CN102069113A

CN102069113A - 球面热压装置

Info

Publication number: CN102069113A
Application number: CN2010106245339A
Authority: CN
Inventors: 陈超; 王平; 吴荣善; 吴华忠; 易振翔
Original assignee: Pangang Group Metallugical Engineering Technology Co Ltd; Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Metallugical Engineering Technology Co Ltd; Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明提供了一种球面热压装置。球面热压装置包括：机架，具有上横梁；顶压机构，设置在所述机架内，用来提供压力；升降构件，穿过所述机架的上横梁形成，以随着所述顶压构件的伸缩与所述机架之间产生竖直方向的相对滑动；上模，设置在所述顶压机构下方，并与所述顶压机构和所述升降构件连接；下模，设置工作平台上并位于所述顶压机构的下方，所述下模与所述上模隔开预定的距离，其中，所述上模和所述下模能够拆卸，以具有期望的弯曲半径。根据本发明的球面热压装置，结构简单，操作方便，能够制造出具有各种弯曲半径的球面产品。

Description

球面热压装置

技术领域

本发明涉及冶金炼钢设备领域，具体地讲，涉及一种球面热压装置。

背景技术

炼钢转炉作为冶金行业的重要设备，经常在高温(如1800℃)下连续24小时工作，所以一旦因转炉的成型质量发生事故，则会造成严重的损失甚至危及工作人员的安全。因此，对转炉的制造质量有着严格的要求。转炉炉壳的球面段的制造是转炉加工的关键工序，要求具有高的加工精度。通常采用的是铸造压模来制造转炉炉壳的球面段，但是目前这种方法操作难度大，且投资较大。

因此，亟需一种操作简单且制造成本低的装置来制造炼钢转炉的曲面(即，球面段)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单且结构简单的球面热压装置，从而能够制造出具有不同弯曲半径的球面产品。

本发明提供了一种球面热压装置，所述球面热压装置包括：机架，具有上横梁；顶压机构，设置在所述机架内，用来提供压力；升降构件，穿过所述机架的上横梁形成，以随着所述顶压构件的伸缩与所述机架之间产生竖直方向的相对滑动；上模，设置在所述顶压机构下方，并与所述顶压机构和所述升降构件连接；下模，设置工作平台上并位于所述顶压机构的下方，所述下模与所述上模隔开预定的距离，其中，所述上模和所述下模能够拆卸，以具有期望的弯曲半径。

根据本发明，球面热压装置还包括：进料台，位于所述机架的一侧；出料台，与所述进料台相对，并位于所述机架的另一侧。

根据本发明，所述机架为刚性构件，与工作平台刚性连接。所述顶压构件为油压机。所述上模与所述升降构件一体地形成。

根据本发明的球面热压装置，结构简单，操作方便，能够制造出具有各种弯曲半径的球面产品。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的实施例，本发明的上述及其他特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加清楚，其中：

图1是示出了转炉炉壳的结构示意图；

图2是根据本发明的球面热压装置的结构示意图。

具体实施方式

通常，炼钢转炉的炉壳分为五部分：炉帽、上球段、炉身、下球段和炉底。图1是示出了转炉炉壳的结构示意图。如图1所示，转炉炉壳100包括自上而下依次设置的炉帽101、上球段102、炉身103、下球段104和炉底105。上球段102具有半径R1，用来实现炉帽101和炉身103的平滑连接；下球段104具有半径R2，用来实现炉身103和炉底105的平滑连接。在下文中，为了便于描述，将上球段102和下球段104统称为球面段。虽然转炉炉壳的上球段102和下球段104的半径不同，但是上球段102和下球段104的制造方法相同，因此，将以转炉炉壳的下球段为例来描述本发明。

本发明提供了一种球面热压装置。为了便于描述，下面将以制造转炉炉壳的球面段为例对根据本发明的球面热压装置进行详细的描述。图2示出了根据本发明的球面热压装置的结构示意图。

如图2所示，根据本发明的球面热压装置10包括：机架1，具有上横梁(未标出)；顶压机构2，设置在机架1的内部，用来提供压力；升降构件3，穿过机架1的上横梁形成，以随着顶压构件2的伸缩与机架1之间产生竖直方向的相对滑动；上模4，设置在顶压机构2的下方，并与顶压机构2和升降构件3连接；下模5，设置工作平台上并位于顶压机构2的下方，下模5与上模4隔开预定的距离，从而当根据本发明的球面热压装置工作时，加工件放置在上模4和下模5之间而在顶压机构2的作用下被加工成具有预定半径的曲面。

根据本发明，上模4和下模5为一对具有所需成型曲面的凸模和凹模，并且它们的弯曲半径可以根据产品的需要进行调整。具体地讲，为了制造具有预定半径的球面板材，上模4和下模5能够拆卸，从而将上模4和下模5换成具有期望的弯曲半径的模具。顶压机构2在升降构件的引导下对上模4和下模5施加作用力，以将加工件加工成具有期望形状的曲面。

在根据本发明的球面热压装置10中，机架1为刚性构件，并与下模5的位置相对固定。机架1与工作平台(未示出)刚性连接，在顶压机构2输出向下的压力时，机架1承受顶压机构2向上的压力。升降构件3为球面热压装置的导向构件，主要作用是控制顶压机构2在输出压力时的方向垂直向下，同时，在热压前将下模5提升到适当的高度。

根据本发明，顶压机构2为球面热压装置的动力机构，主要作用是输出对上模4的压力，使加工件(例如，热钢坯)产生形变。顶压机构2的上部与机架1的上横梁的下边缘连成一体，顶压机构2的下部与上模4牢固地固定在一起。在本发明的一个实施例中，顶压机构2为油压机。然而，本发明不限于此，可以采用本领域常用的其他装置作为顶压机构。另外，可以在上模4的上表面上布置四个顶压机构，升降构件设置在上模4的中间位置上，使得加工件在顶压机构的作用下被均匀地挤压。

在本发明的一个实施例中，机架1两侧的宽度可以为5000mm～5500mm，高度可以为4230mm～4500mm，长度可以为4500mm～5000mm。然而，本领域技术人员可以根据实际需要来确定机架1的尺寸。

参照图2，根据本发明的球面热压装置10还可以包括：进料台6，位于机架1的一侧；出料台7，与进料台6相对，并位于机架1的另一侧。具体地讲，进料台6和出料台7分别设置在机架1的两侧，将要被加工的加工件放置在进料台6上，然后通过卷扬机放置在上模4和下模5之间，在被加工成曲面板材之后放置在出料台7上。

根据本发明，上模4可以通过螺钉等与升降构件3牢固地结合。在更换上模时，可以卸下螺钉，在更换好具有期望半径的上模4之后，再将上模4与升降构件3牢固地结合在一起。然而，本发明不限于此。在本发明的另一实施例中，上模4可以与升降构件3一体地形成，在更换上模时，可以将上模4连同升降构件3一起卸下而换成具有期望半径的上模4。

因此，根据本发明的球面热压装置可以制造出具有期望弯曲半径的板材，因而可以广泛地应用于厚板、特厚板的曲面加工。因此，根据本发明的球面热压装置，结构简单，且便于使用。

下面将描述利用图2的球面热压装置来制造转炉炉壳的球面段的方法。

在这里，可以采用本领域常用的板坯来制造转炉炉壳的球面段。在本发明的一个实施例中，采用16Mn板坯来制造转炉炉壳的球面段(包括上球段和下球段)。

具体地讲，首先，将用于制造转炉炉壳的上球段的板坯放到加热炉中进行加热。在加热炉加热板坯之前通常要先点火烘炉6小时至8小时，以烘干加热炉内的水分。当加热炉内部的温度升高至1050℃至1150℃时，用推钢机将板坯推至加热炉内。

然后，将板坯加热至所需温度(例如，1160℃至1180℃)时，用卷扬机将红热的板坯拖出置于图2所示的球面热压装置中，即，通过进料台6放置到图2的球面热压装置中的上模4和下模5之间。这里，上模4和下模5为具有半径R1的模具。

接着，启动顶压机构2，在升降构件3的引导下对上模4施加压力以对板坯S1进行压制，从而将板坯S1压制成具有期望弯曲半径R1(其与上模4和下模5的半径相对应)的板材。采用的热压温度优选地为950℃至1050℃。

在这里，需要注意的是，当16Mn板坯表面呈现红色之前应结束加工，然后撤出压力，使板坯缓慢冷却。板坯表面的颜色随温度变化而变化。例如，对于使用16Mn板坯的情形，当板坯的温度从1160℃～1180℃降至860℃～900℃时，其色泽变化在橘红色与暗红色之间；当板坯温度为950℃～1050℃时，板坯呈暗红色，其内部组织为奥氏体和少量的铁素体，此时应撤出压力，使板坯缓慢冷却。对此，本领域技术人员可以根据实际加工的板坯钢种基于板坯的加热温度和表面颜色变化来确定板坯的内部组织，以获得具有期望金相组织的钢材。

接下来，将所得料切割成期望的长度，成形后制作坡口并进行组装，从而得到转炉炉壳的上球段。

将上模4和下模5换成预先制好的具有半径R2的模具，然后采用上制造上球段的方法相同的方法来制造转炉炉壳的下球段。这样，就可以方便地制造出转炉炉壳的球面段。

在本发明中，加热炉对板坯进行加热的温度为金属再结晶温度以上的温度，在该温度区间板坯具有较大量的塑性流动，变形抗力较低，球面热压装置进行热压所需的压力较小，加工成本较低，有利于推广使用。通过热压可以改变金属组织，提高金属性能。具体地讲，板坯内原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变了原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠。经热压变形后，金属是纤维组织。如果加热温度不在预定范围，金属的塑性低、变形抗力较大，热压所需压力较大，极端条件下，板坯可能开裂，加工成本增大，不利于推广使用。

虽然在上面的示例中仅示出了利用本发明的球面热压装置10来制造转炉炉壳的球面段，但是本领域技术人员可以理解，根据本发明的球面热压装置10可以通过调整上模4和下模5的弯曲半径来制造具有期望曲率的曲面或球面产品。在这里需要指出的是，这里使用的“球面”一词应在广义的意义上来理解，即，不一定是球体的一部分，只要是具有一定弯曲半径的曲面即可。

因此，根据本发明的球面热压装置，操作难度小，并且可以有效地控制球面的弯曲半径。采用根据本发明的球面热压装置制造的曲面板材，可以在较大范围内产生较好的经济效益和社会效益。

尽管对本发明的一些实施例进行了描述，但是本发明不应理解为局限于这些示例性实施例，在本发明的精神和范围内，本领域普通技术人员可以做出各种变化和修改。

Claims

1.一种球面热压装置，其特征在于所述球面热压装置包括：

机架，具有上横梁；

顶压机构，设置在所述机架内，用来提供压力；

升降构件，穿过所述机架的上横梁形成，以随着所述顶压构件的伸缩与所述机架之间产生竖直方向的相对滑动；

上模，设置在所述顶压机构下方，并与所述顶压机构和所述升降构件连接；

下模，设置工作平台上并位于所述顶压机构的下方，所述下模与所述上模隔开预定的距离，

其中，所述上模和所述下模能够拆卸，以具有期望的弯曲半径。

2.如权利要求1所述的球面热压装置，其特征在于所述球面热压装置还包括：

进料台，位于所述机架的一侧；

出料台，与所述进料台相对，并位于所述机架的另一侧。

3.如权利要求1所述的球面热压装置，其特征在于所述机架为刚性构件，与工作平台刚性连接。

4.如权利要求1所述的球面热压装置，其特征在于所述顶压构件为油压机。

5.如权利要求1所述的球面热压装置，其特征在于所述上模与所述升降构件一体地形成。