1.本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种塞棒更换装置。
背景技术：
2.中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。塞棒是装在盛钢桶内靠升降位移控制水口开闭及钢水流量的耐火材料棒，又称陶塞杆。它由棒芯、袖砖和塞头砖组成。
3.随着异钢种连续浇铸的技术的成熟运用和连铸工艺管理的进步，连铸中间包的寿命要求更高；单中间包连浇寿命已达到100小时以上。此时控流的整体塞棒因为渣线蚀损断棒或棒头蚀损不能对注流速度进行控制，被迫停浇，造成浇铸的中断，从而影响浇铸效率，同时现有对塞棒的更换采用人工更换技术，具有一定的风险。
技术实现要素：
4.本发明提供一种塞棒更换装置，用以解决现有技术中塞棒的更换无法满足中间包连续长时间工作，造成浇铸效率低的缺陷，实现对塞棒进行快速更换，从而满足中间包连续长时间工作，提高浇铸效率，保证更换过程人员安全。
5.本发明提供一种塞棒更换装置，包括：
6.塞棒支架，用于安装塞棒本体，所述塞棒支架能够调节所述塞棒本体与出钢口的距离，所述塞棒支架包括升降套；
7.升降组件，包括至少两组，每组所述升降组件与所述升降套配合，能够使所述塞棒支架升降；
8.锁紧更换组件，包括提升机构和自锁机构，所述提升机构能够使所述自锁机构在张开状态和闭合状态之间切换，在所述张开状态下，所述自锁机构与所述升降套脱离，使所述塞棒支架与所述升降组件配合；在闭合状态下，所述自锁机构与所述升降套锁紧，使所述塞棒支架与所述升降组件脱离；
9.其中，每组所述升降组件对应一组所述锁紧更换组件。
10.根据本发明提供的塞棒更换装置，还包括转动组件，所述转动组件安装在所述升降组件与所述锁紧更换组件之间，所述转动组件能够使所述升降组件和所述塞棒支架相对于所述锁紧更换组件转动。
11.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述升降组件包括第一驱动机构和升降杆，所述第一驱动机构驱动所述升降杆转动，
12.其中，所述升降套与所述升降杆螺纹配合。
13.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述升降套包括自锁限位台和贯穿所述升降套的内孔，所述内孔包括螺纹段和置于所述螺纹段上下的光滑段，
14.其中，所述螺纹段与所述升降杆配合，所述自锁限位台与所述自锁机构配合锁紧。
15.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述自锁机构包括自锁连接杆、自锁释爪和弹
性件，所述弹性件安装在所述自锁释爪之间，用于在所述张开状态下打开所述自锁释爪，所述自锁释爪铰接在所述自锁连接杆上，
16.其中，在所述闭合状态下所述自锁释爪与所述自锁限位台配合锁紧，所述自锁连接杆与所述提升机构连接。
17.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述转动组件包括第二驱动机构和传动机构，所述传动机构的主动件安装在所述第二驱动机构上，所述传动机构的从动件安装在所述升降组件上，
18.其中，所述第二驱动机构驱动所述传动机构带动所述升降组件和所述塞棒支架转动。
19.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述转动组件还包括外套和内套，所述内套与所述外套连接，所述第二驱动机构与所述外套连接，所述升降组件的一端置于所述外套和内套之间，所述升降组件能够相对于所述外套和所述内套转动，
20.其中，所述自锁机构置于所述内套中，并能够相对于所述内套提升和下落。
21.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述提升机构包括齿轴、齿盘、安装座和安装滑套，所述齿轴一端置于所述安装滑套内能够沿所述安装滑套线性运动，另一端与所述自锁机构连接，所述安装座安装在所述安装滑套外壁，所述齿盘铰接在所述安装座上，
22.其中，所述齿盘与所述齿轴啮合，所述齿盘绕所述安装座的铰接点转动，使所述齿盘带动所述自锁机构提升和落下。
23.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述锁紧更换组件包括锁紧壳体，所述锁紧壳体内设置有微调组件，在所述自锁机构与所述升降套锁紧状态下，所述微调组件能够调整所述塞棒本体与出钢孔距离。
24.根据本发明提供的塞棒更换装置，所述锁紧更换组件包括安装壳体和滑辊，所述锁紧壳体置于所述安装壳体内，所述安装壳体与所述锁紧壳体之间设置有所述滑辊，所述滑辊能够使所述锁紧壳体和所述安装壳体滚动接触。
25.本发明提供的塞棒更换装置，通过准备至少两组塞棒更换装置，实现备用塞棒的时刻准备，备用的塞棒通过升降组件悬挂至高处，以减少对空间的占用；需要更换塞棒时，开启提升机构张开自锁机构把受损塞棒通过升降组件提升移出；同时，另一组升降组件将备用塞棒支架落到最低处，开启提升机构张开自锁机构，自锁机构与塞棒支架的升降套配合实现闭合锁紧，使备用塞棒工作，实现塞棒的快速更换，两组塞棒快速切换，无需停注，保证中间包连续浇铸，提高浇铸效率，同时保证人员安全。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明提供的塞棒更换装置的整体结构示意图；
28.图2是本发明提供的塞棒支架的结构示意图；
29.图3是本发明提供的自锁机构与升降套配合状态的剖视图；
30.图4是本发明提供的锁紧更换组件结构示意图；
31.图5是本发明提供的转动组件结构示意图。
32.附图标记：
33.100：塞棒支架；
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101：塞棒本体；
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102：支撑梁；
34.103：安装螺杆；
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104：调节螺杆；
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105：调节螺纹套；
35.106：升降套；
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107：自锁限位台；
36.200：升降组件；
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201：第一驱动机构；
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202：升降杆；
37.203：升降套筒；
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204：滑动槽口；
38.300：转动组件；
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301：旋转齿轮；
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302：驱动齿轮；
39.303：第二驱动机构；
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304：外套；
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305：内套；
40.400：锁紧更换组件；
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401：锁紧壳体；
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402：自锁机构；
41.403：自锁释爪；
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404：自锁连接杆；
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405：滑辊；
42.406：伸缩缸；
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407：伸缩杆；
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408：第一安装座；
43.409：第二安装座；
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410：提升机构；
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411：齿轴；
44.412：齿盘；
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413：安装滑套；
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414：安装座；
45.420：弹性件；
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430：安装壳体；
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500：工作箱体。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.下面结合图1至图5，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。
51.如图1所示本发明提供了一种塞棒更换装置，包括：塞棒支架100、升降组件200和锁紧更换组件400。其中：
52.塞棒支架100，用于安装塞棒本体101，塞棒支架100能够调节塞棒本体101与出钢口的距离，塞棒支架100包括升降套106；具体来说，塞棒支架100可以调节塞棒本体101与升降组件200之间的距离。
53.如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，塞棒支架100包括支撑梁102、安装螺杆103和距离调节机构，其中，支撑梁102一端安装在升降套106上，另一端与安装螺杆103连接；安装螺杆103一端穿过支撑梁102与塞棒本体101连接，另一端与距离调节机构的一端连接，距离调节机构的另一端安装在支撑梁102靠近升降套106的一端，其中距离调节机构的长度可调。安装螺杆103可以沿支撑梁102的长度方向移动，带动塞棒本体101移动，从而调节塞棒本体101与出钢口的距离。可以在安装螺杆103的上下安装紧固螺栓将塞棒本体101固定在支撑梁102的指定位置。
54.例如，在支撑梁102远离升降套106的一端开设有一定长度的开放性安装口，安装螺杆103在安装口内移动从而调节塞棒本体101的位置。此外，距离调节机构包括调节螺杆104和调节螺纹套105，调节螺纹套105一端安装在支撑梁102靠近升降套106的一端，调节螺纹套105的另一端与调节螺杆104螺纹配合，实现伸缩。调节螺杆104的一端连接在安装螺杆103上。调节螺杆104与安装螺杆103可以螺纹连接。
55.升降组件200，包括至少两组，每组升降组件200与升降套106配合，能够使塞棒支架100升降。具体来说，一组升降组件200安装一组塞棒支架100。一组或几组塞棒支架100上的塞棒本体101在中间包中使用，其它组塞棒支架100上的塞棒本体101作为备用。
56.继续参考图2，在本发明的一个实施例中，升降组件200包括第一驱动机构201和升降杆202，第一驱动机构201驱动升降杆202转动，其中，升降套106与升降杆202螺纹配合。也就是说，第一驱动机构201驱动升降杆202转动，从而带动升降套106在升降杆202上线性移动。
57.进一步地，升降组件200包括升降套筒203，升降套筒203的轴向开有滑动槽口204，升降套106穿过滑动槽口204与升降杆202配合，升降杆202置于升降套筒203内，第一驱动机构201置于升降套筒203一端，升降套筒203的另一端与锁紧更换组件400连接。
58.如图3所示，在本发明的另一个实施例中，升降套106包括自锁限位台107和贯穿升降套106的内孔，内孔包括螺纹段和置于螺纹段上下的光滑段，其中，螺纹段与升降杆202配合，自锁限位台107与自锁机构402配合锁紧。
59.具体地，自锁限位台107置于升降套106的下方，内孔贯穿自锁限位台107，其中，内孔的中部开设有螺纹段，用于与升降杆202螺纹配合。内孔的螺纹段的上下为光滑段，光滑段即没有开设螺纹，换句话说，只有在升降杆202穿过内孔上部的光滑段，才能与螺纹段接触。
60.也就是说，在升降套106降到升降杆202的最末端，此时，提升机构410推动自锁机构402上升，从而使自锁机构402张开，与自锁限位台107配合，然后提升机构410将自锁机构402落下，自锁机构402闭合将自锁限位台107锁紧，并将升降套106的螺纹段完全与升降杆
202脱离，进而实现塞棒支架100与升降组件200的脱离。
61.锁紧更换组件400，包括提升机构410和自锁机构402，提升机构410能够使自锁机构402在张开状态和闭合状态切换，在张开状态下，自锁机构402与升降套106脱离，使塞棒支架100与升降组件200配合；在闭合状态下，自锁机构402与升降套106锁紧，使塞棒支架100与升降组件200脱离。其中，每组升降组件200对应一组锁紧更换组件400。
62.具体来说，在需要更换塞棒的工况下，如图1所示，包括至少一组使用中需要更换塞棒本体101的塞棒支架100和至少一组备用的塞棒支架100。其中，需要更换的塞棒本体101的塞棒支架100，在工作状态下升降套106上的自锁限位台107与自锁机构402处于锁紧状态如图3所示。通过提升机构410使自锁机构402张开，自锁机构402张开的同时，自锁机构402上升，将升降套106向上推出。此时，升降套106的螺纹段与升降杆202接触，开启第一驱动机构201，升降杆202与螺纹段配合，使升降套106带动塞棒支架100上升，从而使塞棒支架100与自锁机构402脱离，也就是使塞棒支架100与锁紧更换组件400脱离。
63.同时，备用的塞棒支架100通过第一驱动机构201将升降套106降到升降杆202的最底部。提升机构410使自锁机构402张开，自锁机构402张开的同时，自锁机构402上升，升降套106的自锁限位台107置于自锁机构402中。再次启动提升机构410，提升机构410使自锁机构402闭合，同时带动自锁机构402下落。将升降套106与升降杆202脱离，从而使塞棒支架100与升降组件200脱离，塞棒支架100与锁紧更换组件400结合。
64.如图3和图4所示，在本发明的可选实施例中，自锁机构402包括自锁连接杆404、自锁释爪403和弹性件420，弹性件420安装在自锁释爪403之间，用于在张开状态下打开自锁释爪403，自锁释爪403铰接在自锁连接杆404上，其中，在闭合状态下自锁释爪403与自锁限位台107配合锁紧，自锁连接杆404与提升机构410连接。
65.在本实施例中，包括两个自锁释爪403，两个自锁释爪403之间连接弹性件420，其中，弹性件420可以选择弹簧，自锁连接杆404上设置有铰接杆，两个自锁释爪403铰接在铰接杆的两端。
66.继续参考图4，在本发明的一个实施例中，锁紧更换组件400包括锁紧壳体401，具体来说，锁紧壳体401一端与自锁连接杆404连接，另一端与提升机构410连接。锁紧壳体401内设置有微调组件，在自锁机构402与升降套106锁紧状态下，即自锁释爪403与自锁限位台107锁紧，提升机构410落下的状态下。微调组件能够调整塞棒本体101与出钢孔距离。
67.参考图3和图4所示，在本发明的另一个实施例中，锁紧更换组件400包括安装壳体430和滑辊405，锁紧壳体401置于安装壳体430内，安装壳体430与锁紧壳体401之间设置有滑辊405，滑辊405能够使锁紧壳体401和安装壳体430滚动接触。
68.进一步来说，提升机构410推动锁紧壳体401上升，进而推动自锁机构402上升并使自锁释爪403张开。锁紧壳体401上安装有滑辊405，在锁紧壳体401上升的过程中，锁紧壳体401相对于安装壳体430上移，在滑辊405的作用下，锁紧壳体401相对于安装壳体430滚动。同理，提升机构410带动锁紧壳体401下降，完成自锁释爪403与自锁限位台107锁紧，锁紧壳体401相对于安装壳体430下移，在滑辊405的作用下，锁紧壳体401相对于安装壳体430滚动。
69.针对本发明的微调组件而言，微调组件包括伸缩缸406、第一安装座408和第二安装座409，第一安装座408安装在锁紧壳体401腔内，第二安装座409安装在安装壳体430上，
伸缩缸406的缸体与第一安装座408连接，伸缩缸406的伸缩杆407与第二安装座409连接。在伸缩缸406的伸缩杆407推动下，锁紧壳体401相对于安装壳体430运动，且为相对滚动。例如，锁紧壳体401包括背板，背板与安装壳体430之间设置滑辊405，第一安装座408安装在背板上。在背板靠近提升机构410的一侧开有限位开口，第二安装座409穿过限位开口与伸缩杆407连接。限位开口的高度限制锁紧壳体401与安装壳体430的移动距离。也就限制了微调组件调整塞棒本体101与出钢孔距离的极限。
70.其中，本发明的一些实施例中，安装壳体430安装在中间包的工作箱体500上。
71.如图5所示，在本发明的一个可选实施例中，塞棒更换装置还包括转动组件300，转动组件300安装在升降组件200与锁紧更换组件400之间，转动组件300能够使升降组件200和塞棒支架100相对于锁紧更换组件400转动。便于使处于升降组件200内待更换的塞棒调整角度。转动组件300使塞棒可移植到中间包外侧，改善人工更换塞棒作业环境，可实现塞棒在线烘烤。
72.具体地，在本发明的其它可选实施例中，转动组件300包括第二驱动机构303和传动机构，传动机构的主动件安装在第二驱动机构303上，传动机构的从动件安装在升降组件200上。其中，第二驱动机构303驱动传动机构带动升降组件200和塞棒支架100转动。
73.例如，传动机构可以是齿轮传动、带传动等传动结构。因此主动件可以为旋转齿轮301，从动件为驱动齿轮302，第二驱动机构303可以为减速机。减速机带动旋转齿轮301转动，旋转齿轮301与驱动齿轮302啮合，从而带动驱动齿轮302转动，进一步地带动升降组件200转动。升降组件200带动塞棒支架100旋转，实现角度调节。在本发明的另一个可选实施例中，转动组件300还包括外套304和内套305，内套305与外套304连接，第二驱动机构303与外套304连接，升降组件200的一端置于外套304和内套305之间，升降组件200能够相对于外套304和内套305转动。其中，自锁机构402置于内套305中，并能够相对于内套305提升和下落。
74.进一步地，传动机构的从动件与升降组件200的升降套筒203连接，第二驱动机构303与外套304、内套305连接，外套304和内套305之间为升降套筒203的一端。升降套筒203相对于外套304和内套305转动。例如在升降套筒203与外套304之间设置有轴承。自锁机构402在内套305中上下移动。
75.如图3所示，在张开状态下，提升机构410带动锁紧壳体401上升，从而带动自锁机构402上升，自锁机构402的自锁释爪403被推出内套305，在弹性件420的作用下，自锁释爪403张开，自锁限位台107置于自锁释爪403中。提升机构410再次启动，带动锁紧壳体401下降，从而带动自锁机构402下降，自锁释爪403被拉回到内套305中，自锁释爪403闭合完成自锁释爪403与自锁限位台107的锁紧。
76.针对转动组件300而言，在自锁释爪403与自锁限位台107锁紧的状态，转动组件300不对塞棒支架100进行角度调整。
77.如图4所示，针对本发明的提升机构410来说，在本发明的一个可选实施例中，提升机构410包括齿轴411、齿盘412、安装座414和安装滑套413，齿轴411一端置于安装滑套413内能够沿安装滑套413线性运动，另一端与自锁机构402连接，安装座414安装在安装滑套413外壁，齿盘412铰接在安装座414上。其中，齿盘412与齿轴411啮合，齿盘412绕安装座414的铰接点转动，使齿盘412带动自锁机构402提升和落下。
78.具体来说，齿轴411和齿盘412上开设有相互啮合传动的齿，齿盘412在绕铰接点转动的时候，带动齿轴411向上或向下运动，实现自锁机构402的提升和下落。提升即自锁机构402张开状态，下落即自锁机构402闭合状态。此外，齿轴411的一端与锁紧壳体401连接，锁紧壳体401的与自锁机构402连接，齿轴411的另一端安装在安装滑套413内。安装滑套413连接在安装壳体430上，安装座414一端安装在安装滑套413上，一端与齿盘412铰接。
79.本发明提供的塞棒更换装置，通过准备至少两组塞棒更换装置，实现备用塞棒的时刻准备，备用的塞棒通过升降组件悬挂至高处，以减少对空间的占用；需要更换塞棒时，开启提升机构张开自锁机构把受损塞棒通过升降组件提升移出；同时，另一组升降组件将备用塞棒支架落到最低处，开启提升机构张开自锁机构，自锁机构与塞棒支架的升降套配合实现闭合锁紧，使备用塞棒工作，实现塞棒的快速更换，两组塞棒快速切换，无需停注，保证中间包连续浇铸，提高浇铸效率，同时保证人员安全。
80.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。