本实用新型涉及一种用于钢水脱氧的铝芯钢球及成型切断设备，属于炼钢材料及设备技术领域。
背景技术：
在钢铁冶炼过程中，纯铝材料是用于钢水脱氧的一种非常好的脱氧材料。但是与钢材相比，铝的密度和熔点都比较低，因此在铝球投入到高温钢水中后很快熔化，铝只能与上层钢水中的氧气进行氧化反应以实现钢水脱氧目的，而对于钢炉底部的钢水无法进行有效脱氧。如果铝球能够沉入到钢包下部，则可以实现对全部钢水进行充分脱氧的目的。为了使铝球沉入到钢包下部，目前的方法是采用钢珠掺入铝球工艺，制成钢砂铝作为脱氧剂投入钢包中，虽可达到一定脱氧效果，但是在出钢加入过程中，钢砂铝穿入钢渣层时，铝很容易与钢渣起反应而消耗一部分，钢砂铝中的铝在没有达到钢包下部即熔化，因此脱氧效果不理想。目前需要解决的问题是：通过改进钢和铝的成型工艺，使得产品既能提高比重又能使铝在通过钢渣层时，不与钢渣接触，就可以充分提高铝的利用率.同时要避免密封容器在高温条件下的不安全性。解决高温钢水中铝球无法沉入钢包下部的技术难题，以达到控制铝球在高温钢水中的熔化时间，实现钢水充分脱氧的目的。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于钢水脱氧的铝芯钢球及成型切断设备，这种铝芯钢球具有较大的重量，可以沉入炉底，对钢水进行充分地脱氧，成型切断设备可以快速方便地制作铝芯钢球，通过控制铝芯钢球的形状和结构来调节铝芯在钢水中的熔化时间，从而控制铝芯钢球沉入钢包的深度,提高铝的利用率,实现最经济的炼钢脱氧合金化任务。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种用于钢水脱氧的铝芯钢球，铝芯钢球的内部为铝芯，铝芯的外部包裹钢外壁，钢外壁上设有露出铝芯的孔。
上述用于钢水脱氧的铝芯钢球，所述铝芯钢球由铝芯钢管切断制作，铝芯钢管由长铝棒和钢外壁组成，铝芯钢管切断后的铝芯钢球相对长铝棒的两端分别有露出铝芯的圆孔。
一种制作铝芯钢球的成型切断设备，它包括切断机，切断机由底座、机架、切断电机、切断减速器、滚子链联轴器、传动大齿轮、切断传动齿轮、偏心驱动轴、杆端轴承连杆、刀架、成型切断刀、导向座、出料斗组成，机架为直立的长方形框架，机架的下端固定在底座的一侧，切断电机和切断减速器固定安装在底座的另一侧，切断减速器通过滚子链联轴器与传动大齿轮相连接，两个切断传动齿轮分别位于传动大齿轮的上方和下方，传动大齿轮分别与两个切断传动齿轮相啮合，两个切断传动齿轮的齿轮轴分别与两个偏心驱动轴相连接，两个偏心驱动轴和传动大齿轮的齿轮轴分别固定安装在机架上，两个偏心驱动轴分别与两个杆端轴承连杆的一端相连接，两个杆端轴承连杆的另一端分别连接刀架，两个刀架的端面在机架的中间位置相对，两个刀架的相对端面分别与成型切断刀的两端相连接，成型切断刀位于机架中部的导向座内，导向座的两侧分别与切断机的物料入口和出料斗相对。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述机架有三面竖立的支撑板，机架的上端和下端分别连接顶面和底面，两个刀架分别与机架的顶面和底面相连接，机架内有垂直的支撑固定板，支撑固定板由框架和钢板焊接组成，支撑固定板的两端分别与机架的顶面和底面焊接连接，两个偏心驱动轴和传动大齿轮的齿轮轴分别固定安装在支撑固定板上，机架中部有水平的支板，导向座固定在支板上。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的支撑固定板的板面上自上而下有三个安装孔，上部和下部的安装孔中分别安装两个偏心驱动轴，中间的安装孔中固定有齿轮安装轴承，两个偏心驱动轴的轴杆分别与两个切断传动齿轮的齿轮轴相连接，传动大齿轮的齿轮轴与中间安装孔的齿轮安装轴承套装。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的偏心驱动轴由套筒、安装法兰、轴承、轴杆、偏心杆组成，套筒的圆周有安装法兰，套筒套在轴杆外周，套筒与轴杆之间安装有轴承，轴杆的前端面上有偏心杆，偏心驱动轴的套筒嵌在支撑固定板的安装孔中，套筒的安装法兰与支撑固定板的板面由螺栓固定连接，偏心驱动轴的轴杆后端与切断传动齿轮的齿轮轴相连接，轴杆前端的偏心杆与杆端轴承连杆相连接。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的杆端轴承连杆由端杆轴承和端杆轴承连杆构成，端杆轴承连杆的两端通过螺纹连接端杆轴承，端杆轴承连接到端杆轴承座。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的机架的顶面和底面上分别有四个平行直立的套管，两个刀架分别由四个平行直立的滑动杆和上端面、下端面组成，两个刀架的滑动杆分别位于机架顶面和底面的套管中，滑动杆与套管为滑动配合，上方刀架的下端面的底面和下方刀架上端面的顶面分别与成型切断刀的两端相连接，上方刀架上端面的底面和下方刀架下端面的表面分别与两个杆端轴承连杆的顶端相连接。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的机架中部固定有水平的支板，支板上有长方形的切刀孔，切刀孔与成型切断刀相对，导向座由两块导向板组成，两块导向板平行相对，两块导向板的中间有上下连通的相对凹槽，凹槽的宽度和深度与成型切断刀的宽度和厚度相匹配，两块导向板的两侧通过螺栓固定连接，一块导向板的下端固定在支板的切刀孔一侧，两块导向板中间的凹槽与切刀孔相对，成型切断刀的两端分别位于凹槽中，成型切断刀与凹槽为滑动配合。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，所述切断机的成型切断刀由两个刀片组成，两个刀片为相同的长方形钢板，两个刀片的上端分别与两个刀架相连接，两个刀片的板面内侧紧密滑动相对，两个刀片钢板的下端分别有相对的切刀刃口，切刀刃口为半个椭圆形，半椭圆形的两侧位于钢板的底边，且与钢板底边为圆弧形连接。
上述制作铝芯钢球的成型切断设备，它还有输送机，铝芯钢管放置在输送机上，输送机的前端与切断机的物料入口相对，输送机由送料机架、送料电机、送料减速器、齿轮、主动辊、从动辊组成，送料机架为钢制长框架，送料电机和送料减速器安装在送料机架的一侧，送料减速器通过齿轮与主动辊相连接，主动辊和从动辊安装的送料机架上，送料机架的前端与切断机的物料入口相对。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种用于钢水脱氧的铝芯钢球及制作铝芯钢球的成型切断设备，铝芯钢球由铝芯钢管切断成型，铝芯钢管切断后的铝芯钢球相对长铝棒的两端分别有露出铝芯的圆孔，钢水可以通过圆孔对铝芯进行熔化；输送机通过可以送料电机和主动辊、从动辊将铝芯钢管送入切断机；切断机的切断电机通过传动大齿轮、切断传动齿轮带动两个偏心驱动轴转动，两个偏心驱动轴通过杆端轴承连杆带动两个刀架和成型切断刀的两个刀片相对运动，对铝芯钢管进行切断。
本实用新型的铝芯钢球具有较大的重量，可以沉入炉底，解决了高温钢水中铝球无法沉入炉底的技术难题，达到控制铝球在高温钢水中的熔化时间，实现钢水充分脱氧的目的。
本实用新型的成型切断设备可以快速方便地制作铝芯钢球，具有结构合理、运行稳定、操作方便、制作容易的优点，可以通过改变成型切断刀的刀片形状来控制铝芯钢球两端开孔的尺寸，调节铝芯在钢水中的熔化时间，从而控制铝芯钢球能够沉入钢包的深度，实现对钢水高效脱氧功能。
附图说明
图1是铝芯钢球的结构示意图；
图2是铝芯钢球的左视图；
图3是铝芯钢管的结构示意图；
图4是输送机和切断机的整体结构示意图；
图5是切断机的结构示意图；
图6是图5的a-a剖视图；
图7是切断机的偏心驱动轴的结构示意图；
图8是切断机的杆端轴承连杆的结构示意图；
图9是切断机的成型切断刀的张开状态示意图；
图10是切断机的成型切断刀的切断状态示意图；
图11是机架的结构示意图。
图中标记如下：铝芯钢球1、铝芯钢管2、铝芯3、钢外壁4、圆孔5、输送机6、送料机架7、送料电机8、送料减速器9、齿轮10、主动辊11、从动辊12、切断机13、底座14、机架15、切断电机16、切断减速器17、滚子链联轴器18、传动大齿轮19、切断传动齿轮20、偏心驱动轴21、杆端轴承连杆22、刀架23、成型切断刀24、导向座25、出料斗26、支撑板27、顶面28、底面29、套管30、支撑固定板31、齿轮安装轴承32、支板33、滑动杆34、上端面35、下端面36、套筒37、安装法兰38、轴承39、轴杆40、偏心杆41、导向板42、螺栓43、刀片44、切刀刃口45。
具体实施方式
本实用新型包括用于钢水脱氧的铝芯钢球及成型切断设备，铝芯钢球具有较大的重量，可以沉入炉底，对钢水进行充分地脱氧。成型切断设备由输送机和切断机组成，可以快速方便地制作铝芯钢球。
图1显示，铝芯钢球1的内部为铝芯3，铝芯3的外部包裹钢外壁4。铝芯钢球1由铝芯钢管2切断制作，铝芯钢管2由长铝棒和钢外壁4组成，钢外壁4为带钢或钢管，带钢包裹在长铝棒的外周，或将铝棒插入钢管中。
图1显示，铝芯钢管2切断后的铝芯钢球2相对长铝棒的两端分别有露出铝芯3的圆孔5，通过调节铝芯钢球1的圆孔5的大小来改变铝芯3与钢水的接触面积，控制铝芯3在钢水中的熔化时间，从而控制铝芯钢球1能够沉入钢炉的深度，实现钢水充分脱氧还原的目的。调节铝芯钢球1的圆孔5的大小可以通过改变成型切断刀24的刀片44和切刀刃口45的形状实现。
图2显示，输送机6由送料机架7、送料电机8、送料减速器9、齿轮10、主动辊11、从动辊12组成。送料机架7为钢制长框架，送料电机8和送料减速器9安装在送料机架7的一侧，送料减速器通过齿轮10与主动辊11相连接，主动辊11和从动辊12安装的送料机架7上，送料机架7的前端与切断机13的物料入口相对。铝芯钢管2放置在输送机6上，送料电机8驱动主动辊11转动，主动辊11和从动辊12将铝芯钢管2送入切断机13进行切断成型。
图2显示，切断机13由底座14、机架15、切断电机16、切断减速器17、滚子链联轴器18、传动大齿轮19、切断传动齿轮20、偏心驱动轴21、杆端轴承连杆22、刀架23、成型切断刀24、导向座25、出料斗26组成。
图2中为了清楚地显示结构，没有显示出机架15的结构，机架15的结构在图3、4、9中显示。
图2、3、4显示，切断机的整体结构是：切断电机16和切断减速器17固定安装在底座14的另一侧，切断减速器17通过滚子链联轴器18与传动大齿轮19相连接，两个切断传动齿轮20分别位于传动大齿轮19的上方和下方，传动大齿轮19分别与两个切断传动齿轮20相啮合，两个切断传动齿轮20的齿轮轴分别与两个偏心驱动轴21相连接，两个偏心驱动轴21和传动大齿轮19的齿轮轴分别固定安装在机架15上，两个偏心驱动轴21分别与两个杆端轴承连杆22的一端相连接，两个杆端轴承连杆22的另一端分别连接刀架23，两个刀架23的端面在机架15的中间位置相对，两个刀架23的相对端面分别与成型切断刀24的两端相连接，成型切断刀24位于机架15中部的导向座25内，导向座25的两侧分别与切断机13的物料入口和出料斗26相对，铝芯钢管2通过导向座25被成型切断刀24切断。
使用时，切断电机16带动传动大齿轮19转动，传动大齿轮19带动两个切断传动齿轮20转动，两个切断传动齿轮20分别通过两个偏心驱动轴21带动两个杆端轴承连杆22往复上下运动，两个杆端轴承连杆22分别带动两个刀架23上下运动，两个刀架23分别与成型切断刀24的两个上下相对的刀片43相连接，两个刀片43上下交错对铝芯钢管2进行切断。
图3、4、9显示，机架15由支撑板27、顶面28、底面29、支撑固定板31、支板33组成。四个支撑板27的上端和下端分别连接顶面28和底面29，机架15内有垂直的支撑固定板31，支撑固定板31由框架和钢板焊接组成，支撑固定板31的两端分别与机架的15顶面28和底面29焊接连接，机架15中部有水平的支板33。在上述结构中，机架15的顶面28和底面29分别与刀架23相连接，两个偏心驱动轴21和传动大齿轮19的齿轮轴分别固定安装在支撑固定板31上，导向座25固定在支板33上，成型切断刀24通过导向座25对铝芯钢管2进行切断。
图3、4显示，切断机13的支撑固定板31的板面上自上而下有三个安装孔，上部和下部的安装孔中分别安装两个偏心驱动轴21，中间的安装孔中固定有齿轮安装轴承32，两个偏心驱动轴21的轴杆分别与两个切断传动齿轮20的齿轮轴相连接，传动大齿轮19的齿轮轴与中间安装孔的齿轮安装轴承32套装。
图5显示，切断机13的偏心驱动轴21由套筒37、安装法兰38、轴承39、轴杆40、偏心杆41组成。套筒37的圆周有安装法兰38，套筒37套在轴杆40外周，套筒37与轴杆40之间安装有轴承39，轴杆40的前端面上有偏心杆41。偏心驱动轴21的套筒37嵌在支撑固定板31的安装孔中，套筒37的安装法兰38与支撑固定板31的板面由螺栓固定连接，偏心驱动轴21的轴杆40后端与切断传动齿轮20的齿轮轴相连接，轴杆40前端的偏心杆41与杆端轴承连杆22相连接。偏心驱动轴21转动时，轴杆40前端的偏心杆41呈偏心转动，带动杆端轴承连杆22形成往复运动，杆端轴承连杆22则带动刀架23进行上下移动，使成型切断刀24对铝芯钢管2进行切断。
图6显示，切断机13的杆端轴承连杆22由jmg60型端杆轴承和端杆轴承连杆构成，端杆轴承连杆的两端通过螺纹连接jmg60端杆轴承，jmg60端杆轴承，连接到端杆轴承座。
图3、4显示，切断机13的机架15的顶面28和底面29上分别有四个平行直立的套管30，两个刀架23分别由四个平行直立的滑动杆34和上端面35、下端面36组成，两个刀架23的滑动杆34分别位于机架15的顶面28和底面29的套管30中，滑动杆34可以带动刀架23在套管30中上下滑动，上方刀架23的下端面36的底面和下方刀架23上端面35的顶面分别与成型切断刀24的两端相连接，上方刀架23上端面35的底面和下方刀架23下端面36的表面分别与两个杆端轴承连杆22的顶端相连接，两个杆端轴承连杆22分别带动两个刀架23进行上下移动。
图1、6、7显示，切断机13的机架15中部的支板33上有长方形的切刀孔，切刀孔与成型切断刀24相对。支板33上的导向座25由两块导向板42组成，两块导向板42平行相对，两块导向板42的中间有上下连通的相对凹槽，凹槽的宽度和深度与成型切断刀24的宽度和厚度相匹配，两块导向板42的两侧通过螺栓43固定连接，一块导向板42的下端固定在支板33的切刀孔一侧，两块导向板42中间的凹槽与切刀孔相对，成型切断刀24的两端分别位于凹槽中，成型切断刀24与凹槽为滑动配合。
图6、7显示，成型切断刀24由两个刀片44组成，两个刀片44为相同的长方形钢板，两个刀片44的上端分别与两个刀架23相连接，两个刀片44的板面内侧紧密滑动相对，两个刀片44钢板的下端分别有相对的切刀刃口45，切刀刃口45为半个椭圆形，半椭圆形的两侧位于刀片44钢板的底边，且与钢板底边为圆弧形连接。
在实际使用中，刀片44可以设计为不同的厚度，切刀刃口45也可以有不同的形状，通过不同厚度和形状的组合可以制作多种刀片44，这些刀片44对铝芯钢管2进行挤压成型和切断时就会形成不同的切断面形状，切断面中心的圆孔5直径也会变化，达到通过调节铝芯钢球1的圆孔5的大小来改变铝芯3与钢水的接触面积，控制铝芯3在钢水中的熔化时间，从而控制铝芯钢球1能够沉入钢炉的深度，实现钢水充分脱氧还原的目的。
本实用新型的使用方法如下：
a.将铝芯钢管2放置到输送机6的送料机架7上，启动送料电机8，送料电机8带动主动辊11和从动辊12转动，主动辊11和从动辊12将铝芯钢管2送入到切断机13的进料口；
b.接通切断机13的380v电源，通过变频器调节控制切断电机16的转速，达到合理的工作速度；
c.切断减速器17的动力输出通过gl12滚子链联轴器18传递给中间的传动大齿轮19，传动大齿轮19带动上下两个切断传动齿轮20同时转动，上下两个切断传动齿轮20分别带动两个偏心驱动轴21转动，偏心驱动轴21的轴杆40前端的偏心杆41带动杆端轴承连杆22形成往复运动，把圆周运动转化为杆端轴承连杆22的上下摆动运动；
d.杆端轴承连杆22带动刀架23进行上下移动，两个刀架23连接的成型切断刀24的两个刀片44随着刀架23进行相对的上下移动；
e.成型切断刀24的两个刀片44在导向座25的作用下作直线上下相对运动，切刀刃口45对铝芯钢管2物料进行挤压成型和切断动作，每个操作动作完成一个铝芯钢球1的制作；
f.制作完成的铝芯钢球1产品通过出料斗26进入物料输送带后运输到指定车间；
g.成型切断刀24完成对铝芯钢管2的挤压成型和切断后，两个刀片44迅速张开，铝芯钢管2通过导向座25进入两个刀片44之间，当铝芯钢管2的长度达到预定长度时，成型切断刀24的两个刀片44再次对铝芯钢管2进行挤压成型和切断，如此循环往复，连续实现铝芯钢球1的制造流程。
本实用新型的一个实施例如下：
铝芯钢球1的直径为40mm，长度为60mm，两端的圆孔5直径为22mm；
铝芯钢管2的铝芯3的直径为34.5±0.5mm，钢外壁4的外径为40mm，内径为37mm；
输送机6的送料机架7的长度为4.3m，高度为1.2m；
送料电机8的型号为szg45-f；
主动辊11和从动辊12的尺寸相同，直径为110mm；
切断机13的底座14的长度为1.5m，高度为400mm；
机架15长度为620mm，宽度600mm，高度为1.4m；
切断电机16的型号为y-280m-6；
滚子链联轴器18的型号为gl12；
传动大齿轮19的直径为460mm，厚度为70mm；
切断传动齿轮20的直径为460mm，厚度为70mm；
偏心驱动轴21的直径为220mm，长度为480mm；
杆端轴承连杆22的直径为90mm，长度为450mm；
刀架23长度为430mm，宽度为300mm，高度为60mm；
成型切断刀24的刀片44的宽度为150mm，高度为246mm，厚度为15mm；
导向座25的导向板42的宽度为200mm，高度为220mm，厚度为110mm。
1.一种用于钢水脱氧的铝芯钢球，其特征在于：铝芯钢球（1）的内部为铝芯（3），铝芯（3）的外部包裹钢外壁（4），钢外壁上设有露出铝芯的孔。
2.根据权利要求1所述的用于钢水脱氧的铝芯钢球，其特征在于：铝芯钢球（1）由铝芯钢管（2）切断制作，铝芯钢管（2）由长铝棒和钢外壁组成，铝芯钢管（2）切断后的铝芯钢球（1）相对长铝棒的两端分别有露出铝芯（3）的圆孔（5）。
技术总结