一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置

《一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置》屬于冶煉設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種新型轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置 。

轉(zhuǎn)爐吊掛機械裝置是用于冶金轉(zhuǎn)爐設(shè)備爐殼和托圈的聯(lián)接裝置，它安裝在轉(zhuǎn)爐設(shè)備的爐殼和托圈之間，用于把爐殼支撐或吊掛在托圈上，并配合其它囿定擋座承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的各種載荷吸收爐殼和托圈之間的相對變形。國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐設(shè)備爐殼和托圈聯(lián)接裝置的種類較多，如三點雙球面支撐式，鋼繩吊掛式，三點法蘭聯(lián)接等。國內(nèi)使用最多的是三點雙球面支撐結(jié)構(gòu)。其工作原理為：爐殼支撐螺栓的端頭餃支在托圈上，螺栓穿過爐殼上的支撐結(jié)構(gòu)，在支撐結(jié)構(gòu)的上下有兩個同心球面整，采用螺母扣緊。該支撐結(jié)構(gòu)配合其它固定擋座承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的各種載荷，螺栓的端頭餃支在托圈上及兩個同心球面墊使爐殼能夠自由膨脹。該結(jié)構(gòu)存在的不足是，其一：兩個同心球面墊及爐殼結(jié)構(gòu)的聯(lián)接在實際裝配中很難保證同心，螺母過緊會造成球墊的滑動失效；螺栓的擺動只有一個方向，爐殼非徑向變形無法補償。上述缺點使得該結(jié)構(gòu)在吸收爐殼變形及轉(zhuǎn)爐傾動時使螺栓根部有附加的彎曲應(yīng)力，實際使用中多有螺栓折斷的實例；其二：該結(jié)構(gòu)安裝于托圈上部，需較大的上部結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)的重量較大，重心較高，不利于轉(zhuǎn)爐在設(shè)計上實現(xiàn)全正力矩設(shè)計。需在爐底附加大量配重，轉(zhuǎn)爐的操作安全性較差 。

圖1是該發(fā)明的爐殼吊掛裝置安裝示意圖。

圖2是該發(fā)明的爐殼吊掛裝置的主剖視圖。

圖3是該發(fā)明的爐殼吊掛裝置的側(cè)視圖 。

2014年3月29日，《一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置》獲得第十三屆中國專利獎優(yōu)秀獎 。2100433B

如圖1、3所示，3套或4套爐殼吊掛裝置1安裝在爐殼III托圈II的下部，沿圓周按適當?shù)慕嵌确植?。裝置中的托圈球餃座7焊于托圈下側(cè)，爐體杠桿座6焊于轉(zhuǎn)爐爐殼下部，IV為其它固定擋座。

如圖2、3所示，爐殼吊掛裝置I的結(jié)構(gòu)為：杠桿2中部孔中帶有一內(nèi)軸套4，杠桿2卡裝在連桿1一端的U形槽中，銷軸3穿過連桿1上的孔及杠桿2的內(nèi)軸套4把杠桿2與連桿1聯(lián)接，杠桿2通過銷軸3與連桿1構(gòu)成十字形銨接頭；杠桿﹖兩端的軸頸裝于外軸套5中，外軸套5安裝在爐體杠桿座6的孔中，杠桿2可相對杠桿座6轉(zhuǎn)動，連桿1可繞杠桿2轉(zhuǎn)動，但兩者轉(zhuǎn)動的方向垂直。在連桿1的另一端孔中裝關(guān)節(jié)軸承8，關(guān)節(jié)軸承8內(nèi)孔裝主軸套10，銷軸16穿過主軸套10及軸套11把連桿1連接到托圈球餃座7中，關(guān)節(jié)軸承8外面安裝球面密封9，球面密封9為關(guān)節(jié)軸承8提供防護，擋板12用于固定銷軸16，卡塊13、螺栓14、螺母15安裝在爐體杠桿座6的孔中，為爐體杠桿座6輔助機構(gòu)以提高設(shè)備使用安全性。

3套或4套爐殼吊掛裝置1安裝在爐殼ILI托圈II的下部，沿圓周按適當?shù)慕嵌确植?。在轉(zhuǎn)爐回轉(zhuǎn)平面內(nèi)安裝的吊掛裝置1構(gòu)成四連桿結(jié)構(gòu)，杠桿2通過銷軸3與連桿1構(gòu)成十字形較接頭，十字形餃接頭及關(guān)節(jié)軸承構(gòu)成的連接結(jié)構(gòu)使連桿可有微小偏擺，而在耳軸處等安裝其它固定擋座IV便可承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的各種傾動載荷。從而該機構(gòu)可無任何附加載荷地吸收爐殼相對于托圈的變形，而使連接結(jié)構(gòu)更安全可靠。

該裝置結(jié)構(gòu)簡單巧妙，制造加工便利，裝卸維護方便快捷。此外該裝置可減輕整體設(shè)備重量，降低制造成本；降低設(shè)備的重心，提高轉(zhuǎn)爐的運行安全性；提高設(shè)備的可靠性，減少維護費用。本轉(zhuǎn)爐吊掛裝置是煉鋼轉(zhuǎn)爐托圈和爐殼連接及其它類似用途的理想連接吊掛裝置 。

一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置專利目的

《一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置》在于提供一種新型的轉(zhuǎn)爐吊掛支撐裝置用于轉(zhuǎn)爐托圈和爐殼的連接，并配合其它固定擋座承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的傾動載荷；可無約束地吸收爐殼和托圈之間的各方向的相對變形。該裝置結(jié)構(gòu)簡單巧妙，制造加工便利，裝卸方便快捷。此外該裝置可減輕整體設(shè)備重量，降低制造成本；降低設(shè)備的重心，提高轉(zhuǎn)爐的運行安全性；提高設(shè)備的可靠性，減少維護費用，是煉鋼轉(zhuǎn)爐托圈和爐殼的理想連接吊掛裝置 。

一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置技術(shù)方案

由連桿、杠桿、銷軸、外軸套、爐體杠桿座、托圈球餃座、關(guān)節(jié)軸承組成，杠桿裝在連桿一端，銷軸穿過連桿及杠桿上的孔，把杠桿與連桿連接，構(gòu)成十字形餃接頭，杠桿兩端的軸頸裝于外軸套中，外軸套安裝在爐體杠桿座的孔中，在連桿的另一端孔中裝關(guān)節(jié)軸承，銷軸穿過關(guān)節(jié)軸承把連桿連接到托圈球餃座中。杠桿通過銷軸與連桿構(gòu)成十字形較接頭，杠桿與連桿可相對轉(zhuǎn)動；杠桿可相對杠桿座轉(zhuǎn)動，連桿可繞杠桿轉(zhuǎn)動但兩者轉(zhuǎn)動的方向垂直；通過上述方法的連接使連桿相對于爐殼有二個旋轉(zhuǎn)自由度；連桿上側(cè)的關(guān)節(jié)軸承具有三個方向旋轉(zhuǎn)自由度當爐殼與托圈的聯(lián)接采用3或4套該裝置將爐殼吊掛在托圈上時。由于連桿可自由擺動，故可吸收爐殼的各方向的膨脹和收縮，并配合其它固定擋座承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的傾動載荷 。

一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置改善效果

《一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置》的十字形餃接頭及關(guān)節(jié)軸承構(gòu)成的連接結(jié)構(gòu)使連桿可有微小偏擺，吊掛或支撐轉(zhuǎn)爐重量及其裁荷，并配合其它固定擋座承受轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動過程中的傾動載荷；可無約束地吸收爐殼和托圈之間的相對變形。該裝置結(jié)構(gòu)簡單巧妙，制造加工便利，裝卸方便快捷。此外該裝置可減輕整體設(shè)備重量，降低制造成本；降低設(shè)備的重心，提高轉(zhuǎn)爐的運行安全性；提高設(shè)備的可靠性，減少維護費用。本轉(zhuǎn)爐吊掛裝置是煉鋼轉(zhuǎn)爐托圈和爐殼連接及其它類似用途的理想連接吊掛裝置 。

1、一種轉(zhuǎn)爐爐殼吊掛裝置，由連桿（1）、杠桿（2）、銷軸（3）、外軸套（5）、爐體杠桿座（6）、托圈球餃座（7）、關(guān)節(jié)軸承（8）組成，其特征在于杠桿（2）裝在連桿（1）一端，銷軸（3）穿過連桿（1）及杠桿（2）上的孔，把在桿（2）與連桿（1）連接，構(gòu)成十字形餃接頭，杠桿（2）兩端的軸頸裝于外軸套（5）中，外軸套（5）安裝在爐體杠桿座（6）的孔中，在連桿（1）的另一端孔中裝關(guān)節(jié)軸承（8），銷軸（16）穿過關(guān)節(jié)軸承（8）把連桿（1）連接到托圈球餃座（7）中。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于連桿（1）的一端為U型槽。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于關(guān)節(jié)軸承（8）外安裝球面密封（9）。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于托圈球餃座（7）焊于托圈下側(cè)，爐體杠桿座（6）焊于轉(zhuǎn)爐爐殼下部。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于卡塊（13）、螺栓（14）、螺母（15）安裝在爐體杠桿座（6）的孔中。

6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于杠桿（2）可相對杠桿座（6）轉(zhuǎn)動，連桿（1）可繞杠桿（2）轉(zhuǎn)動。

7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于擋板（12）固定銷軸（16）。

8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于杠桿（2）中部孔中帶有一內(nèi)軸套（4）。

9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐吊掛裝置，其特征在于關(guān)節(jié)軸承（8）內(nèi)孔裝主軸套（10）及軸套（11）

轉(zhuǎn)爐是利用鼓入的空氣、純氧或純氧加燃料油（或天然氣、水蒸氣、二氧化碳）以氧化液態(tài)金屬中的雜質(zhì)，并產(chǎn)生所需熱能的可以轉(zhuǎn)動的冶金爐。爐形有梨形、直桶形和鼓形等幾種。按爐襯化學(xué)性質(zhì)可分為酸性轉(zhuǎn)爐和堿性轉(zhuǎn)爐；按風眼和供氧管位置，分為底吹轉(zhuǎn)爐、側(cè)吹轉(zhuǎn)爐和頂吹轉(zhuǎn)爐 。有色金屬吹煉，采用酸性或堿性側(cè)吹鼓形轉(zhuǎn)爐，利用熔融金屬中硫的氧化，產(chǎn)生所需要的熱能。在工業(yè)上主要用來煉鋼。

轉(zhuǎn)爐爐體包括爐殼和爐殼內(nèi)的耐火材料爐襯，如圖1所示。

轉(zhuǎn)爐爐體屬于薄殼結(jié)構(gòu)，由于高溫、重載和生產(chǎn)操作等因素影響，爐體工作時不僅承受靜、動載荷，而且還承受熱負荷，工況條件惡劣。因此，人們除研究其設(shè)計強度外，還一直在對爐體的制造工藝進行研究和改進。

轉(zhuǎn)爐吹煉轉(zhuǎn)爐吹煉主體設(shè)備

轉(zhuǎn)爐可分為立式和臥式兩種，常用于處理銅锍的是臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。臥式側(cè)吹轉(zhuǎn)爐由爐基和爐體兩大主體部分組成。

（1）爐基

爐基由鋼筋水泥澆鑄而成，爐基上表面有地腳螺絲固定托輥底盤，在托輥底盤的上面每側(cè)有兩對托輥支撐爐子的質(zhì)量，并使爐子在其上旋轉(zhuǎn)。

（2）爐體

由爐殼、爐口、護板、托圈、大齒輪、風眼以及爐襯等組成。

①爐殼

爐體的主體是爐殼，爐殼由40~ 50mm鍋爐鋼板焊接成圓筒，圓筒兩端為端蓋，也用同樣規(guī)格的鋼板制成。

在爐殼兩端各有一個大圈，被支撐在托輥上，而托輪通過底盤固定在爐子基座上。

②爐口

在爐殼的中央開一個向后傾斜27.50的爐口，以供裝料、放渣、排煙、出爐和維修人員入爐修補爐襯之用，爐口一般呈長方形，也有少數(shù)呈圓形，爐口面積可占熔池最大水平面的20%左右，在正常吹煉時，煙氣通過爐口的速度保持在8~11m/s，這樣才能保證爐子的正常使用。

由于爐子經(jīng)常受到熔體腐蝕和煙氣沖刷，以及清理爐口時的機械作用，較易損壞，為此，在爐口孔上安裝一個可以拆裝的活爐口，合金爐口通過螺栓與爐殼連為一體。為保護合金爐口，在其內(nèi)側(cè)焊接上、下兩塊合金襯板。

③護板

護板是焊接在爐口周圍的保護板，其目的是為了保護爐口附近的爐殼，也可以保護環(huán)形風管等進風裝置，使它們免受噴濺熔體的侵蝕。爐口護板應(yīng)有足夠的長度、寬度和厚度。

④滾圈

滾圈由托輪支撐，起到旋轉(zhuǎn)爐體并傳遞、承載爐體質(zhì)量的作用。轉(zhuǎn)爐的滾圈有矩形、箱形、工字形斷面，銅轉(zhuǎn)爐采用工字形斷面。

⑤大齒輪

轉(zhuǎn)爐一側(cè)爐殼上裝有一個大齒輪，是轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動的從動輪，當主動輪電機轉(zhuǎn)動時通過減速機帶動小齒輪，小齒輪帶動大齒輪可使轉(zhuǎn)爐做3600正、反方向旋轉(zhuǎn)。

⑥風口（風眼）

在轉(zhuǎn)爐爐殼的后側(cè)下方，依據(jù)需要開有40~54個圓孔，風管穿過圓孔并通過螺紋聯(lián)結(jié)安裝在風箱上，在伸入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的風管部分砌筑耐火磚后，即形成風眼，如圖1所示。正常吹煉生產(chǎn)時，壓縮空氣經(jīng)過風眼送入爐內(nèi)與高溫熔體發(fā)生反應(yīng)。

風眼角度設(shè)計有仰角、俯角和零角。風眼角度對吹煉作業(yè)影響很大，仰角過大不僅加劇物料噴濺，而且降低空氣利用率；俯角過大則對爐襯沖刷嚴重，尤其對爐腹沖刷嚴重影響爐壽命，同時提高了入爐風壓，加重了風機的負荷。故通常選擇轉(zhuǎn)爐吹煉時風眼角度為水平0°。在爐體的大托輪上均勻地標有轉(zhuǎn)爐的角度刻度，有一個指針固定在平臺上指示角度的數(shù)值，操作人員在操作室內(nèi)可以看到角度，從而可以了解轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動的角度，一般0°位是捅風眼的位置。

風口是轉(zhuǎn)爐的關(guān)鍵部位，其直徑一般為38~50mm。風口直徑大，截面積就大，在同樣鼓風壓力下鼓入的風量就多，所以采用直徑大的風口能提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率。但是，當風口直徑過大時，容易使爐內(nèi)熔體噴出，所以轉(zhuǎn)爐風口直徑的大小應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的規(guī)格來確定。

風口的位置一般與水平面成30~7.50，風口管過于傾斜或位置過低，鼓風所受的阻力會增大，將使風壓增加，并給清理風口操作帶來不便。同時，熔體對爐壁的沖刷作用加劇，影響轉(zhuǎn)爐爐壽命。實踐證明，在一定風壓下，適當增大傾角，有利于延長空氣在熔體內(nèi)的停留時間，從而提高氧的利用率。在一般情況下，風口浸入熔體的深度為200~500mm時，可以獲得最好的吹煉效果。

⑦爐襯

在爐殼里所襯的耐火材料依其性質(zhì)不同，可分為酸性和堿性兩種，以前各國多采用酸性爐襯，后來由于酸性爐襯腐蝕快、壽命短、磚耗大而改用堿性爐襯，后多使用鎂質(zhì)和鉻鎂質(zhì)耐火材料作爐襯。

爐襯一般分為以下幾個區(qū)域：風口區(qū)、上風口區(qū)、下風口區(qū)、爐肩和爐口、爐底和端墻。由于各區(qū)受熱、受熔體沖刷的情況不同，腐蝕程度不一，所以各區(qū)使用的耐火材料和砌體厚度也不同。

轉(zhuǎn)爐吹煉轉(zhuǎn)爐吹煉工藝配置

（1）加料系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐加料系統(tǒng)由熔劑供給系統(tǒng)和冷料供給系統(tǒng)組成。

熔劑供給系統(tǒng)，應(yīng)保證供給及時，給料均勻，操作方便，計量準確。該系統(tǒng)是由焙燒上料皮帶將熔劑加入石英倉，再經(jīng)皮帶秤、石英下料管從轉(zhuǎn)爐爐口加入爐內(nèi)。正常生產(chǎn)時，皮帶秤的開、停是由計算機控制，也可以通過現(xiàn)場啟動開關(guān)控制。

（2）送風系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐吹煉所需的空氣，由ATLAS或KKK高壓鼓風機供給。鼓風機鼓出的風經(jīng)總風管、風包分風管、風閥、球面接頭、三角風箱、U形風管及水平風箱后通過水平風管進入爐內(nèi)。

球面接頭安裝在靠近轉(zhuǎn)爐的進風管路上，其作用是消除爐體和進風管路因安裝誤差、熱膨脹等原因而引起的軸向位移，并通過球面接頭向轉(zhuǎn)爐供風。三角風箱、環(huán)形風管可增大送風管路的截面積，起到均勻供風的作用。

風箱用焊接的方法安裝固定在轉(zhuǎn)爐爐殼上，兩側(cè)與環(huán)形風管相連通。風箱由箱體、彈子閥、風管座以及配套的消聲器和風管組成。

水平風管把壓縮風送入爐內(nèi)，由于壓縮空氣溫度低，在風管出口處往往有熔體黏結(jié)，將風口局部堵塞，影響轉(zhuǎn)爐送風，因此必須進行捅風眼作業(yè)。為了清理方便起見，在水平風箱上安裝有彈子閥，這種彈子閥有兩個通道，一個接水平風箱，另一個是鋼釬的進出口，閥的中間有一個突出的彈子倉，在清理風眼時充作鋼球的停泊位。轉(zhuǎn)爐吹煉時，鋼球在重力和風壓的作用下，恰好將鋼釬的進出口堵住，不致泄風，當清理風口時，鋼釬將鋼球頂起，鋼球在彈子閥內(nèi)沿傾斜的彈道向上移動，進入到彈子倉內(nèi)，抽出鋼釬時，鋼球自動回到原來的位置。

（3）排煙系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)生的低濃度煙氣，經(jīng)過水冷煙道流向廢熱鍋爐進行余熱利用、初步降塵，再經(jīng)電收塵器收塵，最后由排煙機送至硫酸廠制酸，在煙氣系統(tǒng)或化工廠出現(xiàn)故障時，轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)停止吹煉作業(yè)。

排煙收塵系統(tǒng)主要設(shè)備包括電收塵器、高溫排煙機、埋刮板輸送機、倉式泵等。

轉(zhuǎn)爐排煙收塵配置板式臥式四電場電收塵器四臺，電場有效截面積50

煙灰處理設(shè)備主要是由煙灰拉運設(shè)備埋刮板輸送機和煙灰吹送設(shè)備倉式泵組成。每臺電收塵器灰斗下部配置一臺埋刮板排灰機，四臺埋刮板排灰機將煙灰拉運到配置在球形煙道下部的總刮板輸送機，總刮板輸送機將煙灰卸人配置在其頭部的集塵倉，再用NCD5.0倉式泵氣力輸送到銅合成熔煉爐煙塵倉。倉式泵主要由倉式泵本體及輔件手動雙側(cè)插板門、旋轉(zhuǎn)給料機、排堵裝置、儲氣罐、現(xiàn)場控制柜、PLC控制柜等組成。

為保持廠房內(nèi)良好的作業(yè)環(huán)境，在水冷煙道入口附近設(shè)有環(huán)保煙罩，用于收集少量的外溢煙氣。環(huán)保煙罩又有固定煙罩和旋轉(zhuǎn)煙罩之分，固定煙罩主要用于正常吹煉或進料作業(yè)時外泄煙氣的捕集，而在放渣或出爐時，則由旋轉(zhuǎn)煙罩發(fā)揮其更為有效的作用。環(huán)保煙氣

（4）傳動系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐內(nèi)為高溫熔體，因此要求傳動機構(gòu)必須靈活可靠，運行平穩(wěn)。轉(zhuǎn)爐傳動系統(tǒng)配備一臺交流電機作為主用電機，另有一臺直流電機以備故障時爐子能夠正常傾轉(zhuǎn)。兩臺電動機是通過一個變速器來工作的，變速后，小齒輪和大齒輪嚙合時爐子轉(zhuǎn)動，爐子的回轉(zhuǎn)速度為0.6 r/min。

在轉(zhuǎn)爐傳動系統(tǒng)中設(shè)有事故連鎖裝置，當轉(zhuǎn)爐故障停風、停電或風壓不足時，此裝置立即啟動，通過直流電機驅(qū)動爐子轉(zhuǎn)動，使風口抬離液面、在進料位置（60°）停止，以防止風眼灌死。

（5）控制系統(tǒng)

為了保證爐子的正常作業(yè)和安全生產(chǎn)，轉(zhuǎn)爐采用了計算機控制系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)，主要完成以下工作：

①對運行參數(shù)如風壓、流量、排煙系統(tǒng)負壓、保溫時爐膛溫度等進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況及時匯報或采取措施。

②遠程控制設(shè)備開停，如加料皮帶、閘板等。通過控制室開關(guān)的切換，既可以在現(xiàn)場手動操作，也可以實現(xiàn)控制遠程操作。

（6）殘極加料系統(tǒng)

殘極加料系統(tǒng)主要由機架、液壓系統(tǒng)、整形裝置、鏈板運輸機、投爐裝置、抬起推入裝置、傾翻溜槽、頭部裝置、尾輪裝置及檢測器組成。

打包殘極垛經(jīng)過尾部整形裝置整形后，由鏈板輸送機傾斜向上輸送到轉(zhuǎn)爐加料口，爐門提起后，由液壓推桿將殘極垛推送投入爐內(nèi)。

殘極加料機組在不停風的條件下隨時連續(xù)將殘極加入爐內(nèi)，提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，降低了轉(zhuǎn)爐煙氣外溢，改善了現(xiàn)場環(huán)境，同時對提高煙氣濃度及制酸大有好處。

轉(zhuǎn)爐的烘烤有多種方式。可以用木材、液化氣和其他燃料進行烘烤，普遍使用的是重油。