū)動立柱連接桿15上固定的立柱套板16及立柱套板16上固定的進退驅(qū)動機構(gòu)和焊槍夾持件18沿立柱17升降。

具體的，進退驅(qū)動機構(gòu)包括：齒條24，第二聯(lián)軸器25，第二電機總成26和齒輪27。第二電機總成26固定在立柱套板16上，齒輪27通過第二聯(lián)軸器25與第二電機總成26連接，齒輪27與齒條24咬合，焊槍夾持件18連接在齒條24的一端端部。通過第二電機總成26驅(qū)動齒輪27與齒條24結(jié)構(gòu)的運動、焊槍夾持件18上夾持的焊槍32可隨齒條24一起進退運動。

在立柱套板16上還固定有齒條運動軌道28，齒條24沿著齒條運動軌道28進行運動。

第二電機總成26為伺服電機與減速箱的集成，或為變頻電機與變頻器的集成；同樣的，第一電機總成19為伺服電機與減速箱的集成，或為變頻電機與變頻器的集成。

進一步的，焊接機構(gòu)5還包括：紅外熱像儀29，紅外熱像儀連桿30和紅外熱像儀基座31。紅外熱像儀基座31固定在立柱17上，紅外熱像儀連桿30的一端固定在紅外熱像儀基座31上，紅外熱像儀連桿30的另一端固定紅外熱像儀29。

具體的，紅外熱像儀連桿30包括多根連接桿依次連接并鎖緊，首端的連接桿固定在紅外熱像儀基座31上，紅外熱像儀29固定在末端的連接桿上，從而能夠可通過轉(zhuǎn)動各連接桿實現(xiàn)調(diào)整紅外熱像儀29的姿態(tài)，保證紅外熱像儀29能清晰地拍攝到待焊接高爐風口6的整體溫度情況。

下面，對本實用新型實施例提供的高爐風口內(nèi)壁焊接裝置的裝配步驟及應(yīng)用過程進行舉例說明：

裝配步驟包括：

步驟一、調(diào)整轉(zhuǎn)臺基座9使得轉(zhuǎn)動平臺10的臺面處于水平面，并將緊固基板11放置在轉(zhuǎn)動平臺10的臺面上，使緊固基板11的中心與轉(zhuǎn)動平臺10的中心重合。

步驟二、通過固定壓板13將緊固基板11固定在轉(zhuǎn)臺平臺3上。

步驟三、將待焊接高爐風口5的大端朝下，豎直放置在緊固基板11的內(nèi)孔內(nèi)，同時將緊固螺栓旋緊在緊固基板11的沿圓周方向均勻分布的螺紋孔中。

步驟四、將風口壓環(huán)12沿著待焊接高爐風口6的側(cè)壁套入到緊固螺栓上后用螺母緊固，從而將風口壓環(huán)12與緊固基板11牢牢鎖緊的同時也將待焊接高爐風口6固定在轉(zhuǎn)臺平臺10上，調(diào)整轉(zhuǎn)臺基座9的轉(zhuǎn)動部9-2以調(diào)整轉(zhuǎn)動平臺10的臺面處于豎直面。

步驟四、啟動感應(yīng)加熱裝置3對待焊接高爐風口6進行加熱操作到600℃。

應(yīng)用過程包括如下步驟：通過PLC(Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)控制焊接機構(gòu)5運動，使得焊槍32的頭部位于待焊接高爐風口6的內(nèi)壁前段往里200mm處的焊接起始位置；接著按從里到外的焊接方向進行待焊接高爐風口6內(nèi)壁的強化堆焊過程，其中：每焊完一道，轉(zhuǎn)動平臺10沿順時針方向轉(zhuǎn)動一個固定角度，繼續(xù)進行下一道焊接，直到完成對待焊接高爐風口6內(nèi)壁的堆焊強化過程。

通過上述本實用新型實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

本實用新型實施例提供的高爐風口內(nèi)壁焊接裝置：支撐套環(huán)固定在第一固定基座上，支撐套環(huán)上固定有絕緣隔熱條，在絕緣隔熱條上沿著長度方向間隔固定有多個絕緣隔熱片，感應(yīng)線圈套設(shè)在絕緣隔熱條上，相鄰絕緣隔熱片之間為感應(yīng)線圈的一匝，感應(yīng)加熱器與感應(yīng)線圈連接。從而能夠通過絕緣隔熱條防止感感應(yīng)線圈與待焊接高爐風口的外壁接觸，能夠通過絕緣隔熱片確保了感應(yīng)線圈的相鄰線圈不相互接觸，從而感應(yīng)加熱器加熱待焊接高爐風口時能夠避免引起短路事故，保證了安全對待焊接高爐風口進行加熱。加熱后再通過焊接機構(gòu)對高爐風口的內(nèi)壁強化堆焊，以有效解決了現(xiàn)有電弧熔覆高溫耐磨合金材料工藝應(yīng)用于對高爐風口時加熱時安全性較差的技術(shù)問題，進而高效安全的電弧熔覆高溫耐磨合金材料到高爐風口內(nèi)壁，確保高爐風口的內(nèi)壁良好結(jié)合了耐磨層，進而有利于提高高爐風口的使用壽命。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。