现代大型转炉连接装置

刘志军

【摘 要】转炉炉体与托圈之间必须要有连接装置使其相连，连接装置要求转炉与托圈既可以保持相对固定的位置，可靠地把炉体负荷均匀地传给托圈。本文介绍了目前几种常用的转炉连接装置，主要有三支点方式支承联接的方式、VAI-CON Link 悬挂联接的方式、德国SMS -DEMAG薄带叠板连接四点悬挂系统、Wisdri的专利技术--SHBar（WISDRI patent）等。

【关键词】转炉 托圈 连接装置 悬挂

1 转炉连接装置的作用

炉体与托圈之间必须要有连接装置使其相连，联接装置又称为转炉悬挂装置，其主要作用是：

（1）可以更好的保证炉体可以牢固在地联结在托圈上面。（2）因为在生产操作的过程中不管是炉壳或者是拖圈，在热负荷的作用下都将会出现热膨胀的变形，然而炉壳的温度是比拖圈的温度高，所以热膨胀的时候两者在径向以及轴向将会出现位移，要是这种位移受到了限制，那么将会出现附加应力，并且也将会出现破坏，所以连接装置必须要允许炉体以及拖圈之间出现位移。

2 转炉连接装置的要求

设计优秀的联接装置应能满足的要求：（1）转炉主要是出于任何的被动装置时候，全部都能够按期可靠的将炉体的负荷均匀的传递给拖圈。（2）可以更好的适应炉体以及拖圈的不等量热变形，同时也能够更好的保证炉体在任何倾动位置都可以更好的保证炉体在拖圈之中处于正确的位置，使其不会出现攒动。（3）能够穿钉比较大的倾动力矩，保证炉体的正反向旋转。第四是结构对应着炉壳以及托圈的强度以及变形的影响降至到最低。第五是因为考虑到了变形的产生，可以预先确定去方向的传递荷载，可以有效的避免因为精力不定时期承轴系统承受较多的附加荷载。第六是因为结构较为简单，并且能够降低缓冲荷载以及冲击力，并且也方便进行安装以及调整。

3 转炉连接装置型式

目前在中国大陆大型转炉联接装置主要有二种方式：三支点方式支承联接；VAICON Link 悬挂联接。国内比较多的采用第一种方式。但随着技术的进步第二种方式也在普及。国外悬挂装置主要有：德国SMS - DEMAG 薄带叠板连接四点悬挂系统；日本 SPCO 销栓连接二点支撑系统；德国 SMS - DEMAG 柔性螺栓连接。

以及最近的SHBar（WISDRI patent）型式。

3.1 三支点方式支承联接的方式

三支点方式支承联接采用三支点方式支承在托圈上，其支承采用球面带销螺栓将炉体和托圈连接在一起，三支点方式支承联接的方式示意图如图1所示：

整个联接装置是由两部分组成：一部分是托圈上三个球面带销活节螺栓与炉壳上部连接支承法兰组成的倾动、承载部分；另一部分是安装在两耳轴部位的托圈上下的两组止动托座。

三个球面带销活节螺栓与炉壳上部的连接支承法兰，承受炉体在垂直位置和倾动过程的炉体载荷。其中位于出钢口对侧的活节螺栓传递倾动力矩。而炉体倾动到水平位置时的炉体载荷则由位于耳轴部位的两组止动托座传递到托圈。这种连接装置能很好满足对连接装置的各项性能要求，且结构简单，制造、安装容易，维护方便。

3.2 VAI-CON Link 悬挂联接的方式

奥钢联的VAI-CON Link 悬挂系统的基本特点是静态确定的，每个实体有六个自由度（即相互垂直的三个主轴可以移动和旋转）。利用静态确定系统每个支持与其中任何一个自由度都能匹配，三支点方式支承联接的方式示意图如图2所示。

六套悬挂系统包括：三个垂直悬挂连接装置，一个对着上料/出钢侧，另外两个呈135 角排列。这些连接装置防止转炉沿其中心轴移动，绕托圈旋转以及垂直于托圈中心线旋转。两个水平悬挂连接装置，位于销钉（Pins）区托圈下部。这些连接装置防止转炉水平移动（出钢位），垂直于托圈中心线移动以及绕转炉中心线旋转。一个固定器防止最后一种可能出现的运动，即托圈销钉中心线方向的移动。实际操作中，无任何力作用于该方向。

4 德国SMS - DEMAG 薄带叠板连接四点悬挂系统

这种结构采用双层挠性弹簧板作为炉壳与托圈之间的连接件，通过支座与炉壳下锥部位连接，并将下部的弹簧板布置成“托笼”的形式，组成“托笼”的弹簧板通过高强螺栓和抗剪套筒分别与上下支座连接，并将上下支座分别与托圈下部和炉壳下锥部焊接，主、从动端耳轴的下方各有四组弹簧板，弹簧板采用进口特殊钢板；同时为解决托圈带炉壳转动时的炉体载荷和限位，在托圈上部以耳轴为中心处，各对称焊有2 个球铰装置，与焊接于炉身上部的限位座相连。这样既能对炉壳和托圈进行限位，又能在傾动过程中承受炉体载荷，当倾动到水平位置时，弹簧板与球铰装置共同作用来支承炉体重量。

5 Wisdri 的专利技术--SHBar（WISDRI patent）

球铰滑杆连接装置SHBar 由三个连接单元组成，其中一个连接单元设置在转炉非传动侧托圈的正下方，另外两个连接单元以90 度夹角沿耳轴对称的方式布置在传动侧托圈的下方，这样三个连接单元以沿耳轴对称（135°+90°+135°）的方式将炉壳和托圈连接成一体，如图3所示。

每个连接单元主要由悬盘、球铰轴承、支承轴、滑动套、大耳座组成，悬盘由焊接在炉壳上的支承圈和沿支承圈圆周放射状布置的筋板组成，球铰轴承安装在悬盘的支承圈内，支承轴一端与球铰轴承的内圈固定连接，另一端与滑动套固定连接，滑动套安装在大耳座内，滑动套能在大耳座内沿轴向自由滑动，大耳座焊接在托圈的下方。支承轴一端通过球铰轴承以球铰副与炉壳铰接，炉壳在该铰接点可任意转动；支承轴另一端通过滑动套以滑动副与托圈滑动连接，以适应炉壳的热膨胀运动。

参考文献：

[1]何承胜.大型转炉设备安装的精密测量[J]，引文版：工程技术，2016（3）：277.

[2]王星贺，焦治国，文廷聪，郁洋，徐鑫.大型铸钢件转炉裙板的铸造工艺优化[J].工程技术（全文版），2016（08）.