[实用新型]高炉开铁口机用复合钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冶金行业中高炉开铁口时使用的钻头，具体是一种高炉开铁口机用复合钻头。

背景技术

炼铁高炉是将铁矿石冶炼为金属铁的重要设备，出铁口位于高炉炉膛最下沿，出铁时用开口机钻通出铁口，按时出尽渣铁是强化高炉冶炼以及炉况顺利和安全生产的可靠保证。

开口机是钻开出铁口的设备，连着钻头的钻杆在开口机的作用下把出铁口打开，钻头的优劣关系到开出铁口的好坏，直接影响出铁、渣量，影响铁口的维护，是高炉生产中的重要设备。

炮泥是堵铁口的耐火材料，由刚玉、碳化硅、焦炭、粘土、焦油等按一定比例调配而成，炮泥封堵铁口后，炉内高温将其由内到外烧结，形成坚硬的泥包，离炉膛越近，烧结硬度越高。随着目前高炉的大型化，冶炼强度越来越高，炮泥使用了更多刚玉、碳化硅等高硬度耐火材料。高炉开口机钻头就是要在烧结好的炮泥上钻凿，当渣铁未出尽时，渣铁会混入炮泥中形成一种炮泥-铁-渣的混合物，尤其坚硬。

在钻杆旋转与冲击的传动下，钻头受到高温环境的扭压、弯曲、磨擦等力的作用，钻凿越深工作条件越恶劣，尤其是临近高炉铁水时，温度达到1000℃～1500℃左右，碰到更硬的炮泥层，交变应力增加，钻头硬度、强度下降，头部、侧部磨损很大，极易破坏报废。

目前我国高炉钻头普遍采用碳钢(40#、45#钢为主)，少数采用中碳合金钢及钨钴系列的硬质合金。其普遍存在的主要问题是耐磨性差、红硬性差导致高温时强度急剧下降。一般需要2个钻头才能钻开铁口，特殊情况下甚至需要4、5个钻头才能钻开，工人的劳动强度大及影响高炉生产效率和安全。

SiC、Al2O3、Si3N4等陶瓷钻头具有高温强度大、耐磨损性能好、热稳定性佳、抗热震和耐化学腐蚀等优良性能，但韧性较差，不能满足出铁口苛刻的工作条件。

且上述金属钻头和陶瓷钻头一经损坏就必须整体更换，不能重复使用，正本较高。

综上所述，金属材质的钻头存在耐磨性差、红硬性差的缺陷；陶瓷材料的钻头存在韧性差、易破损的缺陷。而且两种钻头一经损坏必须整体更换，正本较高。以上两类钻头的缺陷已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种耐磨性好、红硬性好、韧性好、陶瓷刀片利用率高且方便更换的高炉开铁口机用复合钻头。

为实现以上目的，本实用新型提供的一种高炉开铁口机用复合钻头，包括钻头本体，所述钻头本体顶部设置有与其整体成型的钻头座，其特征在于：所述钻头座上开设有定位止口，所述定位止口的止口面紧贴布置有陶瓷刀片，所述陶瓷刀片外侧紧贴布置有刀片压板，所述刀片压板和陶瓷刀片通过贯穿螺栓与钻头座固定相连，所述陶瓷刀片的刀锋突出于定位止口的顶端和刀片压板的顶端。

作为优选方案，所述陶瓷刀片的刀锋斜面与钻头座的顶部斜面倾斜方向相同，且所述陶瓷刀片的刀锋斜面与钻头本体轴线之间的夹角大于钻头座的顶部斜面与钻头本体轴线之间的夹角。这样可以使钻头座的顶部在钻头在炮泥中掘进时不至产生太大阻力。

进一步地，所述陶瓷刀片呈多边形结构，该多边形结构的各边形成有多道刀锋斜面。钻头每次使用时，陶瓷刀片仅有顶部的一个刀锋斜面作为切割面与炮泥接触，当使用至损坏后，可以转动陶瓷刀片至其余任一刀锋斜面朝上，作为新的切割面使用，达到了重复使用，提高陶瓷刀片使用率的目的。

进一步地，所述多边形结构为三角形、四方形、菱形或平行四边形结构。

进一步地，所述陶瓷刀片呈圆盘结构，该圆盘结构的外缘形成有连续或间断的弧形刀锋斜面。连续或间断的弧形刀锋斜面能降低弧形刀锋斜面周围切割面与炮泥的接触面积，增大压强，方便切削炮泥。

进一步地，所述陶瓷刀片为氮化硅刀片、氮化硼刀片或金属陶瓷刀片。这种陶瓷刀片既拥有陶瓷的优良耐磨性，同时又保留了金属的优良韧性，且红硬性好。

更进一步地，所述金属陶瓷刀片的硬度≥80HRA、抗弯强度≥1500Mpa、断裂韧性≥10Mpa·m^1/2。

还进一步地，所述钻头本体顶部设置有多个钻头座，多个钻头座环绕钻头本体顶部外圈均匀布置。钻头座的数目可根据炮泥的厚度与硬度进行调整，炮泥的厚度越大、硬度越大则所需安装的钻头座数目越多。

再进一步地，所述钻头本体内沿轴向开设有冷却通道。冷却通道内根据需要可通冷却水或冷却高压气对陶瓷刀片进行冷却，同时也能对陶瓷刀片附近的炮泥进行软化。