CN201301324Y - 一种转炉挡座机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转炉挡座机构，包括托圈(1)、炉壳(2)、托圈挡座(3)和所述托圈挡座(3)之间夹持的炉壳座(4)，其特征是：所述托圈挡座(3)与所述托圈(1)固定连接，所述炉壳座(4)与所述炉壳(2)固定连接；所述托圈挡座(3)与所述炉壳座(4)之间还设置有自适应曲面垫组。本实用新型使得托圈挡座的载荷分布两侧，大大降低一侧托圈挡座与托圈焊缝结合处的应力，并使挡座接触面贴合良好，能适应挡座的变形，从而提高了转炉的安全性，降低设备冲击、减少设备的维护，本技术机构原理合理，加工简单，可大大改善转炉挡座的受力状态，延长转炉设备的寿命和可靠性，是一种在转炉上具有推广价值的新技术。

Description

一种转炉挡座机构

技术领域

本实用新型涉及一种转炉的辅助设备，特别是公开了一种转炉的挡座机构。

背景技术

转炉是炼钢工艺设备中的一项重要的核心设备，而转炉与托圈的联接支撑系统是转炉设备中的核心，挡座机构是大部分转炉的联接支撑系统的一个重要部分。在转炉倾动过程中，它起到了炉壳与托圈的相对定位作用，部分挡座机构还承担了转炉转动过程中转炉炉体的巨大重力和运动冲击载荷，其工况非常恶劣。参见附图1、2：一般来说传统的挡座机构主要有托圈1、炉壳2、托圈挡座3和炉壳座4等组成，托圈1安装在炉壳2上，托圈挡座3焊接在托圈1上，炉壳座4焊接在炉壳2上，炉壳座4被夹持在托圈挡座3之间。传统的挡座机构在使用中发生过一系列的问题，几乎每一座转炉的挡座都会在使用过程中有间隙增大的现象，这使得转炉在运行过程中产生巨大的震动、异响、冲击，严重时甚至将托圈挡座3与托圈1的焊缝撕裂，造成托圈挡座3脱落、转炉吊挂机构损坏等严重的安全事故，严重影响转炉的安全运行。另一方面该间隙的存在也加大了转炉的冲击和日常维护量。从多种转炉联接支撑系统中在国内使用的30余年的使用情况看，采用传统挡座机构在生产使用中的上述问题一直未能得到解决。此外，从机构原理上看，当转炉倾侧时，传统挡座机构只有一侧的托圈挡座3受力，这在受同等载荷条件下，必须加大托圈挡座3的结构尺寸。另外挡座在使用过程中托圈挡座3和炉壳座4有变形和滑移，使得接触面贴合不佳，接触面受力不均，发生局部胶合现象，在使用过程中易磨损并发出异响。

实用新型内容

本技术实用新型的目的在于提供一种挡座间隙变化小，从而使转炉在运行过程中震动、异响和冲击小的自适应预应力挡座机构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种转炉挡座机构，包括托圈、炉壳、托圈挡座和托圈挡座之间夹持的炉壳座，其特征是：所述托圈挡座与所述托圈固定连接，所述炉壳座与所述炉壳固定连接；所述托圈挡座与所述炉壳座之间还设置有能自适应的炉壳、托圈及各挡座的变形和滑移的曲面垫组。所述曲面垫组一般优选为球面垫，当然，根据情况也可以是其他形状的曲面垫。

为进一步适应炉壳、托圈及各挡座的变形和滑移，改善零件的受力，延长零件的寿命和可靠性，所述曲面垫组包括凹球垫板、凸球垫板和垫板，所述凹球垫板与所述凸球垫板的球面相配合。所述垫板的具体设置方式可以是在所述托圈挡座与所述炉壳座之间依次设置凹球垫板、凸球垫板和垫板；所述凹球垫板、凸球垫板和垫板与所述托圈挡座通过螺栓连接，所述垫板通过螺栓与所述炉壳座连接。

为使托圈挡座与曲面垫组之间的连接配合更严密，所述托圈挡座设置有支撑所述凹球垫板的台阶面，所述凹球垫板的底面与所述台阶面配合，即通过榫槽的形式配合。当然，若所述曲面垫组具体的设置方式为垫板与托圈挡座连接，那么所述台阶面则支撑垫板。

为保护凹球垫板、凸球垫板和垫板之间有相对移动的接触面，可以在凹球垫板、凸球垫板和垫板接触面的环缝处设置密封件。

为了对托圈挡座与炉壳座之间的热变形进行补偿，所述垫板为斜垫板，该斜垫板与所述凸球垫板(或者凹球垫板)相互配合的一面为斜面，与炉壳座(或者托圈挡座)配合的一面为平面。

上述托圈挡座的具体设置方式可以设置在转炉挡圈的上方，也可以设置在托圈的下方，还可以是上下均设置。较好的，所述托圈挡座和所述炉壳座设置在所述托圈的上方且在所述托圈的耳轴端处。

为在托圈挡座的内侧焊接根部产生预压应力，并将载荷扩散到两侧托圈挡座以改善转炉挡座的受力状态，在托圈挡座两侧的端部设置有预紧拉杆和联结构件，所述预紧拉杆和所述联接构件施加的预紧力在所述托圈挡座的内侧焊接根部产生预压应力。此时，托圈挡座一般需加高用于安装预紧拉杆和联结构件。当托圈挡座设置在托圈的上方时，预紧拉杆施加力的点位应当在炉壳座与托圈挡座之间的垫板接触支撑面的中心上方，或至少在垫板接触支撑面中心以提高预紧拉杆的效果；当托圈挡座设置在托圈的下方时，预紧拉杆施加力的点位应当在炉壳座与托圈挡座之间的垫板接触支撑面的中心下方，或至少在垫板接触支撑面中心以提高预紧拉杆的效果。当预紧拉杆施加力的点位在垫板接触面中心时，则一般需要在垫板的中心开通孔，预紧拉杆或者连接构件穿过此通孔。

可以在每个托圈挡座之间设置一组上述预紧拉杆和联结构件，也可以根据需要设置多组。

上述预紧拉杆和联结构件的具体实施方式可以是所述预紧拉杆为双头螺柱，所述联结构件为螺母，为使螺母联结的更可靠，在所述双头螺柱的每一头可以设置两颗以上的螺母；所述炉壳座设置有通孔，所述双头螺柱穿过所述通孔。

上述预紧拉杆和联结构件的具体实施方式也可以是所述预紧拉杆为两端设置有螺孔的拉杆，所述联结构件为螺栓；所述炉壳座设置有通孔，所述拉杆或所述螺栓穿过通孔。

为适应预紧拉杆和联结构件的微小变形，所述托圈挡座的外侧与所述联结构件之间还设置有预紧曲面垫组。所述预紧曲面垫组一般优选为球面垫，当然，根据情况也可以是其他形状的曲面垫。

所述预紧曲面垫组在所述连接构件与所述托圈挡座之间依次设置预紧凸球垫板、预紧凹球垫板，这两个球垫板的球面相互配合。当然，预紧凸球垫板和预紧凹球垫板的安装顺序也是可变的。

上述托圈挡座的具体设置方式还可以是除了在所述托圈的耳轴端分别设置外，在所述托圈上还增设有与所述托圈固定连接的托圈挡座，即在托圈周边上设置多个托圈挡座；相应的，每个所述增设的托圈挡座的内侧面之间还设置有与所述炉壳固定连接的炉壳座；增设的托圈挡座两侧的上部设置有预紧拉杆和联结构件。此时，托圈挡座一般需加高用于安装预紧拉杆和联结构件。该预紧拉杆和联结构件的具体实施方式可以是所述预紧拉杆为双头螺柱，所述联结构件为螺母；所述炉壳座设置有通孔，所述双头螺柱穿过所述通孔。该预紧拉杆和联结构件的具体实施方式也可以是所述预紧拉杆为两端设置有螺孔的拉杆，所述联结构件为螺栓；所述炉壳座设置有通孔，所述拉杆或所述螺栓穿过通孔。

为适应预紧拉杆和联结构件的微小变形，所述增设的托圈挡座的外侧与所述联结构件之间还设置有预紧曲面垫组。

所述预紧曲面垫组在所述连接构件与所述托圈挡座之间依次设置预紧凸球垫板、预紧凹球垫板，当然，这两个球垫板之间的顺序也是可调的。

本实用新型的有益效果是：

(1)由于所述托圈挡座与所述托圈固定连接，所述炉壳座与所述炉壳固定连接，所述托圈挡座与所述炉壳座之间还设置有曲面垫组，因此当转炉工作时，可以自动适应托圈挡座和炉壳座之间的形变和滑移；

(2)由于所述曲面垫组包括凹球垫板、凸球垫板和垫板，在转炉的安装使用过程中，垫板和凸球垫板或者凹球垫板的平面接触面可以在水平方向产生微小的移动从而能吸收炉壳座和托圈挡座的滑移；

(3)由于所述凹球垫板与所述凸球垫板的球面相配合，因此二者的球面接触面能吸收炉壳座和托圈挡座的扭角误差，从而使垫板和凸球垫板或者凹球垫板的平面接触面贴合得更好，并改善了挡座和垫板的综合受力；

(4)由于在所述托圈挡座与所述炉壳座之间依次设置凹球垫板、凸球垫板和垫板，所述凹球垫板、凸球垫板和垫板与所述托圈挡座通过螺栓连接，所述垫板通过螺栓与所述炉壳座连接，因此保证了曲面垫组系统工作的可靠性；

(5)由于所述托圈挡座设置有支撑所述凹球垫板的台阶面，所述凹球垫板的底面与所述台阶面配合，因此托圈挡座与凹球垫板之间形成榫槽联结，从而使二者之间联结更严密；

(6)由于所述垫板为斜垫板，因此可对托圈挡座与炉壳座之间的热变形进行补偿，从而可进一步适应托圈挡座和炉壳座之间的形变和滑移；

(7)由于托圈挡座的具体设置方式为所述托圈挡座和所述炉壳座设置在所述托圈的上方且在所述托圈的耳轴端处，因此可较好的适应转炉在运行过程中的震动和冲击；

(8)由于在托圈挡座两侧的端部设置有预紧拉杆和联结构件，因此可在托圈挡座的内侧焊接根部产生预压应力，当一侧托圈挡座受压时，受压托圈挡座由于受到预紧拉杆的拉力，可大大降低受压托圈挡座的内侧焊接根部的弯曲应力，有限元分析表明，取适当的刚度和预紧力可使得在托圈挡座焊接根部的应力下降近40～55％，同时将一部分载荷分散到另一侧托圈挡座上从而有效的限制托圈挡座在使用过程中的间隙加大从而减小设备的冲击，大大降低设备的日常维护；

(9)由于上述的球面垫板和预紧拉杆这两种技术的组合使用，预紧拉杆和联接构件也可作为安装辅助件使得炉壳座、托圈挡座、凹球垫板、凸球垫板和垫板接触贴合的更紧密，有利于挡座安装便利和垫板和球垫的安装品质，使挡座系统的功能得到进一步的改善与提高，最大程度上减小了转炉的震动、冲击和异响，这对转炉的长期安全运行是非常有益的；

(10)上述预紧拉杆和联结构件的具体实施方式可以是所述预紧拉杆为双头螺柱，所述联结构件为螺母，进一步优选为在双头螺柱的每一头设置两颗螺母，所述炉壳座设置有通孔，所述双头螺柱穿过所述通孔，因此预紧拉杆和联结构件的安装很方便，并且工作的可靠性高；

(11)上述预紧拉杆和联结构件的具体实施方式也可以是所述预紧拉杆为两端设置有螺孔的拉杆，所述联结构件为螺栓，所述炉壳座设置有通孔，所述拉杆或所述螺栓穿过通孔，因此预紧拉杆和联结构件的安装很方便，并且工作的可靠性高；

(12)所述托圈挡座的外侧与所述联结构件之间还设置有预紧曲面垫组，具体的，可以设置球面相互配合的预紧凸球垫板和预紧凹球垫板，因此增大了联结构件与托圈挡座之间的接触面积，可以自动适应预紧拉杆和联结构件的微小变形，也降低了预紧拉杆和联结构件的安装要求；

(13)由于除了在所述托圈的耳轴端分别设置一个所述托圈挡座外，在所述托圈上还增设有与所述托圈固定连接的托圈挡座，即在托圈周边上设置多个托圈挡座，相应的，每个所述增设的托圈挡座的内侧面之间还设置有与所述炉壳固定连接的炉壳座，增设的托圈挡座两侧的上部设置有预紧拉杆和联结构件，因此可较好的适应转炉在运行过程中的震动和冲击。

附图说明

图1是传统转炉挡座机构的结构图；

图2是传统挡座机构的俯视图；

图3是本实用新型实施例1的结构示意图图；

图4是图3的结构详图俯视图；

图5是本实用新型实施例2的结构示意图；

图6是本实用新型实施例3的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图3和图4所示，一种转炉挡座机构，包括托圈1，炉壳2，所述托圈1的上部(当然也可以是在托圈1的下部)且在所述托圈1的耳轴端分别设置了一个所述托圈挡座3和炉壳座4，所述托圈挡座3与所述托圈1固定连接，所述炉壳座4与所述炉壳2固定连接；所述托圈挡座3与所述炉壳座4之间依次设置凹球垫板7、凸球垫板8和斜垫板9，所述凹球垫板7与所述凸球垫板8为球面配合，所述凸球垫板8与所述斜垫板9的斜面相互配合；所述凹球垫板7、凸球垫板8和斜垫板9与所述托圈挡座3通过螺栓连接，所述垫板9通过螺栓与所述炉壳座4固定连接；所述托圈挡座3设置有支撑所述凹球垫板7的台阶面3-1，所述凹球垫板7的底面7-1与所述台阶面3-1配合。可滑移的接触支撑面A在凸球垫板8和斜垫板9之间，该接触支撑面A允许炉壳座4相对于托圈挡座3有二维的相对滑移；可偏转的接触支撑面C在凸球垫板8和凹球垫板7的接触球面之间，该接触支撑面C允许炉壳座4相对于托圈挡座3有微小的二维相对偏转。

实施例2：如图5所示，本实施例与实施例1所不同的是：托圈挡座3两侧的上端部设置有预紧拉杆5和联结构件6，所述预紧拉杆5为双头螺柱，所述联结构件6为在所述双头螺柱的每一头分别设置的两颗螺母；所述炉壳座设置有通孔11，所述双头螺柱穿过所述通孔11；所述托圈挡座3的外侧与所述联结构件6之间还设置有预紧曲面垫组，所述预紧曲面垫组在所述连接构件6与所述托圈挡座3之间依次包括预紧凸球垫板12和预紧凹球垫板13。本实施例的其他结构与实施例相同。预紧拉杆5和联接构件6施加的预紧力在两侧托圈挡座3的内侧焊接根部B处产生预压应力，当一侧托圈挡座3在接触支撑面A受压在时，受压托圈挡座3由于受预紧拉杆5的拉力，在焊接根部B处的应力可大大降低，同时预紧拉杆5和联接构件6为螺栓，将一部分载荷分散到另一侧托圈挡座上。

实施例3：如图6所示，本实施例与实施例2所不同的是，所述预紧拉杆5为两端设置有螺孔的拉杆，所述联结构件6为螺栓；所述炉壳座设置有通孔11，所述拉杆或所述螺栓穿过通孔11。本实施例的其他结构与实施例1相同。

本实用新型包括但不限于以上具体实施方式，只要一种转炉挡座机构的托圈挡座与托圈固定连接，炉壳座与炉壳固定连接，托圈挡座与炉壳座之间还设置有曲面垫组，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1、一种转炉挡座机构，包括托圈(1)、炉壳(2)、托圈挡座(3)和所述托圈挡座(3)之间夹持的炉壳座(4)，其特征是：所述托圈挡座(3)与所述托圈(1)固定连接，所述炉壳座(4)与所述炉壳(2)固定连接；所述托圈挡座(3)与所述炉壳座(4)之间还设置有自适应曲面垫组。

2、如权利要求1所述的转炉挡座机构，其特征是：托圈挡座(3)两侧的端部还设置有预紧拉杆(5)和联结构件(6)；所述预紧拉杆(5)和所述联接构件(6)施加的预紧力在所述托圈挡座(3)的内侧焊接根部产生预压应力。

3、如权利要求2所述的转炉挡座机构，其特征是：所述预紧拉杆(5)为双头螺柱，所述联结构件(6)为螺母；所述炉壳座设置有通孔(11)，所述双头螺柱穿过所述通孔(11)。

4、如权利要求2所述的转炉挡座机构，其特征是：所述预紧拉杆(5)为两端设置有螺孔的拉杆，所述联结构件(6)为螺栓；所述炉壳座设置有通孔(11)，所述拉杆或所述螺栓穿过通孔(11)。

5、如权利要求2、3或4所述的转炉挡座机构，其特征是：所述托圈挡座(3)的外侧与所述联结构件(6)之间还设置有预紧曲面垫组。

6、如权利要求5所述的转炉挡座机构，其特征是：所述预紧曲面垫组在所述连接构件(6)与所述托圈挡座(3)之间依次设置预紧凸球垫板(12)和预紧凹球垫板(13)，所述预紧凸球垫板(12)与所述凹球垫板(13)为球面配合。

7、如权利要求1所述的转炉挡座机构，其特征是：所述曲面垫组包括凹球垫板(7)、凸球垫板(8)和垫板(9)，所述凹球垫板(7)与所述凸球垫板(8)为球面配合。

8、如权利要求7所述的转炉挡座机构，其特征是：所述托圈挡座(3)与所述炉壳座(4)之间依次设置凹球垫板(7)、凸球垫板(8)和垫板(9)。

9、如权利要求8所述的转炉挡座机构，其特征是：所述托圈挡座(3)设置有支撑所述凹球垫板(7)的台阶面(3-1)，所述凹球垫板(7)的底面(7-1)与所述台阶面(3-1)配合。

10、如权利要求7、8或9所述的转炉挡座机构，其特征是：所述垫板(9)为斜垫板。

11、如权利要求10所述的转炉挡座机构，其特征是：所述托圈挡座(3)和所述炉壳座(4)设置在所述托圈(1)上方且在所述托圈(1)的耳轴端处。

12、如权利要求11所述的转炉挡座机构，其特征是：所述托圈上还增设有与所述托圈固定连接的托圈挡座；每个所述增设的托圈挡座的内侧面之间还夹持有与所述炉壳固定连接的炉壳座；托圈挡座两侧的端部设置有预紧拉杆和联结构件；所述托圈挡座的外侧与所述联结构件之间还设置有预紧曲面垫组，所述预紧曲面垫组在所述连接构件与所述托圈挡座之间依次包括预紧凸球垫板和预紧凹球垫板。

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