[发明专利]可换式转炉

说明书

本发明属于冶金炉，特别适用于炼钢的氧气顶吹或顶底复合吹炼的炼钢转炉。

氧气顶吹转炉是国内外炼钢生产的主要方法。为了提高产量、降低成本、对于大型炼钢厂，为实现二吹二或一吹一的生产方式，多采用可换式转炉，即在一个炉役结束时，采用整体更换炉体的方式，将不能继续吹炼的待修炉体从托圈内取出，移至修炉炉位，再将事先准备好的炉体装入托圈内继续吹炼生产。为不增加炼钢车间的起重和运输设备能力，使用可换式转炉时，需要一系列与之配套的辅助设备，如：换炉车、拆炉机、活动支撑装置等。

1984年《Stekmaking conference proceedings》介绍了德国曼内斯曼钢管公司胡京根炼钢的可换式转炉。此炉由德马克公司制造两台容量为220吨的转炉、年产钢达408万吨。此炉炉底为可拆卸的。转炉炉帽采用水冷以防变形。对于可换式转炉系统来说，转炉炉体同托圈的固定方式很重要。德马克可换式转炉采用细钢筋束锁定炉子和托圈(见德国专利2905283)转炉炉体两侧各有4根钢筋束，2个垫片和1个负载吊耳将炉体固定在托圈上。更换转炉时，用液压装置将待更换的转炉从托圈上卸开拆出，将新炉子装上。

连接炉体和托圈的钢筋束为柔性杆件，在DE2905283的图3，图4示出的结构。

炉壳和托圈之间用固定在炉体上的突出块、托圈上的支架和钢筋束联接。

德马克的交流资料中介绍说，为了防止炉壳与托圈的相对滑移，在耳轴侧的托圈底部，对称装有两承载销，它们插入支架的二个孔内。一只销固定，另一只可在轴向移动，这样既可使炉壳在冶炼时能自由滑动，又能使炉壳与托圈保持相对的安装位置。

在耳轴左右侧的两根拉杆之间，各装有一个可径向位移的球形支承关节。

上述现有技术提出了承载销和球形支承关节，但没有详细的图示，并且存在有明显的不足。如：连接托圈与炉壳的柔性杆件(钢筋束)横向受力状况不够合理，托圈与炉壳之间安装对位困难，承载销由于一只固定，另一只可在轴向移动，在某种程度上约束了炉壳受热膨胀的自由位移。

本发明的目的就是为克服炉体变形后产生的偏转位移，托圈与炉壳安装对应困难等技术问题，具体设计托圈与炉壳之间球形支撑装置和转炉倾动时承载的倾翻销。

本发明的可换式转炉图1包括转炉炉壳，托圈、驱动装置和吹炼系统等。炉壳1与托圈2用柔性杆件装置(钢筋束)4，球形支撑装置5和倾翻销装置3连接成一个整体。炉壳是由水冷炉口、水冷炉帽、炉体托架、活动炉底等组成。

球形支撑装置是可换式转炉应用的关键部份，托圈与炉壳在柔性杆件的预拉紧下通过球形支承装置使其贴紧固定，由于可换式转炉炉壳与托圈用四组八根柔性杆件连接，故设计四组球形支撑装置分别装在两根柔性拉杆之间，球形支撑装置由三部分组成图2，支承座6，半球体7和球体座9，支承座用耐热CrMO合金钢锻造成形与托圈焊接后加工，支承座表平面热处理，热处理硬度HB300-350。半球体，安装在支承座和球体座之间。半球体上平面与支承座平面相接触，球面与球体座的球面相接触，半球体用耐热CrMO钢制造并整体热处理，热处理硬度视炉体容积大小和负载而定。球体座与炉壳支架焊接为一体，球体座分两件制造用螺栓8连接成整体，便于安装和更换，球底座的球面深度为球体的一半并经热处理，支承座与球体座两端部间距是靠半球体来实现的，其间距大小视炉体容量及其在热应力下变形与托圈产生位移偏角来确定，理想的间距是当炉壳与托圈位移偏角5-8°范围内，使支承座与球体座顶部不相碰。为克服托圈支承座与球体座因制造误差而产生不同轴度，支承座的直径适当的大于半球体的直径。

采用本发明，使连接炉壳与托圈的柔性杆件相对位置更加准确，在预应力和炉体膨胀变形时，柔性杆件受力和变形更合理，柔性杆件受预紧力到一定值时，托圈与炉壳会可靠的连接为整体，并能防止转炉倾倒时托圈与炉壳产生相对位移。

冶炼时炉壳在高达200-400℃条件下工作，不仅在炉体高度方向，而且在周围及半径方向都存在着温度梯度，由于此温度梯度导致炉壳各部份不同的热膨胀使其产生热应力变形，采用本发明装置，能够随炉壳的变形自由的与托圈发生位移角度变化，使炉壳与托圈仍保持柔性杆件在预应力拉紧时的贴紧度，转炉保持正常操作。

倾翻销是可换式转炉的另一重要组成部份如图3，是由销体10和凹形槽耐磨板11组成。两只倾翻销分别安装在耳轴侧的托圈底部和炉壳支架的上部，用于在炉壳和托圈之间传递力矩和来自其它方向的力。