專利名稱：球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種轉爐托圈與爐殼的連接裝置。本裝置應用于轉爐煉鋼設備技 術領域，或其它類似冶煉爐的工藝需求。
背景技術：
轉爐爐殼和托圈的連接裝置是轉爐設備的重要部件，通過它托圈才能帶動爐殼轉 動來完成煉鋼過程中的裝料、取樣、測溫、出渣及出鋼等操作。所以連接裝置應能保證轉爐 在任何傾動位置時，都能將爐殼負荷傳遞到托圈上面，并保持爐殼在托圈中的正確位置，同 時能適應爐殼在軸向和徑向的脹、縮，而不產生晃動，并將爐殼負荷均勻地分布在托圈上， 對爐殼的強度與變形的影響減小到最低限度。當爐殼和托圈變形時，在連接裝置中還可能 引起載荷的重新分布，造成局部過載，連接裝置也要能避免這種變形和破壞。連接裝置還應 便于安裝、加工，具有高的可靠性、維護性和安全性。在煉鋼設備的發(fā)展過程中，國際國內開 發(fā)了很多爐殼與托圈的連接裝置。在大型轉爐上目前較常用的有日本開發(fā)的三點球鉸螺栓 連接裝置、奧鋼聯(lián)球鉸二力桿VAI-CON LINK連接裝置、SMS-Demag彈簧薄帶連接裝置等。1、三點球鉸螺栓連接裝置日本的三點球鉸螺栓連接裝置的連接件布置在托圈上 方，采用帶球面墊圈的自調螺栓將爐殼與托圈連接在一起，三個螺栓在圓周上呈120度布 置，爐殼的垂直重量由三個點來支承。在托圈的上部有三組卡板，下部有四組卡板。當爐殼 產生熱脹冷縮位移時，自調螺栓本身傾斜并靠其球面墊圈自動調位，使爐殼中心位置保持 不變，七組卡板除可使轉爐中心位置保持不變外，當轉爐傾動到水平位置時，也可以把轉爐 的負荷傳給托圈。這種連接裝置的卡板結構，使用中存在限制爐殼相對托圈的脹縮的情況， 且球鉸連接處零件較多，易產生腐蝕，使爐殼傾轉時產生晃動，甚至還發(fā)生球鉸螺栓斷裂、 球面墊圈被壓潰的事故。另外，布置在托圈上部的球鉸螺栓連接裝置不僅不利于上部裙板 的布置，而且抬高了轉爐重心，實際使用時需要在爐底設置配重塊。2、奧鋼聯(lián)球鉸二力桿VAI-CON LINK連接裝置(專利號ZL93117357. 4)該連接 裝置是在托圈與爐殼間設置了 3根垂直、3根(或2根)水平的球鉸二力桿，將爐殼和托圈 以靜定(自由度為0)的方式連接于一體，設計巧妙完美，是目前應用最為廣泛的連接方式。 但因專利的限制，國內引進造價太高。另外，該連接裝置使用的球鉸軸承太多，機加工件、裝 配要求也較高。3、SMS-Demag彈簧薄帶連接裝置該連接裝置是在爐殼的下部設置了 8組彈簧薄 帶，將爐殼以“托籠”的型式與托圈牢固的連接于一體，為避免彈簧薄帶受壓失穩(wěn)，在托圈上 方設置了兩組卡板。該連接方式結構簡單、實用，但爐殼與托圈之間為過約束，爐殼的熱膨 脹受到了一些限制，易產生額外的附加應力。彈簧薄帶板的材質要求很高，目前只能從美國 進口。另外，該連接方式的連接點過多，安裝難度較大。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、可靠性高的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐
3殼的連接裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用技術方案是球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼 的連接裝置，其特征在于它由3-4個連接單元組成；每一連接單元包括耳座、支承軸、滑動套、支承圈、球鉸軸承，耳座與托圈固定連 接，耳座上設有滑動套通孔，滑動套位于滑動套通孔內，滑動套與耳座固定連接，支承軸的 外端部穿入滑動套內，支承軸的內端部與球鉸軸承的內圈固定連接，球鉸軸承的外圈與支 承圈固定連接，支承圈與爐殼固定連接。所述的連接單元為3個時，相互之間成120度夾角。所述的連接單元為4個時，相 互之間成90度夾角。球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其最佳實施方式(不排除其它組合布置 方式)是使用3個連接單元(或稱為球鉸滑桿機構)120°布置將爐殼與托圈牢固的連接于 一體，其連接自由度等于0，整體上把爐殼約束住，對每個連接點局部又能夠讓爐殼自由膨 脹，結構簡單巧妙。從機械原理上分析，對于三點連接的組裝型式，該機構有4個構件(原理圖 中的標號1、2、3、4)，3個球鉸軸承(球鉸副)，3個兩級滑動副(滑動套和支承軸)，每 個支承軸(滑桿)還有一個繞自身軸線轉動的局部自由度，于是，爐殼的自由度F = 4X6-3X3-3X4-3X1 = 0，顯然這種連接的機械原理設計是非常好的。如果考慮轉爐連接 的安全性，以及托圈承載的對稱均勻性，用4個連接單元(或稱為球鉸滑桿機構)來完成托 圈與爐殼的連接也不失為一個較好的方式，當然其連接是超靜定的。支承軸中部的大通風孔與支承圈上的小通風孔是連通的，如果需要，可以從大通 風孔處引入冷卻氣體進行強制冷卻。本實用新型的連接裝置是與現(xiàn)有的“三點球鉸螺栓連接”、“奧鋼聯(lián)球鉸二力桿連 接”、“SMS-Demag彈簧薄帶連接”等連接裝置完全不同的一種新型連接裝置，它利用三點靜 定結構完成了爐殼與托圈的支承連接，沒有其它額外的輔助支承點，結構非常簡單，連接零 件少，可靠性高，且能適應爐殼的自由脹縮，同時該連接裝置完全布置在托圈的下部。歸納起來，本實用新型的有益效果是①本實用新型的連接裝置的零部件非常少，沒有輔助支承結構，結構非常簡單，連 接可靠；②對于設置3個連接單元的爐殼是一靜定結構，轉爐作業(yè)時，不會產生附加應力；③本實用新型的連接裝置能適應爐殼和托圈的變形而帶來的載荷重新分布，避免 局部過載，特別是爐殼受熱時可完全自由膨脹；④連接裝置免維護，即使隨著爐殼變形的增大以及蠕變的累積，該連接裝置仍然 能保持良好的連接特性，無需維護；⑤連接裝置全部設置在托圈的下方，實現(xiàn)全下部吊掛，這易于實現(xiàn)全正力矩設計， 無需在爐殼底部加配重塊；⑥托圈上部沒有輔助支承點，爐體上部罩裙簡單，傾角大，易于爐渣滑落；⑦與現(xiàn)公知的轉爐連接裝置相比，該連接裝置重量輕，軸承少，投資低廉；⑧安裝簡單，連接裝置全部設置在托圈的下部，托圈可從上部套裝到爐殼上，這與 那些托圈上部和下部都設置了連接的方式相比，其安裝要簡單得多。
圖1為本實用新型的結構示意圖(主視圖)；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖2中的A-A剖視圖；圖4為圖3中I部的放大圖；圖5為本實用新型的軸側視圖；圖6為本實用新型的機械原理圖；圖7為本實用新型的另一種實施例的布置圖；圖中件號1_爐殼、2-托圈、3-第一連接單元、4-第二連接單元、5-第三連接單 元、6-傳動端耳軸、7-支承耳軸、8-耳座、9-支承軸、10-滑動套、11-壓蓋、12-支承圈、 13-筋板、14-端蓋、15-球鉸軸承、16-通風大孔、17-通風小孔、18-第一密封圈、19-出鋼 口、20-第二密封圈、21-第四連接單元。
具體實施方式
實施例1 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，它 由3個連接單元(或稱為球鉸滑桿機構)組成(即第一連接單元3、第二連接單元4、第三 連接單元5)；每一連接單元包括耳座8、支承軸9、滑動套10、壓蓋11、支承圈12、筋板13、端蓋 14、球鉸軸承15，耳座8與托圈2固定連接(如焊接)，耳座8上設有滑動套通孔，滑動套10 位于滑動套通孔內，滑動套10與耳座8固定連接(如由螺栓連接)，支承軸9的外端部穿 入滑動套10內(支承軸9能在滑動套10內沿軸線滑動，遠離爐殼1的一端為外端，靠近爐 殼1的一端為內端)，支承軸9的內端部與球鉸軸承15的內圈固定連接(球鉸軸承15的內 圈套裝在支承軸9的內端部，并用端蓋14壓住)，球鉸軸承15的外圈與支承圈12固定連 接(由壓蓋11壓緊固定，壓蓋11由螺栓與支承圈12固定)，支承圈12與爐殼1固定連接 (如焊接)，筋板分別與支承圈12、爐殼1焊接(起加固作用)。所述的支承軸9的內端由螺栓與端蓋14固定連接，端蓋14與支承圈12之間設有 第一密封圈18，支承軸9上設有通風大孔16，通風大孔16與端蓋14上中部的孔相通，支承 圈上設有通風小孔17。球鉸軸承15的外圈的內端與支承圈12上的擋肩相接觸，球鉸軸承 15的外圈的外端與壓蓋11相接觸，壓蓋11由螺栓與支承圈12固定，壓蓋11與支承軸9之 間設有第二密封圈20。3個連接單元均布(即第一連接單元3、第二連接單元4、第三連接單元5)，相互之 間成120度夾角(如圖2所示)。位于爐殼1的出鋼口 19側的連接單元(第二連接單元 4、第三連接單元5)與轉爐中心的連線與耳軸軸心線(傳動端耳軸6和支承耳軸7的軸心 線)的夾角為25° 45°。在爐殼的垂直方向上，連接單元布置在爐殼、以及爐殼內部耐 材等的重心位置。傾動式轉爐含有一個托圈2、傳動端耳軸6和支承耳軸7 (兩個承重耳軸)，托圈2 環(huán)繞在轉爐爐殼1的周圍且與爐殼相隔一定距離，兩個承重耳軸設置在徑向上互相相對的位置上，轉爐爐殼1由3個連接單元支承在托圈2上。每一個連接單元設計成一種球鉸滑 桿機構，支承軸(或稱滑桿)9的一端通過一個球鉸軸承15以萬向鉸接的方式與固定在爐 殼上的支承圈(或稱懸盤)12鉸接連接，支承軸(滑桿)9的另一端與固定在托圈上的耳座 8滑動連接。實施例2 如圖7所示，所述的連接單元為4個(即第一連接單元3、第二連接單元4、第三連 接單元5、第四連接單元21)，均布，相互之間成90度夾角。連接單元與轉爐中心的連線與 耳軸軸心線(傳動端耳軸6和支承耳軸7的軸心線)的夾角為25° 45°。在爐殼的垂 直方向上，連接單元布置在爐殼、以及爐殼內部耐材等的重心位置。
權利要求球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于它由3 4個連接單元組成；每一連接單元包括耳座(8)、支承軸(9)、滑動套(10)、支承圈(12)、球鉸軸承(15)，耳座(8)與托圈(2)固定連接，耳座(8)上設有滑動套通孔，滑動套(10)位于滑動套通孔內，滑動套(10)與耳座(8)固定連接，支承軸(9)的外端部穿入滑動套(10)內，支承軸(9)的內端部與球鉸軸承(15)的內圈固定連接，球鉸軸承(15)的外圈與支承圈(12)固定連接，支承圈(12)與爐殼(1)固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的支承軸(9)的內端由螺栓與端蓋(14)固定連接，端蓋(14)與支承圈(12)之間設有第一 密封圈(18)，支承軸(9)上設有通風大孔(16)，通風大孔(16)與端蓋(14)上中部的孔相 通，支承圈上設有通風小孔(17)。
3.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的球鉸軸承(15)的外圈的內端與支承圈(12)上的擋肩相接觸，球鉸軸承(15)的外圈的外 端與壓蓋(11)相接觸，壓蓋(11)由螺栓與支承圈(12)固定，壓蓋(11)與支承軸(9)之間 設有第二密封圈(20)。
4.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的連接單元為3個時，相互之間成120度夾角。
5.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的連接單元為3個時，位于爐殼(1)的出鋼口(19)側的連接單元與轉爐中心的連線與耳軸 軸心線的夾角為25° 45°。
6.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的連接單元為4個時，相互之間成90度夾角。
7.根據(jù)權利要求1所述的球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于所述 的連接單元為4個時，連接單元與轉爐中心的連線與耳軸軸心線的夾角為25° 45°。
專利摘要本實用新型涉及一種轉爐托圈與爐殼的連接裝置。球鉸懸盤型轉爐托圈與爐殼的連接裝置，其特征在于它由3-4個連接單元組成；每一連接單元包括耳座、支承軸、滑動套、支承圈、球鉸軸承，耳座與托圈固定連接，耳座上設有滑動套通孔，滑動套位于滑動套通孔內，滑動套與耳座固定連接，支承軸的外端部穿入滑動套內，支承軸的內端部與球鉸軸承的內圈固定連接，球鉸軸承的外圈與支承圈固定連接，支承圈與爐殼固定連接。本實用新型具有結構簡單、可靠性高、免維護、轉爐作業(yè)時不會產生附加應力的特點。
文檔編號C21C5/46GK201648441SQ20102014668
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者嚴國平, 劉斌奇, 葉理德, 宋曉燕, 張文, 徐時棟, 李貝, 杜斌, 田兆營, 盛正平, 盛漢橋, 邵遠敬, 陶有能 申請人:中冶南方工程技術有限公司