[发明专利]一种转炉的三支撑面预应力挡座机构

说明书

技术领域

本发明属于冶金机械技术领域，公开了一种转炉的三支撑面预应力挡座机构。

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，它与转炉各种吊挂机构配合对起到了炉壳对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。是该类转炉吊挂系统中最易出现安全和维护问题的关键机构。

现有技术为一种转炉预应力挡座机构(ZL200720188412.8)见附图1，托圈挡座3焊接在托圈1上，炉壳座4焊接在炉壳2上，两侧托圈挡座3的上部用预紧拉杆5及联接构件6连接并向内侧预紧，炉壳座4被夹持在托圈挡座3之间，炉壳座4与托圈挡座3的接触支撑面在托圈1和预紧拉杆5之间。在实际使用中发现：虽然，预应力挡座在消除挡座侧向间隙，提高了转炉挡座的的安全性、降低了设备的运行过程中的冲击，减少设备的日常维护，表现了良好的特性；但是，该托圈挡座3及炉壳座4仅提供了两个侧向约束面，只能消除转炉转动到90°附近的侧隙冲击。理论分析和实际检测表明，由于炉壳2、托圈1和炉壳吊挂机构的的弹性变形，该转炉在倒转180°后，托圈挡座3及炉壳座4在两接触支撑面A上有较大的纵向相对位移(理论分析和实际检测数据8～14mm，取决于转炉大小和托圈刚度)，这种位移量对转炉运行的平稳是有害的，它会造成转炉炉体在托圈1内沿着炉体的轴线纵向弹性窜动，加剧接触支撑面A的磨损，并在磨损过程中发出异响。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种转炉的三支撑面预应力挡座机构。本发明主要由托圈、炉壳、托圈挡座和炉壳座组成，其特征在于：两托圈挡座焊接在托圈上，炉壳座焊接在炉壳上，炉壳座被夹持在托圈挡座之间，在炉壳座和托圈挡座之间各有一侧向接触垫块，在炉壳座和托圈之间有纵向接触垫块。采用本发明后可大大提高转炉的转动平稳性，使整个转炉吊挂系统实现免维护，并可提高转炉吊挂机构的和转炉整体的安全性，是一种在转炉上具有推广价值的新技术。

本发明通过如下方式实现：托圈挡座焊接在托圈上，托圈挡座的上部加高用于安装预紧拉杆和联接构件，构成托圈挡座预应力机构；炉壳座焊接在炉壳上，通过炉壳座两个侧向接触垫块，炉壳座和托圈挡座有两个侧向接触支撑面，在托圈与炉壳座之间，安装有纵向接触垫块，在托圈与炉壳座之间产生了纵向接触支撑面；安装时，允许纵向接触支撑面接触或保持少量间隙。纵向接触支撑面的有效性是与吊挂机构(支撑机构)配合而产生的。

若干组吊挂机构按一定角度分布在托圈圆周，且与本发明挡座安装在同侧，两组本发明挡座机构安装托圈耳轴两端，该位置从力学分析是本挡座机构最佳安装位。

在直立位时，转炉挡座机构的侧向接触支撑面基本不受力，纵向接触支撑面可保持接触或少量间隙且不受力，其载荷基本由吊挂机构承受，此时托圈已经有接近最大的向下的纵向弹性位移(变形)；

当炉壳倾动时，炉壳座接触侧向接触支撑面把载荷传到托圈挡座，随着倾动角度加大，该接触面的受力也加大，到炉壳倾动到90°时，挡座接触面的受力最大，此时吊挂机构的受力减小。

当转炉倾动到一定角度后，由于吊挂机构中的载荷进一步减小，托圈的纵向弹性位移(变形)的逐步恢复，纵向接触支撑面会逐步贴合紧密并受载荷，尤其是炉壳转动在90～180°时，托圈的弹性位移的逐步向另一方向变形为负值；当炉壳转动至～180°时，～60％的炉壳的重力载荷为纵向接触垫块上的纵向接触支撑面所承受，吊挂机构中的载荷大大减小，并且炉壳在托圈中沿着炉壳轴线的位移，会受到纵向接触垫块上的纵向接触支撑面的约束，这就减小或消除了炉壳在托圈中沿着炉壳轴线的纵向位移错动，在侧向接触支撑面的相对位移也会大大减小，从而消除炉壳在转动过程中的磨擦异响和冲击，其效果极其良好。

本发明每组挡座机构的炉壳座焊接在炉壳上，两托圈挡座焊接在托圈上，两托圈挡座将炉壳座夹持在中间，在两托圈挡座的端部用预紧拉杆及联接构件连接并预紧，两托圈挡座与炉壳座有两个侧向接触面，通过增设托圈和炉壳座之间的纵向接触垫块，并且炉壳座在接触垫块受力方向作结构上的加强，增加了第三个弹性纵向接触面，它改变了挡座机构的受力方式，也改善了整个转炉联接系统的受力结构和变形方式，对整个转炉系统产生了根本性的改善，采用三支撑面预应力挡座机构后首先减少甚至消除转炉炉体垂直方向的窜动，增强转炉运转的垂直方向的平稳性，而挡座预应力结构消除了挡座侧向间隙的产生，消除了了转炉炉体在托圈水平方向的振动。