CN112725555A - 一种变壁厚罐体的冶金渣罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变壁厚罐体的冶金渣罐，包括罐口法兰、罐体、耳轴、耳轴座和支撑底座，所述罐体为上端敞口下端封闭的容器，所述罐口法兰位于罐体顶端开口处，所述耳轴座位于罐体上部的外壁上，所述耳轴固定设置在耳轴座上，所述支撑底座设置在渣罐的底部，所述罐体为变化罐体厚度的罐体结构。本发明提供了一种不同于传统等壁厚的、渣罐受力均衡的、轴压屈曲临界载荷大的、渣罐使用寿命长的变壁厚罐体的冶金渣罐。

Description

一种变壁厚罐体的冶金渣罐
技术领域
本发明涉及冶金装备技术领域，特别是一种变壁厚罐体的冶金渣罐。
背景技术
冶金渣罐(以下简称渣罐)广泛应用于冶金行业的冶炼环节，是冶炼环节所产生高温液态炉渣的主要承载设备。冶炼时所炉渣将通过渣罐的接装、储存、运输和倒渣完成渣处理过程。
现有技术为了便于将炉渣翻倒出渣罐，罐体通常上大下小形式，是一带斜度的锥体罐身与弧形罐底结合在一起，具有一定的厚度即壁厚，成为有一定容积的内空容器，实现装载炉渣的要求。现有技术的渣罐罐体壁厚的设计多为等厚度简称为等壁厚，但是等壁厚的渣罐在装入的炉渣重力和炉渣热力的作用下，罐体不同部位的由于长期受力不同，从而产生受力不均衡，导致薄弱部位容易发生轴压屈曲产生裂纹和变形等使用缺陷。
因此，需要设计一种不同于传统等壁厚的、渣罐受力均衡的、轴压屈曲临界载荷大的、渣罐使用寿命长的变壁厚罐体的冶金渣罐。
发明内容
本发明提供了一种不同于传统等壁厚的、渣罐受力均衡的、轴压屈曲临界载荷大的、渣罐使用寿命长的变壁厚罐体的冶金渣罐。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种变壁厚罐体的冶金渣罐，包括罐口法兰、罐体、耳轴、耳轴座和支撑底座，所述罐体为上端敞口下端封闭的容器，所述罐口法兰位于罐体顶端开口处，所述耳轴座位于罐体上部的外壁上，所述耳轴固定设置在耳轴座上，所述支撑底座设置在渣罐的底部，所述罐体为变化罐体厚度的罐体结构。
作为本发明的进一步设置，罐体外壁和内壁的斜度角∠a<∠b。
作为本发明的进一步设置，罐体底部包括罐底，所述罐底为弧形罐底，所述罐底的外壁弧状圆心与内壁弧状圆心不同心。
作为本发明的进一步设置，罐体内壁为下端封闭、上端开口的轴对称余弦曲线构成的曲面内壁，所述罐体的外壁包括为上大下小的倾斜椎体结构的罐体壁身、半球形圆弧底部，所述罐体壁身与半球形圆弧底部圆滑过渡连接为一体式外壁结构。
作为本发明的进一步设置，支撑底座设置在半球形圆弧底部的底部。
作为本发明的进一步设置，罐口法兰、罐体、耳轴、耳轴座和支撑底座为一体成型的一体式结构。
作为本发明的进一步设置，罐体壁身的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在12°-25°。
作为本发明的进一步设置，罐体壁身的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在16°。
本方案的有益效果是：
1、本发明为可变罐体厚度的罐体结构，可在不改变原有渣罐外形结构、轮廓尺寸、容积和重量的条件下，使渣罐的结构更趋合理，贴合使用要求，能延缓使用缺陷的产生，实现提高渣罐使用寿命，降低使用成本的效果。
2、本发明的渣罐包括罐口法兰、罐体、耳轴、耳轴座和支撑底座，罐口法兰位于罐体顶端开口处，所述耳轴座位于罐体上部的外壁上，所述耳轴固定设置在耳轴座上，所述支撑底座设置在渣罐的底部。炉渣是具有重力和较高热力的物质，特别是炉渣的热量，易使金属材料受热发生屈曲挠性变化，因此，将罐体设置为变壁厚，不同于一般的等壁厚，本罐体内壁设置为轴对称余弦曲线、外壁设置为倾斜椎体与圆弧底部的整体上薄下厚的变壁厚结构。当炉渣放置渣罐中时，渣罐内壁设计的轴对称余弦曲线内壁为圆滑、连续的曲线，外壁斜锥体和圆弧底能为轴对称余弦曲线状内壁提供更多刚性支撑，共同将承受的重力和热力造成有害蠕变均匀分散在渣罐的罐体和罐底，有效提高渣罐轴压屈曲临界载荷，延缓使用缺陷的产生，有效延长渣罐使用寿命。
3、本发明渣罐外壁的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在12°-25°，采用这种倾斜角度使得耳轴座连接处的内外壁的变壁厚的厚度较大，能在内壁圆滑曲线承受内部炉渣作用力的同时，减小外壁耳轴受外部吊具起吊作用力对内壁传递的作用力，有效保证内壁受力的均匀性，进而保证渣罐的轴向屈曲临界载荷，并且这种方式是采用内外壁均是连续、圆滑的曲线间距变化使得壁厚增加，而不是额外扩宽耳轴座连接处的壁厚，一体式结构的稳定性和受力均匀性更好，渣罐的轴向屈曲临界载荷更大。
4、本发明渣罐的变壁厚设计使渣罐下部至底部厚度更大，更有利于承载更重的热炉渣，有效提高渣罐的轴压屈曲临界载荷和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1是本发明渣罐的剖面结构示意图；
图2是本发明渣罐罐体的结构示意图。
图中，1、罐口法兰，2、罐体，3、耳轴，4、耳轴座，5、支撑底座，6、罐底，7、罐体壁身，8、半球形圆弧底部。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
实施例1：
本发明提供一种变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，包括罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5，所述罐体2为上端敞口、下端封闭的容器，所述罐口法兰1位于罐体2顶端开口处，所述耳轴座4位于罐体2上部的外壁上，所述耳轴3固定设置在耳轴座4上，所述支撑底座5设置在渣罐的底部，所述罐体2为变化罐体2厚度的罐体2结构，其中变化罐体2厚度的罐体2结构简称为变壁厚，变壁厚的具体的渣罐的特点为：罐体2外壁和内壁的斜度角∠a<∠b，罐体2底部包括罐底6，所述罐底6为弧形罐底6，所述罐底6的外壁弧状圆心与内壁弧状圆心不同心，具体的结构为：罐体2内壁为下端封闭、上端开口的轴对称余弦曲线构成的曲面内壁，所述罐体2的外壁包括为上大下小的倾斜椎体结构的罐体壁身7和半球形圆弧底部8，所述罐体壁身7与半球形圆弧底部8圆滑过渡连接为一体式外壁结构。
作为本发明的进一步设置，支撑底座5设置在半球形圆弧底部8的底部。
作为本发明的进一步设置，罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5为一体成型的一体式结构。
作为本发明的进一步设置，罐体壁身7的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在12°。
按照铸造工艺制备上述特征的16m3变壁厚罐体的冶金渣罐的1：20的缩小版试样为实施例1。
实施例2：
本发明提供一种变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，包括罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5，所述罐体2为上端敞口、下端封闭的容器，所述罐口法兰1位于罐体2顶端开口处，所述耳轴座4位于罐体2上部的外壁上，所述耳轴3固定设置在耳轴座4上，所述支撑底座5设置在渣罐的底部，所述罐体2为变化罐体2厚度的罐体2结构，其中变化罐体2厚度的罐体2结构简称为变壁厚，变壁厚的具体的渣罐的特点为：罐体2外壁和内壁的斜度角∠a<∠b，罐体2底部包括罐底6，所述罐底6为弧形罐底6，所述罐底6的外壁弧状圆心与内壁弧状圆心不同心，具体的结构为：罐体2内壁为下端封闭、上端开口的轴对称余弦曲线构成的曲面内壁，所述罐体2的外壁包括为上大下小的倾斜椎体结构的罐体壁身7和半球形圆弧底部8，所述罐体壁身7与半球形圆弧底部8圆滑过渡连接为一体式外壁结构。
作为本发明的进一步设置，支撑底座5设置在半球形圆弧底部8的底部。
作为本发明的进一步设置，罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5为一体成型的一体式结构。
作为本发明的进一步设置，罐体壁身7的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在25°。
按照铸造工艺制备上述特征的16m3变壁厚罐体的冶金渣罐的1：20的缩小版试样为实施例2。
实施例3：
本发明提供一种变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，包括罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5，所述罐体2为上端敞口、下端封闭的容器，所述罐口法兰1位于罐体2顶端开口处，所述耳轴座4位于罐体2上部的外壁上，所述耳轴3固定设置在耳轴座4上，所述支撑底座5设置在渣罐的底部，所述罐体2为变化罐体2厚度的罐体2结构，其中变化罐体2厚度的罐体2结构简称为变壁厚，变壁厚的具体的渣罐的特点为：罐体2外壁和内壁的斜度角∠a<∠b，罐体2底部包括罐底6，所述罐底6为弧形罐底6，所述罐底6的外壁弧状圆心与内壁弧状圆心不同心，具体的结构为：罐体2内壁为下端封闭、上端开口的轴对称余弦曲线构成的曲面内壁，所述罐体2的外壁包括为上大下小的倾斜椎体结构的罐体壁身7和半球形圆弧底部8，所述罐体壁身7与半球形圆弧底部8圆滑过渡连接为一体式外壁结构。
作为本发明的进一步设置，支撑底座5设置在半球形圆弧底部8的底部。
作为本发明的进一步设置，罐口法兰1、罐体2、耳轴3、耳轴座4和支撑底座5为一体成型的一体式结构。
作为本发明的进一步设置，罐体壁身7的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在16°。
按照铸造工艺制备上述特征的16m3变壁厚罐体的冶金渣罐的1：20的缩小版试样为实施例3。
实施例4：
此例为对比例16m3的渣罐1：20的缩小版试样，结构和部件与本申请实施例3相同，不同之处在于渣罐的罐体是等壁厚。
本发明实施例1-4均为制备成的16m3的渣罐1：20缩小版试样，壁厚为6-7mm。将上述实施例1-4制备的试样置于轴压屈曲试验专用平台上测试，测试结果如下：
Figure BDA0002866946090000041
Figure BDA0002866946090000051
以上对本发明所提供的一种变壁厚罐体的冶金渣罐进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，包括罐口法兰(1)、罐体(2)、耳轴(3)、耳轴座(4)和支撑底座(5)，所述罐体(2)为上端敞口、下端封闭的容器，所述罐口法兰(1)位于罐体(2)顶端开口处，所述耳轴座(4)位于罐体(2)上部的外壁上，所述耳轴(3)固定设置在耳轴座(4)上，所述支撑底座(5)设置在渣罐的底部，所述罐体(2)为变化罐体(2)厚度的罐体(2)结构。
2.根据权利要求1所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐体(2)外壁和内壁的斜度角∠a<∠b。
3.根据权利要求2所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐体(2)底部包括罐底(6)，所述罐底(6)为弧形罐底(6)，所述罐底(6)的外壁弧状圆心与内壁弧状圆心不同心。
4.根据权利要求3所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐体(2)内壁为下端封闭、上端开口的轴对称余弦曲线构成的曲面内壁，所述罐体(2)的外壁包括为上大下小的倾斜椎体结构的罐体壁身(7)和半球形圆弧底部(8)，所述罐体壁身(7)与半球形圆弧底部(8)圆滑过渡连接为一体式外壁结构。
5.根据权利要求4所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述支撑底座(5)设置在半球形圆弧底部(8)的底部。
6.根据权利要求1所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐口法兰(1)、罐体(2)、耳轴(3)、耳轴座(4)和支撑底座(5)为一体成型的一体式结构。
7.根据权利要求4所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐体壁身(7)的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在12°-25°。
8.根据权利要求7所述的变壁厚罐体的冶金渣罐，其特征在于，所述罐体壁身(7)的倾斜椎体与竖直线的夹角为倾斜角度在16°。
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