CN1084569A - 倾动式转炉 - Google Patents

Abstract

一种倾动式转炉含有一个以相隔一定距离环绕 转炉炉身的导环(2)和两个设置在径向上彼此相对的 位置上的承重耳轴(3，4)，转炉炉身(1)分别由导杆 (5，6，7)支承在导环(2)上，每一个导杆设计成一种摆 杆(5，6，7)，它们的两端(8)和(10)分别通过球面轴承 (9)以万向铰接的方式连接到导环(2)和转炉炉身(1) 上。

Description

本发明涉及一种倾动式转炉。这种转炉含有一个导环和两个承重耳轴，上述的导环环绕在转炉炉身的周围、并与其相隔一定距离，上述的两个耳轴设置在径向上彼此相对的位置上，转炉炉身仅仅通过导杆支承在导环上。

这种类型的倾动式转炉已在例如DE-C-2739540和DE-A-2931671中公开过。这些已知的转炉，其炉身通过导杆支承在环绕转炉炉身的导环上，导杆的外形至少有一部分是所谓“三角形导杆”，三角形导杆的意思是：这种导杆的一端通过两个隔开的球面轴承分别铰接到转炉的炉身或导环上，而另一端则通过单个球面轴承铰接到导环或转炉炉身上。

由于这种类型的导杆形状，特别是转炉炉身会产生不可避免的变形，使导杆中形成了意想不到的和不可计算的应力，不仅有拉伸或压缩应力，而且还有弯曲应力。而且，作用在导环和转炉炉身中的力不能精确地确定，结果，导杆便会受到过高的附加应力。

除此之外，由于现有的导杆是设置在导环的上、下两侧，故位于导环上侧的导杆还会受到高的热载荷，而且钢渣的溅射和溢出又会给设备带来进一步的麻烦。因此，在现有的结构中必须对导环上侧的导杆进行防护，这又给检查和维修工作带来了困难。而且，这种在导环的上侧设置导杆的结构也给熔渣保护机构的结构设计带来了不少困难。

本发明旨在避免这些缺点和困难，并提供一种如本文开头所述的那种类型的倾动式转炉，这种转炉所受的作用力可明确确定，特别是转炉炉身和导环发生变形或热膨胀时也如此。以作用在转炉炉身和导环之间的构件的力为参数的导杆的设计应尽可能地简单，导杆应仅在一个方向上受力，即对于转炉的各个倾动位置，导杆的受力方向均一致。此外，各个受力构件应受到保护，使其不会受到不规程的炼钢操作的影响而且不要求特殊的结构措施。

本发明的这一目的是通过将每一导杆设计成一种摆杆来实现的，这种摆杆的两端分别通过一个球面轴承以一种万向铰接的方式与转炉炉身和导环相连接，而且它们仅仅设置在导环的下侧的不同位置上，并使转炉炉身处于直立的位置。

转炉炉身正确而静定地安装在导环上，其特征在于至少设置了六个摆杆。

如果需要的话，也可采用至少7个摆杆来将转炉炉身固定到导环上，这也可能是有利的。此时便形成了单静不定安装系统，这种系统的优点在于：在任何倾动位置上，即使有一个支承构件完全失效，支承力也能安全地转移。

最好在每一个承重耳轴的附近分别设置一个摆杆，这一摆杆的方向大致平行于由导环形成的平面，并且大约垂直于由承重耳轴形成的转炉炉身的倾动轴线，因此，转炉炉身处于倾动位置上时所产生的作用力被尽可能地直接引到承重耳轴上，从而使导环最大程度地保持在无应力状态。

在这种情况下，摆杆适宜于设置在承重耳轴附近、且位于转炉炉身圆周方向上相对的位置上。其中，设置在转炉炉身上的这些摆杆的球面轴承的中心落在通过由承重耳轴形成的倾动轴线和通过转炉炉身的纵轴线的平面内。

为了承受沿倾动轴线方向上的驱动力和震动力，将大致平行于导环平面的摆杆有利地设置在两个承重耳轴之间的中点附近，并且，位于转炉上的这一摆杆的球面轴承的中心落在或接近于与转炉倾动轴线垂直的中央平面上。

当转炉处于直立位置上时，来自转炉的作用力由余下的若干个大致平行于转炉炉身的纵轴线的摆杆适宜地传递到导环上。

为了能将作用力从尽可能地接近承重耳轴处传给承重耳轴，当采用7个摆杆结构时，将方向大致平行于转炉炉身纵向轴线的摆杆设置在尽可能地接近承重耳轴处较为有利，最好是位于25-45°的角度范围内，这一角度是按在转炉炉身的水平投影图中与倾动轴线的夹角来计算的。

当采用6个摆杆的结构时，最好将大致平行于转炉纵轴线的摆杆中的一个设置在位于两个承重耳轴之间的中点附近，即处在通过转炉炉身的纵轴线并垂直于倾动轴线的平面上，而其它的两个摆杆则设置在尽可能地靠近承重耳轴处，最好是位于25-45°角的范围内，这一角度是按在炉身的水平投影图中与倾动轴线的夹角计算的。

本发明的一个最佳实施例的特征在于轴承含有穿过摆杆的销子，每一个销子的两端在摆杆的两侧通过支架分别支承在转炉炉身和导环上，支架最好分别焊到转炉炉身上和由连接螺钉与导环相连接。

为了获得减震作用并消除过高的应力峰，在这一实施例中，上述的螺钉连接设计成可调螺钉连接，并且可调螺钉最好伸出导环的总高度之上。

如果导环带有冷却，则可调螺钉最好插入位于导环内部的套管里，使其与导环的剩余空腔相隔绝。

最好销子也是沿球面地安装在支架上。

下面结合附图中所示的两个实施例更详细地说明本发明，附图中：

图1是本发明转炉的前视图;

图2是本发明转炉的底视图;

图3是沿图1中箭头Ⅲ的部分剖视图;

图4，5和6是类似于图1-3的另一个实施例的说明图。

图中以标号1表示转炉炉身，在它的周围环绕着一个带有罩箱型截面的闭合式导环2。导环2通过两个径向对齐的承重耳轴3、4可倾斜地安装在支承轴承（未示出）上。承重耳轴3、4至少有一个与倾动驱动装置相连接。

用于将转炉炉身1固定到导环2上而使转炉保持在直立位置的摆杆5、6、7分别设置在导环2的下侧。每一摆杆5、6、7的一端8通过一个球面轴承9以万向铰接方式与导环2相连接，其另一端10也通过一个球面轴承9以万向铰接方式与炉身1相连接。每一轴承9含有一个销11，销11穿过摆杆5、6、7并通过球面轴承9安装在摆杆5、6、7上。

每一个销11的两端12侧向地突出到轴承9之外，并支承在（最好也通过球面轴承14）固定在导环2和固定在转炉炉身1上的支架13上。

位于转炉炉身1的支架13最好是焊到炉身上，而位于导环2上的支架13则是通过螺钉15（最好是通过可调螺钉16）与支架相连接，可调螺钉16穿过导环2的空腔而伸出导环的上侧之外。可调螺钉16在导环内的部分各套有套管17，套管17起引导螺钉16的作用，同时又起到隔离导环2中的循环冷却剂的作用。位于与支架13相对一侧的可调螺钉16的端部18支承在导环2的上弦板19上（见图3）。

按照图1-3所示的实施例，总共有7个摆杆5、6、7。因此，这种系统是单静不定的，而且这种静不定支承有其优点，即当支承零件（摆杆5、6、7）完全失效时，在任一倾斜位置上支承力仍然能安全地传递。另一个优点是本发明的转炉炉身的变形相对于加料侧/出钢侧轴线是对称的或大体上是对称的。采用图1-3所示的摆杆结构，由于单静不定性，故转炉炉身的上述变形可能产生的应变力十分小，因此消除了现有球面轴承因变形引起的轴承间隙，这种间隙至少有0.3-0.5mm左右。

总共7个摆杆5、6、7中的4个摆杆5用于承受转炉炉身1处在图1-3所示的直立状态时的作用力。这4个摆杆5的方向大致平行于转炉炉身1的纵轴线20，它们沿转炉炉身1的圆周的位置安排成尽可能的接近承重耳轴3、4，它们最好设置在25-45°角的范围内，角α是以水平投影图面为基准，以转炉炉身1的中心作为夹角的顶点，按与耳轴3、4组成的倾动轴线21的夹角计算的。

摆杆5、6、7中的两个摆杆6的位置安排成由它们主要承受转炉倾斜90°左右时的作用力。这两个摆杆6中每一个都位于承重耳轴之下且十分靠近它，摆杆6的纵轴线6′大致沿导环的平面延伸，即位于大致垂直于直立的转炉的位置上，而且它与转炉炉身1的倾动轴线21成直角或相对于转炉炉身1稍稍倾斜。

转炉倾动时由于其重心没落在上述两个摆杆6的支承线上而产生的力矩由上述4个首要的摆杆5支承。

最后，设置了次要的摆杆7，用以承受驱动力和震动力。摆杆7的轴线7′大致平行于导环表面和转炉炉身1的倾动轴线21。摆杆7大致位于承重耳轴3、4之间的中央处，使固定在转炉炉身1上的摆杆的球面轴承9座落在垂直于倾动轴线21且通过炉身的纵轴线20的平面22之近旁（见图4）。

图4-6所示的倾动式转炉的实施例的特征在于转炉炉身1是静定地支承在导环2上的，因为它只设置了6个摆杆5、6、7。在这个实施例中，只有3个摆杆5，它们与转炉炉身1的纵轴线20大致平行，其中一个摆杆5位于承重耳轴3和4之间的中部，也就是座落在垂直于倾动轴线21并穿过转炉炉身1的纵轴线20的平面22内，其它两个方向大致与转炉炉身1的纵轴线20相平行的摆杆5则设置在尽可能靠近承重耳轴3、4的地方。从图5可以清楚地看出，三个方向大致与转炉炉身1的纵轴线20相平行的摆杆5沿转炉炉身1的周边大致成等角均匀地分布。

本发明的结构有下列优点：

·可以明确确定在任何倾动位置上转炉炉身1和导环2之间的支承力，因为该系统始终能满足三维支承结合对称变形的静定性（特别是仅仅采用6个摆杆5、6、7时）;

·具有适应转炉炉身1和导环2所有实际变形的自由膨胀的可能性;

·由于球面轴承9的结构，膨胀仅受到极其轻微的阻力（即使维修极差时也如此），因为摆杆5、6、7之一端8、10产生位移抵消了仅因轴承9反抗转动的摩擦力引起的位移;

·作用在转炉炉身1中的力的方向已精确确定，且不随倾动位置而变化。因此，必须对摆杆5、6、7进行设计以使其只有一个方向受力。但在其它公知的悬吊系统中，任何所加的应力总是水平载荷和垂直载荷的合力，而且随倾动角度而变化;

·转炉炉身1与导环2之间的间隙可以根据变形情况而进一步减至最小，这对于改进支承轴承的位置和转炉的直径已经确定的现有制钢设备来说具有决定性的意义;

·所有的悬挂构件都安排在转炉炉身温度最低的区域并且进行了很好的保护，不会受到溢溅的钢渣所损伤;

·由于导环的上侧不需要上层结构，故转炉上部零件和导环上侧的熔渣保护机构的结构设计容易实现;

·由于所有的悬挂构件都位于导环2的一侧，所以与现有技术的在导环的上、下侧都设置有构件的悬挂系统相比，安装更为简单，因为导环2可从上面放到转炉炉身1上而不会受到悬挂构件的阻碍;

·悬挂构件仅仅盖住转炉炉身1和导环2之间的间隙的相当小的一部分，因此空气循环良好，对转炉炉身1有显著的冷却效果。

·悬挂机构的维修费用极低，不必进行重调工作并且对缺乏润滑脂不敏感;

·支架13由可调长螺钉16固定到导环2上，具有优良的减震作用。

本发明并不限于上述的典型实施例，每个方面都可改动，如改成适应于不必要求有穿过摆杆的销子球面轴承的形状。其它结构的改进同样可以想像。

此外，摆杆的数量也不必限制在6个或7个，甚至可以采用更多的摆杆，例如，在图4、5和6中所示的实施例中的每一摆杆5和6上可以设置附加摆杆，用作附加的安全机构。

Claims (14)

1、一种倾动式转炉含有一个导环(2)和两个承重耳轴(3，4)，导环(2)环绕在转炉炉身(1)的周围且与炉身相隔一定距离，两个承重耳轴设置在径向上互相相对的位置上，转炉炉身(1)由导杆(5、6、7)专门支承在导环(2)上，其特征在于，每一个导杆设计成一种摆杆(5、6、7)，该摆杆的两端(8)和(10)各通过一个球面轴承(9)以万向铰接的方法分别连接到导环(2)和转炉炉身(1)上，摆杆(5、6、7)仅仅设置在导环(2)的下侧的不同位置上，而使转炉炉身(1)处于直立的位置。

2、根据权利要求1的转炉，其特征在于，至少设置了6个摆杆（5，6，7）（见图4，5，6）。

3、根据权利要求1的转炉，其特征在于，至少设置了7个摆杆（5，6，7）（见图1，2，3）。

4、根据权利要求1-3中的一项或几项的转炉，其特征在于，摆杆（6）分别设置在每一承重耳轴（3，4）的附近，上述摆杆（6）的方向大致平行于由导环（2）形成的平面，且大致与由承重耳轴（3，4）形成的转炉炉身（1）的倾动轴线（21）相垂直。

5、根据权利要求4的转炉，其特征在于，摆杆（6）设置在承重耳轴（3，4）的附近、且位于转炉炉身（1）圆周方向上的相对的位置上，这些摆杆（6）的球面轴承（9）的中心位于通过承重耳轴（3，4）形成的倾动轴线（21）和转炉炉身（1）的纵轴线（20）的平面上。

6、根据权利要求1-5中的一项或几项的转炉，其特征在于，大致平行于导环（2）的平面的摆杆（7）设置在大致位于两个承重耳轴（3，4）之间的中点处，且这一设置在转炉炉身上的摆杆的球面轴承（9）的中心位于或接近位于垂直于转炉炉身（1）的倾动轴线（21）的中央平面（22）上。

7、根据权利要求4和6或5和6中的一项或两项的转炉，其特征在于，上述摆杆中的余下的摆杆（5）的设置方向大致平行于转炉炉身（1）的纵轴线（20）。

8、根据权利要求7的转炉，其特征在于，采用7个摆杆（5，6，7）的结构中，大致平行于炉身纵轴线（20）的摆杆（5）设置在尽可能靠近承重耳轴（3，4）的地方，最好位于25-45°角的范围内，角（α）是按转炉炉身（1）的水平投影图中与倾动轴线（21）的夹角计算的（见图1，2，3）。

9、根据权利要求7的转炉，其特征在于，采用6个摆杆（5，6，7）的结构中，大致平行于转炉炉身（1）纵轴线（20）的摆杆（5，6，7）中有一个（5）设置在两个承重耳轴（3，4）之间的中点附近，即位于通过转炉炉身（1）的纵轴线（20）且垂直于倾动轴线（21）的平面上，其它两个摆杆（5）则设置在尽可能靠近承重耳轴（3，4）处，最好位于25-45°角的范围内，摆杆（5）的角（α）是按转炉炉身（1）的水平投影图中与倾动轴线（21）的夹角计算的（见图4，5，6）。

10、根据权利要求1-9的一项或几项的转炉，其特征在于，上述轴承（9）含有穿过摆杆（5，6，7）的销（11），每一个穿过摆杆的销（11）的两端通过支架（13）分别支承在转炉炉身（1）和导环（2）上，支架（13）最好分别焊到转炉炉身（1）上和由连接螺钉（15）连接到导环（2）上。

11、根据权利要求10的转炉，其特征在于，上述的螺钉连接（15）设计成可调螺钉连接。

12、根据权利要求11的转炉，其特征在于，上述的可调螺钉（16）延伸到高于导环（2）的总高度。

13、根据权利要求12的转炉，其特征在于，上述的可调螺钉插入到设置在导环（2）的内部的套管（17）中，并且与导环（2）的其余空腔相隔绝。

14、根据权利要求10的转炉，其特征在于，上述的销（11）也是沿球面地安装在支架（13）上。

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