專利名稱：四點懸掛式轉爐連接裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冶煉機械設備，特別是一種轉爐爐體的支撐裝置， 具體的是轉爐爐體與托圏之間的連接裝置。
背景技術：
國內外大中小型轉爐有多種連接裝置，目前使用的主要有如下四種 上部三點球鉸、耳軸端二點支承、下部八點彈簧拉板、下部三點懸掛。以 上連接裝置有如下不足之處
上部三點球鉸型式是目前國內外應用最廣泛的聯接裝置，但其七付水 平限位部件不能很好地滿足爐體的受熱膨脹引起的熱變形，爐體在出鋼/加 料/倒渣等旋轉過程中引起不正常的撞擊噪音。
耳軸端二點支承型式的受力點少，每點的平均受力很大，這對爐殼的 壁厚和材質性能提出了更高的要求，對爐殼的強度剛度產生不利影響。
下部八點彈簧拉板型式的受力點太多，現場安裝時難以保證其八點受 力均勻，并且在爐體倒渣爐口向下倒立時，其8個彈簧拉板的剛度和穩定 性不如其它幾種型式。
下部三點懸掛型式的二點水平限位部件共含2個長連桿、2個爐殼支 座、2個托圈支座、4個銷軸、12個關節軸承等，由于爐體在倒渣/出鋼/ 加料等旋轉過程中，爐殼的重力在2個長連桿處將產生巨大的彎矩M， 一般 情況下當爐口旋轉到水平位置時，2個長連桿處的彎矩M連桿- (1. 6 ~ 1. 8)M 傾動，式中M傾動為轉爐的最大傾動力矩，M連桿為轉爐在傾動過程中二連桿產生 的最大彎矩；此彎矩M絲將對二點水平限位部件產生很大的內應力，國內 某鋼廠此處的構件就出現過斷裂的事故。
實用新型內容
針對現在轉爐爐體與托圈之間的連接裝置存在不能很好地解決熱變形 的問題，由于支承點少而對爐殼要求高，由于受力點多而受力不均以及三 點懸掛連接方式容易出現斷裂情況等問題，本實用新型提供一種連接裝置, 可以較好地解決上述問題。
本實用新型所述目的是通過如下方案實現的
一種四點懸掛式轉爐連接裝置，爐體與托圈之間釆用四個懸掛支承點 進行連接，四個懸掛支承點沿爐體周向均勻分布。
上述四個懸掛支承點的設置位置分別是驅動側耳軸附近一個，從動 側耳軸附近一個，出鋼側附近一個，加料側附近一個；且所有懸掛支承點 都布置在托圈的下部。
前述結構中，驅動側耳軸與從動側耳軸附近的懸掛支承結構是相同的， 具體結構如下耳軸處的托圈正下方焊接有托圏主連接耳板，爐殼上的相
應位置焊接有爐殼主連接耳板，托圈主連接耳板與爐殼主連接耳板方向垂 直；還包括十字交叉連接板，所述十字交叉連接板的上下兩端分別與托圈 主連接耳板和爐殼主連接耳板通過銷軸連接，所述銷軸與十字交叉連接板 之間安裝有關節球面標準軸承，并通過軸套進行相對位置限位固定。
前述結構中，出鋼側附近與加料側附近的懸掛支承結構是相同的，具 體結構如下出鋼側附近與加料側附近的托圈正下方焊接有托圈主連接耳 板，位于托圈主連接耳板正下方的爐殼上焊接有爐殼連接架，托圈主連接 耳板與爐殼連接架方向垂直；還包括主支承螺栓，所述主支承螺栓的上端 與托圈主連接耳板通過銷軸連接，在主支承螺栓的下端螺紋連接有上部螺 母和下部螺母，所述爐殼連接架設置在上部螺母與下部螺母之間，在爐殼
連接架與下部螺母之間還設置有調整預緊力的碟簧組。同時，在爐殼連接 架與上部螺母之間安裝有上軸承，爐殼連接架與碟簧組之間安裝有下軸承; 所述上軸承上表面設置有內凹槽，內凹槽內設置有碟簧；所述上軸承與上 部螺母之間安裝有碟簧墊板，所述碟簧墊板與上軸承的上表面積相等。 本實用新型除提供上述四個懸掛支承點及具體結構外，進一步地提供
了一種對爐殼進行水平限位的裝置，所述水平限位裝置為四組驅動側耳
軸的上方和下方各一組且沿耳軸水平線對稱設置，從動側耳軸的上方和下
方各一組且沿耳軸水平線對稱設置；每組水平限位裝置為兩個，每組中的 兩個水平限位裝置分別設置在耳軸兩惻且以耳軸垂直線為中心對稱設置。 每個水平限位裝置的具體結構如下-.
在托圈上固定有止動架，與止動架位置對應的爐殼上固定有楔形板， 楔形板與止動架之間設置有楔形塊；所述楔形塊前端與爐殼接觸，后端安
裝有彈簧組件。
所述彈簧組件的結構為，它包括碟簧壓板，所述碟簧壓板與止動架固 定為一體，具體固定方式可以選擇碟簧壓板與止動架之間通過可調螺栓進 行連接；所述碟簧壓板上設有中心孔，導桿的一端穿過此中心孔，導桿的 另一端與楔形塊相接觸；所述導桿上固定有碟簧檔板，在碟簧壓板和碟簧
檔板之間設置有碟簧組。
對前述水平限位結構，進一步優化的方案為，在碟簧檔板上固定導桿 擋板，導桿擋板的邊緣伸出至碟簧擋板邊緣之外；在止動架上設置有調整 螺栓，調整螺栓設置在導桿擋板邊緣的運動方向上。
本實用新型的基本功能是將轉爐殼體與托圈聯接在一起，釆用了四個 懸掛支承點進行支承的連接方式，相對于二點和三點支承，本實用新型降
低了對爐殼壁厚和材質性能的要求，因此降低了生產成本；同時，本實用
新型釆用不同的主懸掛和副懸掛結構，保證了各個受力點達到預設的受力 分配。所述四個懸掛支承點主要承受殼體的重力，不承受扭矩和彎矩，它 的受力大小隨殼體旋轉角度的變化而相應變化。同時，本實用新型提供的 水平限位裝置，以碟簧彈性限位為主，以剛性限位為輔來補償爐體的熱變 形，其主要承受殼體的重力和抵消殼體的重力重心在旋轉過程中產生的巨 大力矩，其受力大小也隨殼體旋轉角度的變化而相應變化。本實用新型結 構新穎、自由度高，受力分布合理，能夠安全可靠地將殼體與托圈聯接在 一起，并能在不間斷吹煉的情況下在轉爐的任何位置進行熱變形補償，因 此保證了煉鋼的順利進行，利于推廣應用。
圖1是應用本實用新型所述連接裝置的轉爐直立工作狀態時的結構示
意圖2是圖l的A向視圖3是圖1的B向視圖4是應用本實用新型所述連接裝置的轉爐倒立工作狀態時的結構示
意圖5是本實用新型所述主懸掛的結構示意圖； 圖6是圖5的A向視圖； 圖7是本實用新型所述彈性副懸掛的結構示意圖； 圖8是圖7的A向視圖9是本實用新型所述水平限位裝置的結構示意圖； 圖IO是圖9的仰視圖； 圖ll是圖10的左視圖。
其中爐體l，托圈2，驅動側耳軸3，從動側耳軸4，出鋼側5，加料
主懸掛C的結構包括托圈主連接耳板8，爐殼主連接耳板9，十字交 叉連接板IO,銷軸ll，關節球面標準軸承12，軸套13;
彈性副懸掛D的結構包括托圈主連接耳板14,爐殼連接架15,銷軸 17，主支承螺栓18，上部螺母19，下部螺母20，碟簧組21，上軸承22， 下軸承23，碟簧24,碟簧墊板25;關節球面標準軸承37;
水平限位裝置E的結構包括止動架26,楔形板27，楔形塊28,彈簧 組件29，碟簧壓板30,可調螺栓31,導桿32,碟簧34,導桿擋板35,調 整螺栓36。
具體實施方式
以下結合附圖詳細闡述本實用新型優選的實施方式。
參照圖1至圖4，四點懸桂式轉爐連接裝置，爐體l與托圈2之間釆用 四個懸掛支承點進行連接，四個懸掛支承點沿爐體1的周向上均勻分布。 上述四個懸掛支承點的設置位置分別是驅動側耳軸3附近一個，從動側 耳軸4附近一個，出鋼側5附近一個，加料側6附近一個；且所有懸掛支 承點都布置在托圈2的下部。
關于四個懸掛支承點，驅動側耳軸與從動側耳軸附近的懸掛支承點的 結構是相同的，我們在此稱為主懸掛C;在出鋼側附近與加料側附近的懸掛 支承結構是相同的，我們在此稱為彈性副懸掛D;因此，本實用新型的四個 懸掛支承點包括兩個主懸掛C和兩個彈性副懸掛D。
主懸掛C具有空間交叉運動的二維自由度，它的具體結構如下參照 圖1,圖3,圖4，圖5和圖6，耳軸處的托圈正下方焊接有托圏主連接耳 板8,爐殼上的相應位置焊接有爐殼主連接耳板9，托圏主連接耳板8與爐 殼主連接耳板9方向垂直；還包括十字交叉連接板10,所述十字交叉連接
板10的上下兩端分別與托圏主連接耳板8和爐殼主連接耳板9通過銷軸11
連接，所述銷軸11與十字交叉連接板10之間安裝有關節球面標準軸承12, 并通過軸套13進行相對位置限位固定。
十字交叉連接板10使兩個銷軸11作空間立交運動，使爐體的熱膨脹 變形分別在X、 Y方向有充分的自由度即滿足爐體熱變形。
彈性副懸掛D的具體結構如下參照圖l,圖3,圖4，圖7,圖8,出 鋼側附近與加料側附近的托圈正下方焊接有托圈主連接耳板14,位于托圈 主連接耳板14正下方的爐殼上焊接有爐殼連接架15,托圈主連接耳板14 與爐殼連接架15方向垂直；還包括主支承螺栓18,所述主支承螺栓18的 上端與托圏主連接耳板14通過銷軸17連接，銷軸17與主支承螺栓18之 間安裝有關節球面標準軸承37，它可以使爐體的膨脹變形在Y方向有充分 的自由度；在主支承螺栓18的下端螺紋連接有上部螺母19和下部螺母20, 爐殼連接架15設置在上部螺母19與下部螺母20之間，在爐殼連接架15 與下部螺母20之間還設置有調整預緊力的碟簧組21,此處碟簧組的彈簧壓 縮力可以在0~ 985 口屯范圍內調整。
在爐殼連接架15與上部螺母19之間安裝有上軸承22,爐殼連接架15 與碟簧組21之間安裝有下軸承23，所述上軸承22和下軸承23都是關節球
面非標軸承，它們可以使爐體的熱膨脹變形在任何方向有一定的自由度； 所述上軸承22上表面設置有內凹槽，內凹槽內設置有一個碟簧24;所述上 軸承22與上部螺母19之間安裝有碟簧墊板25，所述碟簧墊板25與上軸承 22的上表面積相等。所述碟簧24的彈簧壓縮力可以在0~ 98. 5噸范圍內調 整。可以設定預緊力為20~30噸，使碟簧墊板25剛好貼住關節球面非標 上軸承22的端面，防止上部螺母19的預緊力過大產生不利的內力，當爐 體傾動倒立過程中，使關節球面非標上軸承22承受壓力托住爐體的部分重 量，即本實用新型所述彈性副懸掛具有自由度高/滿足爐體熱變形和碟簧緩 沖的性能。
上述結構中，優選的設計方案是兩個主懸掛C分別承受爐體自重總載 荷的3/10;兩個彈性副懸掛D分別支承爐體自重總載荷的2/10，具體的兩
個彈性副懸掛的受力大小可根據碟簧組剛度和壓縮量來調節，避免四點出 現靜不定問題。
上述四點懸掛的受力點分布使托圈承受的最大彎矩M ^大大減小，尤 其是二個主懸掛支承裝置承受了大部分爐體載荷，并且布置在兩側耳軸附 近，這樣可減少爐體載荷在托圏上產生的彎矩和彎曲應力，使托圈(同等 截面尺寸相比較)的剛度和強度大大增強。根據計算四點懸掛在托圈上產生
的最大彎矩M^約為三點懸掛彎矩M^,的三分之二，即M^點-2/3XMs點。
本實用新型除提供上述四個懸掛支承點及具體結構外，進一步地提供 了一種對爐殼進行水平限位的裝置E，所述水平限位裝置E為四組設置位 置參照圖l，圖2，圖3，圖4，驅動側耳軸3的上方和下方各一組且沿耳 軸水平線對稱設置，從動側耳軸4的上方和下方各一組且沿耳軸水平線對 稱設置；每組水平限位裝置為兩個，每組中的兩個水平限位裝置分別設置 在耳軸兩側且以耳軸垂直線為中心對稱設置。因此，四付水平限位一方面 在托圈高度上沿耳軸中心線呈上下對稱分布，另一方面沿耳軸中心線呈前 后對稱分布。
每個水平限位裝置E的具體結構參照圖9，圖10，圖ll:
在托圈上固定有止動架26，與止動架26位置對應的爐殼上固定有楔形 板27,楔形板27與止動架26之間設置有楔形塊28;所述楔形塊28前端 與爐殼或固定在爐殼上的耳板接觸，后端安裝有彈簧組件29。每個水平限 位主要利用楔形塊28的自鎖(楔形塊的夾角< 自鎖摩擦角)來進行工作； 當楔形塊的楔角《自鎖摩擦角時楔形塊的壓力面托住爐體且抵消爐體的重 力，優選楔形塊的夾角a 3~12° ;彈簧組件29的彈簧力可以使楔形塊 始終緊貼著爐體恢復到正中位置；
所述彈簧組件29的結構為，它包括碟簧壓板30,所述碟簧壓板30與 止動架26之間通過可調螺栓31進行連接；
位于楔形塊尾端處的止動架上設有中心大孔，碟簧壓板上設有中心小 孔，中心小孔的位置處于遠離楔形塊28的中心大孔的另一端；
還包括具有大直徑端32-1和小直徑端32-2的導桿32,所述導桿的大 直徑端32-1設置在止動架的中心大孔內，導桿的小直徑端32-2設置在碟 簧壓板30的中心小孔內，在導桿的大直徑端32-1與碟簧壓板30之間安裝 有碟簧組34;導桿32的尾端與楔形塊28相接觸。四付水平限位的碟簧組 34的彈性使楔形塊28可補償爐體的熱膨脹變形，防止爐體的熱膨脹變形產
生附加的內應力。
對前述水平限位結構，進一步優化的方案為，導桿的大直徑端32-l上 固定有導桿擋板35,導桿擋板35的邊緣伸出至導桿大直徑端32-1的邊緣 之外；在止動架上設置有調整螺栓，調整螺栓設置在導桿擋板35邊緣的運 動方向上。
每付水平限位有三道"防線"進行限位止動工作；當爐體在傾動過程 中，爐體巨大的重力將擠壓楔形塊，為了防止4個楔形塊退卻和安全托住 爐體，水平限位設計了如下三道"防線"
第一道"防線"利用楔形塊與止動架26、楔形板27之間的摩擦力進 行自鎖；
第二道"防線"利用彈簧組件29的彈性力頂住楔形塊，防止爐體在 傾動過程中楔形塊震動松卸；在現場安裝烘爐階段，優選控制每個碟簧組 的預緊彈性力F=5噸，每個碟簧組的額定彈性力F額定=42. 6噸；
第三道"防線"在現場安裝烘爐階段，將螺栓36前端頭與導桿擋板 35之間的間隙調節為5mm;即楔形塊只能后退5mm，螺栓36就頂住導桿擋板 35，使楔形塊不能再繼續后退。
當爐體從任何位置傾動到豎直位置時，四付水平限位的8個碟簧組34 的彈性力驅動8個楔形塊使爐體復位到正中間位置，即本四付水平限位具 有滿足熱變形和碟簧補償復位性能。
另外，上述實施方式只是對本實用新型的示例性說明而并非限定它的 保護范圍，本領域人員可以對本實用新型做局部結構的等同替換，都在本 專利的保護范圍之內。
權利要求1. 一種四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于爐體與托圈之間采用四個懸掛支承點進行連接，四個懸掛支承點沿爐體周向均勻分布。
2. 根據權利要求l所述的四點懸桂式轉爐連接裝置，其特征在于四個 懸掛支承點的設置位置分別是驅動側耳軸附近一個，從動側耳軸附近一 個，出鋼側附近一個，加料側附近一個；且所有懸掛支承點都布置在托圏 的下部。
3. 根據權利要求2所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于驅動 側耳軸與從動側耳軸附近的懸掛支承結構為耳軸處的托圈正下方焊接有托圈主連接耳板，爐殼上的相應位置焊接 有爐殼主連接耳板，托圈主連接耳板與爐殼主連接耳板方向垂直；還包括十字交叉連接板，所述十字交叉連接板的上下兩端分別與托圈 主連接耳板和爐殼主連接耳板通過銷軸連接。
4. 根據權利要求3所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于所述銷軸與十字交叉連接板之間安裝有關節球面標準軸承，并通過軸套進行相 對位置限位固定。
5. 根據權利要求2所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于出鋼 側附近與加料側附近的懸掛支承結構為出鋼側附近與加料側附近的托圈正下方焊接有托圏主連接耳板，位于 托圏主連接耳板正下方的爐殼上焊接有爐殼連接架，托圏主連接耳板與爐 殼連接架方向垂直；還包括主支承螺栓，所述主支承螺栓的上端與托圏主連接耳板通過銷 軸連接，在主支承螺栓的下端螺紋連接有上部螺母和下部螺母，所述爐殼 連接架設置在上部螺母與下部螺母之間，在爐殼連接架與下部螺母之間還 設置有調整預緊力的碟簧組。
6. 根據權利要求5所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于爐殼連接架與上部螺母之間安裝有上軸承，爐殼連接架與碟簧組之間安裝有下 軸承；所述上軸承上表面設置有內凹槽，內凹槽內設置有碟簧；所述上軸承 與上部螺母之間安裝有碟簧墊板，所述碟簧墊板與上軸承的上表面積相等。
7. 根據權利要求1至6任意一項所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于還包括水平限位裝置，具體結構為所述托圈上固定有止動架，與止動架位置對應的爐殼上固定有楔形板，楔形板與止動架之間設置有楔形塊；所述楔形塊前端與爐殼接觸，后端安 裝有彈簧組件。
8. 根據權利要求7所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于 所述彈簧組件包括碟簧壓板，所述碟簧壓板與止動架之間通過可調螺栓進行連接；位于楔形塊尾端處的止動架上設有中心大孔，碟簧壓板上設有中心小 孔，中心小孔的位置處于遠離楔形塊的中心大孔的另一端；還包括具有大直徑端和小直徑端的導桿，所述導桿的大直徑端設置在 止動架的中心大孔內，導桿的小直徑端設置在止動架的中心小孔內，在導 桿的大直徑端與碟簧壓板之間安裝有碟簧組；導桿的尾端與楔形塊相接觸。
9. 根據權利要求8所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于導桿 的大直徑端上固定有導桿擋板，導桿擋板的邊緣伸出至導桿大直徑端的邊 緣之外；在止動架上設置有調整螺栓，調整螺栓設置在導桿擋板邊緣的運 動方向上。
10. 根據權利要求7所述的四點懸掛式轉爐連接裝置，其特征在于所 述水平限位裝置為四組驅動側耳軸的上方和下方各一組且沿耳軸水平線 對稱設置，從動側耳軸的上方和下方各一組且沿耳軸水平線對稱設置；每組水平限位裝置為兩個，每組中的兩個水平限位裝置分別設置在耳 軸兩側且以耳軸垂直線為中心對稱設置。
專利摘要四點懸掛式轉爐連接裝置，涉及一種冶煉機械設備。針對現在轉爐爐體與托圈之間的連接裝置存在不能很好地解決熱變形的問題，由于支承點少而對爐殼要求高，由于受力點多而受力不均以及三點懸掛連接方式容易出現斷裂情況等問題，本實用新型提供一種四點懸掛式轉爐連接裝置，在爐體與托圈之間采用四個懸掛支承點進行連接，四個懸掛支承點沿爐體周向均勻分布。使用本實用新型所述連接裝置降低了對爐殼壁厚和材質性能的要求，因此降低了生產成本；同時，本實用新型結構新穎、自由度高，受力分布合理，能夠安全可靠地將殼體與托圈聯接在一起，并能在不間斷吹煉的情況下在轉爐的任何位置進行熱變形補償，因此保證了煉鋼的順利進行，利于推廣應用。
文檔編號C21C5/42GK201209149SQ20082006770
公開日2009年3月18日 申請日期2008年6月11日 優先權日2008年6月11日
發明者徐祖敦 申請人:中冶南方工程技術有限公司