CN104321446A - 用于倾动式氧气转炉的悬挂装置和设有该悬挂装置的转炉 - Google Patents

Abstract

一种用于转炉的悬挂装置(8)，包括：中心结构(8’)，其适于固定到转炉(1)的容器(2)；第一横向结构(29)，其布置在中心结构的第一侧并适于固定到容器的支撑环(3)的第一表面(10、11)；第二横向结构(28)，其布置在所述中心结构的第二侧并适于固定到表面(10、11)，其中提供了两个楔形元件(15、15’)，每个元件设置在中心结构和相应的横向结构之间并配置成使得在分别连接到中心结构和相应的横向结构的滑动表面(23、24、24’)上滑动，其中每个楔形元件被连接到的至少一根拉杠(16、16’)穿过，且其中提供了弹性构件(17)，该弹性构件(17)与所述一根拉杠相关联或是其固有的，并配置成保持楔形元件的楔入。

Description

用于倾动式氧气转炉的悬挂装置和设有该悬挂装置的转炉

技术领域

本发明涉及用于倾动式氧气转炉容器的悬挂装置和设置有将容器连接至支撑环的至少一对此类悬挂装置的转炉。

背景技术

氧气转炉的主要目标是将高炉中产生的铸铁转化成原始液态钢，该原始液态钢随后可以在二级钢生产部门中被精炼。

也被称为B.O.F.(碱性氧气炉)的氧气转炉的主要功用在于脱碳并从铸铁去除磷，并且优化钢的温度，使得可以在以钢的最小加热和冷却来铸造之前实现进一步处理。

在转炉中发生的放热氧化反应产生大量的热能，大于为了达到钢的确定的温度(established temperature)所需要的热能。该额外的热用于熔炼含铁材料废料和/或添加物。B.O.F.实质上是熔炉，且因此易受热膨胀。

转炉由容器组成，该容器界定了反应器并具有大体圆柱形形状，由环绕容器并与其合适地隔开的耳轴环(trunnion ring)支撑，设置有两个直径上相对的支撑销或耳轴，全部都由锚固到地面的两个支撑件支撑。容器的旋转控制件安装到耳轴中的一个上。

WO9525818中描述了属于现有技术的氧气转炉实例。容器借助于外支撑环和多个悬挂装置支撑，每个悬挂装置具有焊接到容器的第一结构和栓接到支撑环上的第二T形结构。允许在装配步骤中调节该两个结构的垫片(shim)可被设置在焊接到容器的结构和固定到环的T形结构之间的接口处。

在悬挂装置的所述两个结构之间的水平面上产生运动，考虑到转炉在其垂直位置上具有面向上的口，因为容器和支撑环的热膨胀(由于炉内产生的高温)以及因此连接到其的相应结构的热膨胀，所以所述运动引起间隙的产生，或在两个结构之间压缩的情况下，由于超量压力引起零件的超负荷。

如果两个结构之间产生间隙，则容器变得相对于支撑环移动，因此变得不稳定(特别是在其旋转期间)，悬挂装置的结构一个支撑在转炉另一侧上的另一个上，造成整个结构上的脉冲负荷并造成由因内部反生的反应出现的晃动引起的振动。

相反，在冷却期间垫片或容器中的成为永久性的变形可发生在两个结构之间压缩的情况下。

US3653648中公开的另外的转炉由外支撑环和多个悬挂装置支撑，每个悬挂装置具有固定到容器的第一锚固部和直接固定到支撑环的第二锚固部。在转炉的装配步骤期间借助于螺丝交替固定的、在转炉的装配步骤期间专门地允许悬挂装置的调整的楔形垫片设置在两个锚固部之间的接口处。此外，在这种情况下，发生在整个结构中的脉冲负荷和因内部发生的反应出现的晃动造成的振动一起使垫片或容器的变形在冷却之后变成是永久性的。

容器和支撑环之间的定心也是重要的，以适当地允许由于在转化过程中达到的高温造成的容器的变形或热膨胀。

因此，感到需要制造允许克服前述缺点的用于倾动式转炉容器的悬挂装置和相应的倾动式转炉。

发明内容

本发明的主要范围是制造用于倾动式转炉容器的悬挂和定心装置，其将所述容器连接到它的支撑环，这不仅允许补偿热膨胀来避免容器、支撑环和相应的滑瓦之间产生间隙，而且允许避免在固定到容器的装置的部分和固定到支撑环的装置的部分之间的接口区内的超负荷。

本发明的另一个目的是制造倾动式转炉，其中包括水平和垂直悬挂装置的容器悬挂系统能够在转炉的所有操作步骤期间保持精确的定心而不存在容器和支撑环之间的间隙。

本发明另外的目的是制造转炉，其中悬挂系统可吸收由熔炼过程导致的振动。

因此，本发明建议通过制造用于倾动式转炉的悬挂装置来实现以上目的，该悬挂装置根据权利要求1所述，包括：中心结构，其适于固定到转炉的容器；第一横向结构，其布置在所述中心结构的第一侧并适于固定到容器的支撑环的第一表面；第二横向结构，其布置在所述中心结构的与所述第一侧相对的第二侧，并适于固定到支撑环的所述第一表面；其中提供了两个楔形元件，每个楔形元件布置在中心结构和相应的横向结构之间并配置成使得分别在中心结构和相应的横向结构的两个滑动表面上滑动；其中每个楔形元件被与其连接的至少一根拉杠(tie-rod)穿过；并且其中与所述至少一根拉杠相关联的弹性构件或其中具有其固有弹性的所述至少一根拉杠被配置成产生楔形元件的恒定楔入，据此，当悬挂装置安装到容器和支撑环时，随着中心结构和横向结构之间产生的膨胀在转炉的操作期间变化而发生悬挂装置的自动调节。

本发明的另一个方面涉及倾动式转炉，该倾动式转炉根据权利要求11所述，包括：容器，其界定第一轴线X；支撑环，其与容器同轴并与所述容器隔开，设置有两个直径上相对的支撑销，该支撑销界定正交于第一轴线X的第二轴线Y，适于允许转炉围绕所述第二轴线旋转；悬挂装置，其将所述容器连接到所述支撑环；其中设置有第一悬挂装置，该第一悬挂装置包括平行于第一轴线X布置的弹性杆组，所述杆组布置成沿所述支撑环彼此基本上等距隔开；其中设置有根据权利要求1所述的至少一对第二悬挂装置，其中中心结构固定到容器，第一横向结构固定到支撑环的第一表面，且第二横向结构固定到所述第一表面，所述第二悬挂装置各自在相应的耳轴处且横向于第一平面X-Y布置。

本发明的主题的悬挂装置设计成向转炉提供水平支撑，即，当转炉采取出钢位置(图9)时支撑负荷。这样的水平悬挂装置具有由于楔形元件的存在而补偿膨胀的创新性结构，这些楔形元件通常保持由至少一根相应的拉杠和弹簧压缩，使得这些楔形元件能够在滑动表面或与固定到容器的装置的部分和固定到支撑环的部分分别相关联的引导块上滑动，向着支撑环前进以占据可能的间隙，或在悬挂装置的所述部分过量压缩负荷的情况下向后，在固定到环的部分和固定到容器的部分之间留下空间。

以该方式，当本发明的悬挂装置安装在容器和支撑环上时，随着转炉操作期间在装置的中心结构和横向结构之间(即，转炉和支撑环之间)产生的膨胀变化，悬挂装置被自动调节。

在本发明的悬挂装置的第一有利实施方式中，楔形元件借助于穿过整个支撑环的至少一根相应的拉杠保持楔入，即保持压缩。考虑到转炉的垂直配置，即，其中转炉的口面向上，拉杠的第一端部被约束到设置在支撑环之下(图1)或之上(图3和图4)的楔形元件，而设置有容纳弹性构件的壳体的拉杠的第二端部布置在支撑环之上(图1)或之下(图3和图4)。该装置配置成使得在装配步骤期间适当预加负荷的弹性构件在拉杠的第二端部上工作，作为结果，引起相应的楔形元件的滑动(如果在容器和支撑环之间产生间隙的话)。

在本发明的悬挂装置的第二有利实施方式中，每根拉杠在其第一端部处一体地固定到悬挂装置的相应的横向结构，且弹性构件被约束到拉杠的第二端部并定位于设置在楔形元件的凹陷中的壳体中，据此，弹性构件直接作用在楔形元件上，引起其滑动和楔入(如果容器和支撑环之间产生间隙的话)。

优选地，本发明的每个悬挂装置提供有两个楔形元件，固定到容器的结构和固定到环的结构之间的每个接口处一个，每个楔形元件被两根拉杠穿过。

倾动式转炉的优选的但不是排他性的实施方式包括：

-根据本发明的至少两个悬挂装置，用于转炉的水平支撑，每个悬挂装置靠近相应的支撑销布置在支撑环之上或之下；

-和四组弹性杆，其以端部固定配置(fixed-end configuration)设置，以垂直地支撑转炉，即，当转炉具有带面向上或面向下的口的容器时。

可提供转炉的变体，包括：

-根据本发明的四个悬挂装置，用于转炉的水平支撑；第一对这样的装置布置在支撑环之上且第二对布置在所述环之下；

-和四组弹性杆，其设置为端部固定配置以垂直地支撑转炉。

弹性杆组包含二至六根可变数目的杆，优选四根。

作为整体获得的转炉的结构是紧凑的、牢固的且可适应于熔炉或转炉的工作条件。

弹性构件为例如贝氏垫圈(Belleville washer)，其使机械张力在存在热应力的情况下也保持恒定，并且允许即使在非常小的空间内也减轻高的力。蜗卷弹簧、具有圆形或方形截面丝的螺旋弹簧或适于此目的的任何其他类型的弹簧可以可替代使用。

在本发明的所有实施方式中，替代弹簧，弹性构件可由穿过楔形元件的相同的拉杠构成。在这些情况下，拉杠本身的弹性使机械张力在存在热应力的情况下也保持恒定，并且即使在非常小的空间内也允许减轻高的力。拉杠的弹性因此保持楔形元件的楔入，即，产生所述楔形元件的恒定楔入以维持它们是压缩的。

特别地，本发明的目的，转炉的悬挂装置具有以下优点：

-其允许容易地吸收容器的热膨胀；

-其有效地吸收在氧气吹进容器期间产生的振动，作为间隙的恒定补偿的优点；

-其有效地吸收在开始和结束容器旋转时由容器的惯性产生的力；

-其保持容器在所有倾斜条件下以高精确度相对于支撑环定心；

-其装配极简单；

-其甚至允许结构的无规律膨胀而不引起机械零件的超负荷。

容器和支撑环之间的极好的定心允许由在转化工艺期间达到的高温导致的容器的热膨胀而在容器和支撑环之间没有任何干涉。

转炉的悬挂装置，本发明的目的，另外允许满足所有转炉的普遍要求，即，包括突起的转炉的整个结构必须配置成使得被内接在球体内(图1)，该球体的半径通过包括转炉的工厂的布局需要而确定。

从属权利要求描述了本发明的优选的实施方式。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将参考附图通过非限制性实例示出的悬挂装置和倾动式转炉的优选但不排他的实施方式的详细描述变得更清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明的氧气转炉的第一实施方式的侧视图，氧气转炉处于垂直熔炼位置，其中水平悬挂装置设置在支撑环之下；

图2a示出了根据本发明的悬挂装置的第一实施方式的底部剖视图；

图2b示出了图2a中的悬挂装置的侧剖视图；

图2c示出了图2a中的一部分的放大图；

图2d示出了图1中的部分C的放大剖视图；

图3示出了图1中的转炉的变体的俯视图，其中水平悬挂装置设置在支撑环之上；

图4示出了图3中的转炉的局部侧剖视图；

图4a示出了图4中的第一部分的放大剖视图；

图4b示出了图4中的第二部分的放大剖视图；

图5示出了根据本发明的转炉的部件的分解透视图；

图6和图7分别示出了图5的部件的一些元件的侧分解视图以及分解透视图；

图8示出了图1中的转炉在装载铸铁和废料的第一操作位置上；

图9示出了图1中的转炉在第二操作出钢位置上；

图10示出了图1中的转炉在第三操作卸渣位置上；

图11示出了根据本发明的氧气转炉的第二实施方式的侧视图，氧气转炉处于垂直熔炼位置；

图12示出了图11中的转炉的底视图；

图13a是根据本发明的悬挂装置的第二实施方式的底部局部剖视图；

图13b示出了图13a中的悬挂装置的局部侧剖视图；

图14示出了图13b中的装置的一部分的放大剖视图；

图14a示出了沿图14中的平面A-A截取的该装置的部分的剖视图；

图14b示出了沿图14a中示出的平面B-B截取的该部分的剖视图。

附图中相同参考数字标识相同的元件。

具体实施方式

图1至图10示出了倾动式转炉，总体以参考数字1表示，包括用于转炉的水平支撑的悬挂装置的第一实施方式，本发明的目的。

这样的转炉1包括：

-容器或箱2，其界定轴线X，设置有废料和液态铸铁的装载口4并设置有在转化过程的最后获得的液态钢的横向出钢孔5；

-支撑环3，其用于支撑容器2，所述环3与容器2同轴地并且合适地与其隔开来布置；

-所述支撑环3的两个支撑销或倾动销6，称为耳轴，直径上彼此相对地布置并界定了正交于轴线X的轴线Y，其中所述支撑销6中的至少一个连接到倾动式机构(未示出)；

-悬挂装置7、8，其将容器2连接到支撑环3，并且该悬挂装置7、8也实现容器和环之间的定心功能。

标识了平面X-Z和可被认为是转炉的“赤道”的平面Y-Z，这两个平面均正交于平面X-Y，将另外的轴线Z界定为正交于平面X-Y并穿过轴线X和Y的交点的轴线。

在图1和图4的非限制性实例中，容器2包括圆柱形中心区20和两个截锥形区(conical frustum-shaped zone)21、22，每个截锥形区布置在所述圆柱形中心区附近。第一截锥形区21在一端焊接到所述圆柱形中心区20，同时在另一端包括容器的装载口4。在相对于第一截锥形区21的相对侧上，第二截锥形区22在一端焊接到所述圆柱形中心区20，同时另一端包括容器2的底部2’。

容器的其他实例在所述第二区中可具有除了截锥之外的形状，例如，球形碗的形状或其它合适的几何形状。

布置在容器2的中心区20处的支撑环3是中空的并优选地具有矩形横截面。环3具有：第一表面10，其面向容器的包含装载口4的部分；第二表面11，其与表面10相对、面向容器2的包含其底部2’的部分；第三内表面，其面向容器的中心部分；第四外表面，其与内表面相对。

有利地，根据本发明的第一变体，转炉1设置有设计成用于水平支撑转炉的至少两个悬挂装置8。

这样的悬挂装置8包括：

-中心结构8’，其例如通过焊接固定到转炉1的容器2，

-第一横向结构28，其布置在所述中心结构8’的第一侧，并且例如通过焊接固定到容器的支撑环3的第一表面10(图3和图4)或11(图1)上，

-第二横向结构29，其布置在所述中心结构8’的与第一侧相对的第二侧，并且例如通过焊接固定到支撑环3的所述第一表面10(图3和图4)或11(图1)。

横向结构28和29相对于中心结构8’基本上对称地布置。

有利地，提供了两个楔形元件15(或简称为楔形物15)，每个楔形物15布置在中心结构8’和相应的横向结构28、29之间并配置成使得能够在分别连接到中心结构8’和相应的侧向结构28、29的滑动表面23、24上滑动。

具有基本上球形碗状、相互邻近且接合的表面的一对隔片(spacer)71、72设置在中心结构8’和每个楔形物15之间(图2c)。内隔片71例如借助于销73一体地固定到中心结构8’的侧面75。外隔片72自由地布置在内隔片71和楔形物15的表面之间，并且以其关于平面X-Y的最外平坦表面界定用于楔形物15的第一表面26的滑动表面23，楔形物15的第一表面26平行于中心结构8’的侧面75。隔片72的最内表面具有凹面形状并与隔片71的凸状的最外表面完全相配。在装配步骤期间，这样的隔片72被锁定在隔片71和楔形物15之间，并且在球形碗状表面之间联接，保持该位置且不允许隔片72从其位置脱离。

特别地，所述滑动表面23允许楔形物滑动并吸收容器2的膨胀。隔片71和72的球形碗状接合表面的联接相反地允许吸收容器的运动，该运动可导致容器相对于环的转向。

例如，借助于螺丝一体地固定到横向结构29的另外的隔片74设置在横向结构29和每个楔形物15(图2c)之间，并且以其关于平面X-Y的最内平坦表面界定用于楔形物15的第二表面27的滑动表面24，该第二表面27以预定的角度α相对于所述第一表面26倾斜，角度α优选地包括在10°和20°之间，优选地等于约15°。

特别地，楔形物15的面对滑动表面24的表面27由侧突起25定界，侧突起25侧向地定界隔片74，使得所述隔片74充当楔形物滑动的导引器。

有利地，每个楔形物15被连接到其的至少一根拉杠16穿过，优选地两根拉杠16，如图2b中所示，拉杠16界定了其基本上与轴线X平行的纵向轴线。拉杠16沿与轴线X平行的方向完全穿过楔形物15。

在装配步骤期间，拉杠16的第一端部例如借助于垫圈和紧固螺母被约束到楔形物15，并且拉杠16具有预定的纵向延伸量，使得它们也穿过整个支撑环3。

拉杠16的第二端部实际上在支撑环3的外部接近其与第一表面10(图4)或11(图1)相对的第二表面11(图4)或10(图1和图2d)布置。

在所述第一实施方式的第一变体中，拉杠16的所述第二端部由容纳弹性构件17的圆柱形壳体18围绕，在装配步骤期间借助于紧固螺母72适当地预加载。壳体18用其基座固定到环3的表面10(图1)或11(图4)。

拉杠的所述第二端部穿过壳体18和容纳在其中的弹性构件两者。提供了壳体18的移动封板(mobile closing plate)19，移动封板19布置在弹性构件17和拉杠的第二端部的紧固螺母76之间，据此，当在悬挂装置8的中心结构8’和横向结构28、29之间产生间隙时，在装配步骤期间预加负荷的弹性构件17通过在板19上作用而延伸，允许拉杠16平移且因而允许楔形元件15沿第一方向朝着环3滑动。

在另一方面，当横向结构28、29中的一个和中心结构8’之间产生压缩超负荷时，楔形物15且因此拉杠16将趋向在与所述第一方向相反的第二方向上滑动，并且板19将把弹性构件17压入壳体18内。弹性构件17包括，例如，贝氏垫圈或蜗卷弹簧或具有圆形或方形截面丝的螺旋弹簧或适合于使机械张力在热应力存在的情况下也保持恒定并且在非常小的空间内允许减轻大的力的任何其它类型的弹簧。

悬挂装置8的楔形物15因此保持被压缩，据此，随着在转炉操作期间在中心结构8’和横向结构28、29之间，即，容器2和支撑环3之间产生的膨胀变化，悬挂装置被自动调节。

在所述第一实施方式的第二变体中，保持悬挂装置8的楔形物15被压缩的弹性构件不包括弹簧而是替代地由穿过楔形物15的拉杠16自身界定。在这些情况下，拉杠本身的弹性使机械张力在热应力存在的情况下也保持恒定，并且即使在非常小的空间内也允许减轻高的力。拉杠16的弹性因此保持楔形元件是压缩的。

图11至图14示出了倾动式转炉，总体以参考数字1’表示，包括用于转炉的水平支撑的悬挂装置的第二实施方式，本发明的目的。

这样的转炉1’包括以上描述的转炉1的所有特征，除了转炉2的包含容器底部的区22’是球形碗状的且不是截锥形的事实。同样在这种情况下，容器的区22’可以可选地具有任何合适的几何形状。

有利地，根据本发明的第二变体，转炉1’设置有设计用于水平支撑转炉的至少两个悬挂装置8。

这样的悬挂装置8包括：

-中心结构8’，其例如通过焊接固定到转炉1的容器2；

-第一横向结构28，其布置在所述中心结构8’的第一侧，并且例如通过焊接固定到容器的支撑环3的第二表面11；

-第二横向结构29，其布置在所述中心结构8’的与第一侧相对的第二侧，并且例如通过焊接固定到环3的所述第二表面11。

横向结构28和29相对于中心结构8’基本上对称地布置。

有利地，提供了两个楔形元件15’(或简称为楔形物15’)，每个楔形物15’布置在中心结构8’和相应的横向结构28、29之间并配置成使得能够在分别连接到中心结构8’和相应的侧向结构28、29的滑动表面23、24’上滑动。

具有基本上球形碗状的、相互邻近且接合的表面的一对隔片71、72设置在中心结构8’和每个楔形物15’之间(图14)。提供给悬挂装置的第一实施方式的描述适用于这些隔片71、72。

同样，在该变体的情况下，滑动表面23特别允许吸收容器2的膨胀。隔片71和72的球形碗状接合表面的联接相反地允许吸收容器的运动，该运动可导致容器相对于环的转向。

例如，借助于螺丝80一体地固定到横向结构29的另外的隔片74’设置在横向结构29和每个楔形物15’(图14)之间，并且以其关于平面X-Y的最内平坦表面界定用于楔形物15’的表面27’的滑动表面24’，表面27’以预定的角度α相对于楔形物15’的在滑动表面23上滑动的表面26倾斜，角度α优选地包括在10°和20°之间，优选地等于约15°。

特别地，楔形物15’的面对滑动表面24’的表面27’由侧突起25’定界，侧突起25’侧向地定界隔片74’，据此，所述隔片74’充当楔形物15’滑动的导引器。

有利地，每个楔形物15’被连接到其的至少一根相应的拉杠16’穿过，优选地两根拉杠16’，如图14a中所示，拉杠16’界定了其基本上与轴线X平行的纵向轴线。拉杠16’在该变体中仅穿过楔形物15’的较大厚度的部分的一个突起81(图14)且不穿过整个楔形物15’。

拉杠16’在其第一端部处以端部固定配置设置在隔片74’内(图14、14a、14b)并因此一体地固定到相应的横向结构28或29。

在所述第二实施方式的第一变体中，弹性构件17连接到拉杠16’的第二端部并定位在设置于楔形物15’的突起81的凹陷中的壳体18’中。弹性构件17在装配步骤期间被预加负荷，并且拉杠的所述第二端部穿过圆柱形壳体18’和容纳在其中的弹性构件17两者。

壳体18’的固定封板19’布置在弹性构件17和拉杠的第二端部的紧固螺母76’之间，据此，被拉杠固定的弹性构件17延伸作用于楔形物15’上，决定了在朝着支撑环3的表面11的第一方向上的滑动。这发生在中心结构8’和悬挂装置8的横向结构28、29之间产生间隙时。

反之亦然，当横向结构28、29中的一个和中心结构8’之间产生压缩超负荷时，楔形物15’将趋向于沿与所述第一方向相反的第二方向滑动，因此将固定板19’上的弹性构件17压入壳体18’内。弹性构件17可包括例如贝氏垫圈或蜗卷弹簧或具有圆形或方形截面丝的螺旋弹簧或适合于使机械张力在热应力存在的情况下也保持恒定并且即使在非常小的空间内也允许减轻大的力的任何其它类型的弹簧。

因此，同样在该第二实施方式中，悬挂装置8的楔形物15’保持被压缩，据此，在转炉操作期间，随着在中心结构8’和横向结构28、29之间，即，容器2和支撑环3之间产生的膨胀变化，悬挂装置在转炉操作期间被自动调节。

在所述第二实施方式的第二变体中，保持悬挂装置8的楔形物15’被压缩的弹性构件不包括弹簧但替代地由穿过楔形物15’的拉杠16’自身界定。在这些情况下，是拉杠本身的弹性使机械张力在热应力存在的情况下也保持恒定，并且即使在非常小的空间内也允许减轻高的力。拉杠16’的弹性因此保持楔形元件是压缩的。

有利地，在是本发明的目的的悬挂装置8的两种实施方式中，由楔形物15、15’界定的角度α大于摩擦角，据此，总存在楔形物的自由滑动，这允许在任何条件下补偿固定到容器的部分和固定到支撑环的那些部分之间的间隙或防止固定到容器的部分和固定到支撑环的那些部分之间的可能压缩超负荷。当转炉转动90°(图9中的位置)时，在所有情况下摩擦的作用是必要的，因为其防止源自容器重量的负荷完全压重在拉杠16、16’和弹性构件17上。

表现出了另外的优点，因为在本发明的转炉中，在其所有实施方式中，用于垂直支撑转炉的悬挂装置7是纵向杆7’，其设置为端部固定配置，且在第一端部处被约束到容器2，并且在第二端部处被约束到支撑环3。杆7’在端部处被锁定以防止相对移动部分的出现，并且，因为没有易受摩损的零件，所以消除或至少显著地减少了维护活动。充当拉杠或支柱的杆7’是可调整的以便补偿杆长度的可能的缺乏一致性，从而在装配期间确保其正确的定位。

所述杆合适地定尺寸，以便作为弹性支撑构件操作以吸收膨胀。

所述纵向杆7’优选地具有圆形截面。然而，可根据杆的设计的纵向延伸量来设置其他截面形状。

杆7’有利地由高合金钢制成，诸如具有高屈服强度的弹簧钢或具有相似弹性性质的其他合适的钢。此外，杆可被热处理(例如根据所使用的钢的类型借助于淬火和回火或固溶热处理)，并且可设置有表面涂层，例如基于镍、铬或另外的合适的元素的表面涂层。所使用的高质量材料不仅允许很好地经受机械应力而且允许很好地经受氧化作用，这在氧气转炉的背景下非常重要。

参考图3和图12，本发明的转炉的有利配置包括：

-四组弹性杆7’，其平行于轴线X并在一组和下一组之间以相等的角距离(90°)布置；

-一对悬挂装置8，所述悬挂装置8中各自在相应的支撑销6处在平行于平面Y-Z的相应的平面上关于平面X-Z对称地布置。

每个悬挂装置8设置在包括在两组弹性杆7’之间的空间内，且靠近环3的第一表面10布置(图3)。可选地，每个悬挂装置8可以接近环的第二表面11布置(图1和图11)。

四组弹性杆7’被布置成使得两对杆7’的组关于平面X-Y互相对称地布置。

转炉的另一种有利配置(未示出)包括两对悬挂装置8，第一对悬挂装置8布置在平面Y-Z的第一侧且第二对悬挂装置8布置在平面Y-Z的第二侧。此外，悬挂装置8关于平面X-Z对称布置。就处于垂直位置的转炉而论，杆7’布置在垂直位置而悬挂装置8布置在水平位置。杆7’正交地穿过平面Y-Z。悬挂装置8相反平行于平面Y-Z并穿过平面X-Y。特别地，当转炉处于垂直或竖直位置时，一对悬挂装置8布置在平面Y-Z的第一侧，即，在平面Y-Z和支撑环3之上；而当转炉处于垂直或竖直位置时，另一对悬挂装置8(未示出)布置在平面Y-Z的第二侧，即，在平面Y-Z和支撑环3之下。

在附图中示出的变体中，每组具有四根杆的四组弹性杆7’互成90°布置以提供均衡平衡，即对于每组弹性杆而言是平衡分布。

在特别高负荷的情况下可增加杆的数量而不是设计将具有较低弹性的更厚的纵向弹性杆。这些组的杆7’也基本上以互成90°布置，以继续提供均衡平衡。更多数量的薄的杆将允许负荷以最优的方式分布，同时保持杆合适的弹性。

所有悬挂装置7、8在平面图中基本上沿周缘布置(图3和图12)。因此，它们基本上沿圆柱体的侧表面布置。

悬挂装置7的弹性杆7’在一端通过锁定到紧固支撑件14而被约束到容器2。它们在另一端代替地通过直接锁定到支撑环3的第一表面10而被约束。该约束件是端部固定配置(端部固定梁)。焊接或栓接到容器2的紧固表面14和环3的第一表面10两者都具有杆7’插入到其中的通孔；这些杆的端部是带螺纹的并且它们借助于以下描述的自对准锁定系统和螺母锁定到支撑件14和环的第一表面10上。弹性杆7’以其至少一端穿过环3的腔，腔任选地在具有定界相应的杆7’的通道的功能的相应的套筒内。有利地，对于每组弹性杆7’，可提供单一紧固支撑件14。

参考图1和图11(转炉在垂直位置上)，弹性杆7’在支撑环3下方，即，在平面Y-Z下方的位置处固定到容器2；同时它们在环3的第一表面10上，即，在平面Y-Z上方直接地固定到环3。

由至少一个倾动式机构致动的两个支撑销6允许转炉围绕轴线Y旋转。

转炉通常借助于支撑销6在一定旋转方向上的旋转而从第一位置移动到第二位置，在第一位置上，转炉在垂直位置上，其中装载口4面向上(图1)，第二位置相对于垂直面40以大约30°倾斜(图8)。在图8中的位置上，铸铁和废料通过口4装载。转炉在装载后回到图1中的第一位置。通过口4引入到容器中的一个或更多喷枪以给定的时间周期吹进氧气，以便急剧地降低碳含量并减小杂质诸如硫和磷的浓度。一旦转化成原液态钢已经完成，转炉借助于支撑销6在所述旋转方向上的旋转从图1中的第一位置移动到第三位置(图9)，第三位置相对于垂直面40倾斜大约90°。在该第三位置上，液态钢通过出钢孔5出钢。

在本发明的所有变体中，如附图所示，由容器2、液态铸铁和废料的重量的总和确定的负荷借助于支撑环3、弹性杆7’、悬挂装置8、倾动销6以及相关的支撑件卸载到地面。

特别地，弹性杆7’和悬挂装置8的配置在容器2的任何倾斜处允许重量被吸收。

对于转炉相对于垂直面的倾斜角度等于0°，弹性杆7’特定地充当拉杠，而对于倾斜角度等于180°，它们仅充当支柱，且对于从0°和180°的不同角度，逐渐充当拉杠和支柱。

一旦清空，如图10中所示，其中装载口4面向下，具有等于180°的倾斜角度的位置提供用于容器的清理操作。

悬挂装置8确保容器的最佳支撑、稳定性和刚性。所述悬挂装置8的主要目的是，当容器倾斜90°时(出钢位置，例如图9)，在横向于轴线Y的方向上支撑容器的重量并且在所有其他条件下支撑负荷部件正交于转炉的轴线X。这些负荷主要由特别允许吸收容器2的膨胀的滑动表面23吸收。

当转炉倾斜90°以用于出钢液态钢的步骤时，悬挂装置8也提供阻止在水平平面上的可能的移动/振荡的功能。

一般来说，弹性杆7’上的负荷逐渐从转炉在垂直位置的最大值变到转炉在水平位置上的零值，而当转炉从水平位置移动到垂直位置时，悬挂装置8上的负荷逐渐地从零变到最大值。

随着转炉围绕轴线Y的旋转而产生的力矩由以上描述的各种实施方式的悬挂装置7和8很好地吸收。隔片71和72的球形碗状接合表面的联接允许吸收容器的运动，该运动可导致容器相对于环的转向。

另外的优点是所有纵向弹性杆7’以端部固定配置被约束，且在两个端部支撑件处设置有创新的自对准锁定系统，用于轴向封闭和不对准的补偿。

由于支撑环3的内表面和外表面以及紧固支撑件14通常都使用低精度加工工具来制造，它们显示具有非常近似的平行度公差和/或形状不规则度的加工误差。由于这个原因，杆7’的端部支撑件的搁置平面可以不是完全地平行的，并因此会聚。

例如，考虑到杆7’的端部(图4a和图4b)，属于支撑环3的第一端部支撑件60(图4a)的外搁置表面(outer resting surface)10和内搁置表面10’可能不完全平行于彼此，导致锁定元件的不连续搁置表面和伴随的间隙，其对拉杠的耐磨性和稳定性有害。是紧固支撑件14的一部分的第二端部支撑件60’(图4b)的外搁置表面40和内搁置表面40’也可显示加工误差或形状不规则度。此外，在端部支撑件60的外表面10和端部支撑件60’的外表面40之间也可存在距离误差。

本发明转炉的悬挂装置7的每根拉杠或支柱包括：

-纵向弹性杆7’，其设置有螺纹端部47、48；

-锁定元件，其将杆的端部锁定到相应的端部支撑件60、60’；

-一对法兰或搁置垫片44、45，其在端部固定拉杠配置中布置在端部支撑件60’处，所述端部支撑件60’介于两个法兰44、45之间。

纵向杆7’(图4a，4b，5)包括中心部分46以及两个横向部分50、51，该中心部分46在一侧上由台肩52定界并在另一侧上由中间螺纹部分49定界，该两个横向部分50、51具有沿轴线X的相互不同的纵向延伸量。

横向部分50布置在螺纹端部47和对应的台肩52之间并具有沿轴线X的纵向延伸量，该纵向延伸量大体等于设置在端部支撑件60(图4a)中的孔70的纵向延伸量。横向部分50的直径比邻近的螺纹端部47的直径小。

横向部分51反而布置在螺纹端部48和所述中间螺纹部分49之间，并且具有沿轴线X的纵向延伸量，该纵向延伸量长于横向部分50的纵向延伸量并稍长于分别设置在相应的端部支撑件60’和两个法兰44、45中的三个孔80、90、90’(图4b)的纵向延伸量的总和。横向部分51的直径比邻近的螺纹端部48和中间螺纹部分49的直径小。

锁定元件在杆7’的每个端部处包括：

-两对隔片42、43和42’、43’，每对隔片有利地具有大体以球形碗的环形部分的形状接合彼此的接合表面53、54和53’、54(图6和图7)；

-以及至少两个紧固螺母41。

在端部固定拉杠配置中，在每一个端部支撑件处设置以下：

-第一对隔片42、43，其布置在相应的端部支撑件的外侧，

-第二对隔片42’、43’，其布置在相应的端部支撑件的内侧。

有利地，第一对隔片和对应的第二对隔片相对于介入的端部支撑件对称地布置，并且第一对隔片的该对接合表面53、54的半径等于第二对隔片的该对接合表面53’、54’的球形碗半径，在所有情况下，所述对的接合表面布置在不同的球形表面上。每根纵向弹性杆7’借助于创新的锁定系统夹紧(非球形接合)到两个端部支撑件以用于轴向封闭和不对准的补偿。

所述至少两个紧固螺母41在外部紧固到第一对隔片42、43，即，外部的该对隔片上。

特别地，参考图4a和图5，弹性杆7’的夹紧锁定系统在杆的螺纹端部47和48(图4a)中的每个处包括：

-外部紧固螺母41，例如以最小数量两个被紧固到杆7’的螺纹端部14；

-第一外部对隔片或垫圈42、43，布置在所述两个紧固螺母41和端部支撑件60的外表面10之间；每个隔片42、43设置有相应的孔61、62以用于使杆的螺纹端部47穿过，隔片43具有球形碗的环形部分的表面53，该表面53接合到设置在隔片42中的对应的表面54(图6和图7)；

-第二内部对隔片或垫圈42’、43’，布置在杆7’的台肩52和端部支撑件60的内表面10’之间；每个隔片42’、43’设置有相应的孔61’、62’以用于使杆的螺纹端部47穿过，隔片43’具有球形碗的环形部分的表面53’，该表面53’接合到设置在隔片42’中的对应的表面54’(图6和图7)；

第一端部支撑件60设置有用于使杆的相应的端部穿过的孔70(图4a)。

参考图4a、5、6和7，隔片42’以其平坦表面55’搁置在台肩52上，同时隔片43’以其平坦表面56’搁置在端部支撑件60的内表面10’上。隔片43以其平坦表面56搁置在端部支撑件60的外表面10上，同时隔片42的平坦表面55由紧固螺母41压紧。

通过将螺栓41紧固到杆7’的螺纹端部47上，隔片43’、42’的接合表面53’、54’和隔片43、42的接合表面53、54将分别实现彼此完全接触，同时，平坦表面56、56’适合于端部支撑件60的相应的表面10、10’的形状。

有利地，该夹紧锁定解决方法允许表面10、10’的不对准误差借助于在接合的球形碗状表面之间的滑动而被补偿。两对接合表面的球形碗形状的半径是相同的，但中心是不同的，即，该两个球形碗状表面不属于相同的球形表面。因此，该构造的隔片是自对准“锁定接头”，即，接头不能充当球形接头，而是当杆被紧固时必须充当固定接头。

在装配步骤期间，球形碗状接合表面允许旋转，使得这些表面也彼此接合。隔片43、43’的平坦表面56、56’在紧固之后变形，使得所述平坦表面56、56’和搁置表面10、10’之间的接触最大化，以便获得连续搁置。

该锁定系统的使用允许避免高精度机器的使用，并且因此避免较高的生产和管理成本。此外，有利地，该锁定系统允许在其外侧表面中没有任何开口的支撑环的使用，其对在现有技术的球形接头拉杠的情况下接近紧固区从而确定环结构的更高的机械阻抗是必须的。

代替地，参考图4a和图5，弹性杆7’的夹紧锁定系统在杆的螺纹端部48(图4b)处包括：

-外部紧固螺母41，例如以最小数量两个紧固到螺纹端部48上；

-两个法兰44、45或搁置垫片，布置成使得端部支撑件60’布置在所述两个法兰之间；

-第一外部对隔片或垫圈42、43，布置在所述紧固螺母41和外部法兰45之间；每个隔片42、43设置有相应的孔61、62以用于使杆7’的螺纹端部48穿过，隔片43具有球形碗的环形部分表面53，该表面53接合到设置在隔片42中的对应的表面54(图6和图7)；

-第二内部对隔片或垫圈42’、43’，布置在内部法兰44和内部螺母41’之间；每个隔片42、43设置有相应的孔61’、62’以用于使杆7’的螺纹端部48穿过，隔片43’具有球形碗的环形部分表面53’，该表面53’接合到设置在隔片42’中的对应的表面54’；

-内部螺母41’，紧固到中间螺纹部分49上以靠在内部对隔片42’、43’上。

第一法兰45布置在外部对隔片42、43和端部支撑件60’的相应的外表面40之间，并且第二法兰44布置在内部对隔片42’、43’和端部支撑件60’的相应的内表面40’之间。

端部支撑件60’的孔80的直径比端部支撑件60的孔70的直径大。法兰44、45设置有相应的孔90、90’，该孔90、90’具有比孔80的直径小的直径。法兰44和45可由半法兰构成，半法兰借助于例如具有螺母和锁紧螺母的双头螺栓的紧固构件保持与彼此成整体；可选地，外部法兰替代地设置为整体部件。

参考图4b、图6和图7，隔片42’以其平坦表面55’搁置在内部螺母41’上，同时隔片43’以其平坦表面56’搁置在内部法兰44的平坦表面上。隔片43而是以其平坦表面56搁置在外部法兰45的平坦表面上，同时隔片42的平坦表面55由外部紧固螺母41压紧。

通过将螺母41紧固到杆7’的螺纹端部48上并且将内部螺母41’紧固到中间螺纹部分49上，隔片43’、42’的接合表面53’、54’和隔片43、42的接合表面53、54分别实现彼此完全接触，同时，平坦表面56、56’压在法兰44、45上，其将适合于端部支撑件60’的相应表面40、40’的形状。

有利地，在端部固定拉杠配置中，内部紧固螺母41’配置成比从隔片42’朝向杆7’的内部突出的中间螺纹部分49的螺纹的有用部分200的长度L长。这允许避免由于杆本身的易受弯曲的部分的外露螺纹造成的切口应力集中。因此，一旦紧固，内部螺母41’将具有在杆7’向其内部逐渐变细的区域处的外露螺纹。

除了来源于具有以上讨论的球形接合表面的该对隔片的使用的优点，提供完全地可进入的内部螺母41’的事实由于其设置在支撑环3的外部而允许距离误差在与容器成整体的那些搁置表面和与支撑环成整体的那些搁置表面之间被补偿。内部螺母41’因此是调整螺母以补偿这些距离误差并且使结构适合于可在设计中出现的可变的距离。

有利地，界定另外的隔片的法兰44和45的存在允许保持孔80比杆的直径或厚度大得多，因此有利于杆的穿过和其装配到端部支撑件上。以该方式，除了补偿平面度距离误差，端部支撑件60的孔70和端部支撑件60’的孔80之间的对准误差也被补偿。

总的来说，杆到以上描述的端部支撑件的以上描述的锁定系统允许装配的显著简化和定心简单。

Claims (15)

1.一种用于倾动式转炉的悬挂装置(8)，包括：

中心结构(8’)，其适于固定到所述转炉(1)的容器(2)，

第一横向结构(29)，其布置在所述中心结构(8’)的第一侧，并且适于固定到所述容器的支撑环(3)的第一表面，

第二横向结构(28)，其布置在所述中心结构(8’)的与所述第一侧相对的第二侧，并且适于固定到所述支撑环(3)的所述第一表面，

其中提供了两个楔形元件(15、15’)，每个楔形元件(15、15’)布置在所述中心结构(8’)和相应的横向结构(28、29)之间并配置成使得分别在所述中心结构(8’)和相应的横向结构(28、29)的两个滑动表面(23、24、24’)上滑动，

其中，每个楔形元件(15、15’)被连接到其的至少一根拉杠(16、16’)穿过，

并且其中与所述至少一根拉杠(16、16’)相关联的弹性构件(17)或其中具有其固有弹性的所述至少一根拉杠(16、16’)被配置成产生所述楔形元件(15、15’)的恒定楔入，据此，当所述悬挂装置安装到所述容器(2)和所述支撑环(3)时，随着在所述转炉的操作期间中心结构(8’)和横向结构(28、29)之间产生的膨胀改变而发生所述悬挂装置的自动调节。

2.根据权利要求1所述的悬挂装置，其中与所述至少一根拉杠(16、16’)相关联的所述弹性构件(17)放置在所述拉杠(16、16’)的一个端部处。

3.根据权利要求2所述的悬挂装置，其中所述拉杠(16)的第一端部连接到所述楔形元件(15)且所述拉杠(16)具有预定的纵向延伸量，据此，所述拉杠(16)能够穿过所述支撑环(3)并具有第二端部，所述第二端部设置有容纳所述弹性构件(17)的壳体(18)，所述壳体(18)适于在所述支撑环(3)的外部接近与所述第一表面(10、11)相对的其第二表面(11、10)布置。

4.根据权利要求3所述的悬挂装置，其中提供了所述壳体(18)的封板(19)，所述封板(19)布置在所述拉杠(16)的第二端部的紧固螺母(76)和所述弹性构件之间，据此，作用于所述板(19)上的所述弹性构件允许所述拉杠(16)平移且因而允许所述楔形元件(15)滑动。

5.根据权利要求2所述的悬挂装置，其中所述拉杠(16’)在其第一端部处一体地固定到相应的横向结构(28、29)，且所述弹性构件(17)被约束到所述拉杠的第二端部并放置于在所述楔形元件(15’)上制造的壳体(18’)中，据此，所述弹性构件(17)能够直接作用于所述楔形元件(15’)上，从而引起其滑动。

6.根据权利要求5所述的悬挂装置，其中提供了所述壳体(18’)的封板(19)，所述封板(19)布置在所述拉杠(16’)的第二端部的紧固螺母(76’)和所述弹性构件之间。

7.根据权利要求3或5所述的悬挂装置，其中所述拉杠(16、16’)的所述第二端部穿过所述壳体(18、18’)和容纳在其中的所述弹性构件(17)。

8.根据权利要求1或3或5所述的悬挂装置，其中具有相互邻近的、接合的、基本上球形碗状表面的一对隔片(71、72)设置在所述中心结构(8’)和每个楔形元件(15、15’)之间，其中内隔片(71)一体地固定到所述中心结构(8’)，而外隔片(72)介于所述内隔片(71)和所述楔形元件(15、15’)之间，并且以其最外平坦表面界定用于所述楔形元件(15、15’)的第一滑动表面(23)。

9.根据权利要求8所述的悬挂装置，其中另外的隔片(74、74’)设置在所述横向结构(28、29)和每个楔形元件(15、15’)之间，所述另外的隔片一体地固定到相应的横向结构，并以其最内表面界定用于所述楔形元件(15、15’)的第二滑动表面(24、24’)。

10.根据权利要求9所述的悬挂装置，其中所述拉杠(16’)使其第一端部固定在所述另外的隔片(74’)内，并且仅以其第二端部穿过所述楔形元件(15’)的一部分。

11.一种倾动式转炉，包括：

-容器(2)，其界定第一轴线X；

-支撑环(3)，其与所述容器(2)同轴并与所述容器隔开，设置有两个直径上相对的支撑销(6)，所述支撑销(6)界定正交于所述第一轴线X的第二轴线Y，适于允许所述转炉围绕所述第二轴线旋转；

-悬挂装置，其将所述容器(2)连接到所述支撑环(3)；

其中设置有第一悬挂装置(7)，所述第一悬挂装置(7)包括平行于所述第一轴线X布置的弹性杆(7’)的组，所述杆(7’)的组布置成沿所述支撑环(3)彼此基本上等距隔开，

其中设置有至少一对根据权利要求1所述的第二悬挂装置(8)，其中所述中心结构(8’)固定到所述容器(2)，所述第一横向结构(29)固定到所述支撑环(3)的第一表面(10或11)，且所述第二横向结构(28)固定到所述第一表面(10或11)，所述第二悬挂装置(8)各自在相应的支撑销(6)处且横向于第一平面X-Y布置。

12.根据权利要求11所述的转炉，其中所述第二悬挂装置(8)平行于与所述第一轴线X正交的第二平面Y-Z布置，并且关于第三平面X-Z对称布置，其中Z是与所述第一平面X-Y正交且穿过所述第一轴线X和所述第二轴线Y之间的交点的轴线。

13.根据权利要求12所述的转炉，其中提供了四组弹性杆(7’)，并且每个第二悬挂装置(8)布置在两组相应的弹性杆(7’)之间。

14.根据权利要求13所述的转炉，其中提供了两对第二悬挂装置(8)，第一对第二悬挂装置布置在所述第二平面Y-Z的第一侧且第二对第二悬挂装置布置在所述第二平面Y-Z的第二侧。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的转炉，其中所述弹性杆(7’)设置为端部固定配置，在其第一端部处被约束到所述容器(2)且在其第二端部处被约束到所述支撑环(3)，优选地通过锁定到相应的紧固支撑件(14)而被约束到所述容器(2)，且优选地通过直接锁定到所述支撑环(3)的面对所述转炉的装载口(4)的第一表面(10)而被约束到所述支撑环(3)。