专利名称：一种转炉的三支撑面预应力挡座机构的制作方法
技术领域：
本实用新型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l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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型主要由托圈、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。采用本实用新型后可大大提 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。 本实用新型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，且与本实用新型挡座安装在同侧，
3两组本实用新型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，炉壳座接触支撑面A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，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。 本实用新型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。 本实用新型增设了一个炉壳挡座与托圈的直接接触的纵向支撑面，该结构改变并 优化了整个转炉系统工作过程中的受力和变形状态。它以简单的方法减少甚至消除转炉炉 体在托圈在纵向垂直方向的窜动，增强转炉运转的平稳性，减少转炉设备的维护，并有效降 低转炉吊挂机构的载荷和波动幅度，提高转炉整体的安全性，是一种在转炉上具有推广价 值的新技术。
图1是现有技术的主视图； 图2是本实用新型的下吊挂实施例； 图3是本实用新型的上支撑实施例； 图4是本实用新型的配合实施例。 图中，件1为托圈，件2为炉壳，件3为托圈挡座，件4为炉壳座、件5为预紧拉杆、 件6为联接构件、件7为纵向接触垫块、件8为侧向接触垫块、件9 (9-1和9-2)为炉壳吊挂 机构。
具体实施方式
以下结合附图2、3和4对本实用新型的具体实施例作进一步说明 附图2是本实用新型的下吊挂实施例 每组托圈挡座机构托圈挡座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，并拧紧螺母在预紧预紧拉杆5中产生 一定的预紧力，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之间有两处侧向 接触垫块8，侧向接触支撑面A在托圈挡座3和炉壳座4之间。 在托圈1与炉壳座4之间，安装有纵向接触垫块7，纵向接触支撑面B在托圈1与 炉壳座4之间。安装时，允许托圈1和炉壳座4通过纵向接触垫块7的纵向接触支撑面B 接触或保持少量间隙。纵向接触垫块7数量至少为一块。 3 4组炉壳吊挂机构9-l按一定角度分布在托圈1的下方，两组挡座机构安装在 炉壳吊挂机构9-l同侧的托圈1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A基本不受力，纵向接触支撑面B接 触或保持少量间隙且基本不受力，其载荷基本由炉壳吊挂机构9-l承受，此时托圈1已经有 接近最大的向下的纵向弹性位移(变形)； 当炉壳2向左倾动时，炉壳座4通过左侧接触支撑面A把载荷传到左边托圈挡座3 上；当炉壳2向右倾动时，炉壳座4通过右侧接触支撑面A把载荷传到右边托圈挡座3上； 随着倾动角度加大，该侧向接触面A的受力也加大，到炉壳2倾动到90°时，侧向挡座接触 面A的受力最大，炉壳吊挂机构9-1的受力减小。 当转炉倾动到一定角度后，由于炉壳吊挂机构9-l中的载荷进步减小，托圈1的纵 向弹性位移(变形)的逐步恢复，纵向接触支撑面B会逐步贴合紧密并逐步受载荷，尤其是 炉壳2转动90 180°时，托圈1的纵向弹性位移的逐步向另一方向变形为负值，此时，纵 向接触支撑面B上的载荷会达到最大，由于纵向接触垫块7随本挡座机构安装在托圈2的 耳轴两端，而炉壳吊挂机构9-1安装在托圈的中部，当炉壳2转动至 180°时 60%的炉 壳2的重力载荷为纵向接触垫块7上的纵向接触支撑面B所承受，炉壳吊挂机构9-1中的 载荷大大减小，并且炉壳2在托圈1中沿着炉壳2轴线的位移会受到中部接触垫块7上的 接触支撑面B的约束，这就减小或消除了炉壳2在托圈1中沿着炉壳2轴线的纵向位移错 动，在侧向接触支撑面A的相对位移也会大大减小，从而消除炉壳2在转动过程中的磨擦异 响和冲击。理论分析和实际测定数据表明没有安装纵向接触垫块7时，炉壳2在托圈1中 沿着炉壳2轴线的最大纵向位移错动量达8 14mm，安装纵向接触垫块7后， 一般可留lmm 左右间隙，也可填满，考虑炉壳2和炉壳座4的弹性变形及受力状态，其该纵向错动量可控 制在1 2mm内，其效果极其良好。 为适应炉壳2及相关受力结构的不规则变形，纵向接触垫块7和侧向接触垫块8 也可以作成球面自适应结构。 图3是本的上支撑实施例，炉壳吊挂机构9-2在托圈1的上方，在托圈1上方安装
托圈挡座3，本实用新型的三支撑面预应力挡座机构安装在托圈1的上方。 值得注意的是三支撑面预应力挡座机构一般安装在两耳轴处的托圈1位置，其
数量以两组为宜，并与炉壳吊挂机构9在托圈上的上下安装方位一致即炉壳吊挂机构9在
托圈1上方，本实用新型安装在托圈1上方；炉壳吊挂机构9在托圈1下方，则本实用新型安装在托圈1下方。 图4是本实用新型与预应力挡座机构(ZL200720188412. 8)及吊挂机构等的配合 实施例 在托圈1的上方安装ZL200720188412. 8的预应力挡座机构，托圈1的下方安装本
实用新型的三支撑面预应力挡座机构，吊挂机构9-1安装在托圈1的下方。 托圈上方的挡座可不采用三支撑面挡座机构，因为安装更多的三支撑面挡座机构
不会产生进一步的明显改善。 本实用新型有效约束了炉体在托圈中的侧向间隙和纵向弹性位移，提高了转炉运 行平稳性，提高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。 三支撑面预应力挡座机构的适应范围并不仅仅限于本专利申请所示实施例，它可 适用于由各种吊挂机构与挡座配合的转炉吊挂系统中，其效果是一致的。
权利要求一种转炉三支撑面预应力挡座机构，主要由托圈(1)、炉壳(2)、托圈挡座(3)和炉壳座(4)组成，其特征在于两托圈挡座(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，在炉壳座(4)和托圈挡座(3)之间各有一侧向接触垫块(8)，在炉壳座(4)和托圈(1)之间有纵向接触垫块(7)。
2. 根据权利要求1所述的转炉三支撑面预应力挡座机构，其特征在于通过所述的侧 向接触垫块(8)，炉壳座(4)和托圈挡座(3)之间存在两个侧向接触支撑面A，通过纵向接 触垫块(7)，炉壳座(4)和托圈(1)之间存在纵向接触支撑面B。
3. 根据权利要求1所述的转炉三支撑面预应力挡座机构，其特征在于两侧所述的托 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 在所述的托圈挡座(3)之间，炉壳座(4)与所述的托圈挡座(3)的侧向接触支撑面A在托 圈挡座(3)和炉壳座(4)之间。
4. 根据权利要求1所述的转炉三支撑面预应力挡座机构，其特征在于所述的纵向接 触垫块(7)和所述的侧向接触垫块(8)为球面自适应结构。
5. 根据权利要求1所述的转炉三支撑面预应力挡座机构，其特征在于所述的纵向接 触垫块(7)数量至少为一块。
6. 根据权利要求1所述的转炉三支撑面预应力挡座机构，其特征在于所述的两托圈 挡座(3)安装在两耳轴处的托圈(1)表面上，并与炉壳吊挂机构(9)在托圈上的上下安装 方位一致。
专利摘要本实用新型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。主要由托圈、炉壳、托圈挡座和炉壳座构件组成，托圈挡座焊接在托圈上，炉壳座焊接在炉壳上，两侧托圈挡座的上部用预紧拉杆及联接构件连接并向内侧预紧，炉壳座被夹持在托圈挡座之间，炉壳座与托圈挡座的有两个侧向接触支撑面，在托圈和炉壳座之间，另设有纵向接触垫块，使得托圈和炉壳座之间，有一个纵向接触支撑面。本实用新型有效约束了炉体在托圈中的侧向间隙和纵向弹性位移，提高了转炉运行平稳性，提高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。
文档编号C21C5/46GK201459179SQ20092012734
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者王翔, 黄其明 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司