2014年3月29日，《一种转炉炉壳吊挂装置》获得第十三届中国专利奖优秀奖 。2100433B

如图1、3所示，3套或4套炉壳吊挂装置1安装在炉壳III托圈II的下部，沿圆周按适当的角度分布。装置中的托圈球饺座7焊于托圈下侧，炉体杠杆座6焊于转炉炉壳下部，IV为其它固定挡座。

如图2、3所示，炉壳吊挂装置I的结构为：杠杆2中部孔中带有一内轴套4，杠杆2卡装在连杆1一端的U形槽中，销轴3穿过连杆1上的孔及杠杆2的内轴套4把杠杆2与连杆1联接，杠杆2通过销轴3与连杆1构成十字形铵接头；杠杆﹖两端的轴颈装于外轴套5中，外轴套5安装在炉体杠杆座6的孔中，杠杆2可相对杠杆座6转动，连杆1可绕杠杆2转动，但两者转动的方向垂直。在连杆1的另一端孔中装关节轴承8，关节轴承8内孔装主轴套10，销轴16穿过主轴套10及轴套11把连杆1连接到托圈球饺座7中，关节轴承8外面安装球面密封9，球面密封9为关节轴承8提供防护，挡板12用于固定销轴16，卡块13、螺栓14、螺母15安装在炉体杠杆座6的孔中，为炉体杠杆座6辅助机构以提高设备使用安全性。

3套或4套炉壳吊挂装置1安装在炉壳ILI托圈II的下部，沿圆周按适当的角度分布。在转炉回转平面内安装的吊挂装置1构成四连杆结构，杠杆2通过销轴3与连杆1构成十字形较接头，十字形饺接头及关节轴承构成的连接结构使连杆可有微小偏摆，而在耳轴处等安装其它固定挡座IV便可承受转炉转动过程中的各种倾动载荷。从而该机构可无任何附加载荷地吸收炉壳相对于托圈的变形，而使连接结构更安全可靠。

该装置结构简单巧妙，制造加工便利，装卸维护方便快捷。此外该装置可减轻整体设备重量，降低制造成本；降低设备的重心，提高转炉的运行安全性；提高设备的可靠性，减少维护费用。本转炉吊挂装置是炼钢转炉托圈和炉壳连接及其它类似用途的理想连接吊挂装置 。

1、一种转炉炉壳吊挂装置，由连杆（1）、杠杆（2）、销轴（3）、外轴套（5）、炉体杠杆座（6）、托圈球饺座（7）、关节轴承（8）组成，其特征在于杠杆（2）装在连杆（1）一端，销轴（3）穿过连杆（1）及杠杆（2）上的孔，把在杆（2）与连杆（1）连接，构成十字形饺接头，杠杆（2）两端的轴颈装于外轴套（5）中，外轴套（5）安装在炉体杠杆座（6）的孔中，在连杆（1）的另一端孔中装关节轴承（8），销轴（16）穿过关节轴承（8）把连杆（1）连接到托圈球饺座（7）中。

2、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于连杆（1）的一端为U型槽。

3、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于关节轴承（8）外安装球面密封（9）。

4、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于托圈球饺座（7）焊于托圈下侧，炉体杠杆座（6）焊于转炉炉壳下部。

5、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于卡块（13）、螺栓（14）、螺母（15）安装在炉体杠杆座（6）的孔中。

6、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于杠杆（2）可相对杠杆座（6）转动，连杆（1）可绕杠杆（2）转动。

7、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于挡板（12）固定销轴（16）。

8、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于杠杆（2）中部孔中带有一内轴套（4）。

9、根据权利要求1所述的转炉吊挂装置，其特征在于关节轴承（8）内孔装主轴套（10）及轴套（11）

《一种转炉炉壳吊挂装置》属于冶炼设备的技术领域，公开了一种新型转炉炉壳吊挂装置 。

图1是该发明的炉壳吊挂装置安装示意图。

图2是该发明的炉壳吊挂装置的主剖视图。

图3是该发明的炉壳吊挂装置的侧视图 。

一种转炉炉壳吊挂装置专利目的

《一种转炉炉壳吊挂装置》在于提供一种新型的转炉吊挂支撑装置用于转炉托圈和炉壳的连接，并配合其它固定挡座承受转炉转动过程中的倾动载荷；可无约束地吸收炉壳和托圈之间的各方向的相对变形。该装置结构简单巧妙，制造加工便利，装卸方便快捷。此外该装置可减轻整体设备重量，降低制造成本；降低设备的重心，提高转炉的运行安全性；提高设备的可靠性，减少维护费用，是炼钢转炉托圈和炉壳的理想连接吊挂装置 。

一种转炉炉壳吊挂装置技术方案

由连杆、杠杆、销轴、外轴套、炉体杠杆座、托圈球饺座、关节轴承组成，杠杆装在连杆一端，销轴穿过连杆及杠杆上的孔，把杠杆与连杆连接，构成十字形饺接头，杠杆两端的轴颈装于外轴套中，外轴套安装在炉体杠杆座的孔中，在连杆的另一端孔中装关节轴承，销轴穿过关节轴承把连杆连接到托圈球饺座中。杠杆通过销轴与连杆构成十字形较接头，杠杆与连杆可相对转动；杠杆可相对杠杆座转动，连杆可绕杠杆转动但两者转动的方向垂直；通过上述方法的连接使连杆相对于炉壳有二个旋转自由度；连杆上侧的关节轴承具有三个方向旋转自由度当炉壳与托圈的联接采用3或4套该装置将炉壳吊挂在托圈上时。由于连杆可自由摆动，故可吸收炉壳的各方向的膨胀和收缩，并配合其它固定挡座承受转炉转动过程中的倾动载荷 。

一种转炉炉壳吊挂装置改善效果

《一种转炉炉壳吊挂装置》的十字形饺接头及关节轴承构成的连接结构使连杆可有微小偏摆，吊挂或支撑转炉重量及其裁荷，并配合其它固定挡座承受转炉转动过程中的倾动载荷；可无约束地吸收炉壳和托圈之间的相对变形。该装置结构简单巧妙，制造加工便利，装卸方便快捷。此外该装置可减轻整体设备重量，降低制造成本；降低设备的重心，提高转炉的运行安全性；提高设备的可靠性，减少维护费用。本转炉吊挂装置是炼钢转炉托圈和炉壳连接及其它类似用途的理想连接吊挂装置 。

转炉吊挂机械装置是用于冶金转炉设备炉壳和托圈的联接装置，它安装在转炉设备的炉壳和托圈之间，用于把炉壳支撑或吊挂在托圈上，并配合其它囿定挡座承受转炉转动过程中的各种载荷吸收炉壳和托圈之间的相对变形。国内外转炉设备炉壳和托圈联接装置的种类较多，如三点双球面支撑式，钢绳吊挂式，三点法兰联接等。国内使用最多的是三点双球面支撑结构。其工作原理为：炉壳支撑螺栓的端头饺支在托圈上，螺栓穿过炉壳上的支撑结构，在支撑结构的上下有两个同心球面整，采用螺母扣紧。该支撑结构配合其它固定挡座承受转炉转动过程中的各种载荷，螺栓的端头饺支在托圈上及两个同心球面垫使炉壳能够自由膨胀。该结构存在的不足是，其一：两个同心球面垫及炉壳结构的联接在实际装配中很难保证同心，螺母过紧会造成球垫的滑动失效；螺栓的摆动只有一个方向，炉壳非径向变形无法补偿。上述缺点使得该结构在吸收炉壳变形及转炉倾动时使螺栓根部有附加的弯曲应力，实际使用中多有螺栓折断的实例；其二：该结构安装于托圈上部，需较大的上部结构，支撑结构的重量较大，重心较高，不利于转炉在设计上实现全正力矩设计。需在炉底附加大量配重，转炉的操作安全性较差 。

转炉是利用鼓入的空气、纯氧或纯氧加燃料油（或天然气、水蒸气、二氧化碳）以氧化液态金属中的杂质，并产生所需热能的可以转动的冶金炉。炉形有梨形、直桶形和鼓形等几种。按炉衬化学性质可分为酸性转炉和碱性转炉；按风眼和供氧管位置，分为底吹转炉、侧吹转炉和顶吹转炉 。有色金属吹炼，采用酸性或碱性侧吹鼓形转炉，利用熔融金属中硫的氧化，产生所需要的热能。在工业上主要用来炼钢。

转炉炉体包括炉壳和炉壳内的耐火材料炉衬，如图1所示。

转炉炉体属于薄壳结构，由于高温、重载和生产操作等因素影响，炉体工作时不仅承受静、动载荷，而且还承受热负荷，工况条件恶劣。因此，人们除研究其设计强度外，还一直在对炉体的制造工艺进行研究和改进。

转炉吹炼转炉吹炼主体设备

转炉可分为立式和卧式两种，常用于处理铜锍的是卧式侧吹转炉。卧式侧吹转炉由炉基和炉体两大主体部分组成。

（1）炉基

炉基由钢筋水泥浇铸而成，炉基上表面有地脚螺丝固定托辊底盘，在托辊底盘的上面每侧有两对托辊支撑炉子的质量，并使炉子在其上旋转。

（2）炉体

由炉壳、炉口、护板、托圈、大齿轮、风眼以及炉衬等组成。

①炉壳

炉体的主体是炉壳，炉壳由40~ 50mm锅炉钢板焊接成圆筒，圆筒两端为端盖，也用同样规格的钢板制成。

在炉壳两端各有一个大圈，被支撑在托辊上，而托轮通过底盘固定在炉子基座上。

②炉口

在炉壳的中央开一个向后倾斜27.50的炉口，以供装料、放渣、排烟、出炉和维修人员入炉修补炉衬之用，炉口一般呈长方形，也有少数呈圆形，炉口面积可占熔池最大水平面的20%左右，在正常吹炼时，烟气通过炉口的速度保持在8~11m/s，这样才能保证炉子的正常使用。

由于炉子经常受到熔体腐蚀和烟气冲刷，以及清理炉口时的机械作用，较易损坏，为此，在炉口孔上安装一个可以拆装的活炉口，合金炉口通过螺栓与炉壳连为一体。为保护合金炉口，在其内侧焊接上、下两块合金衬板。

③护板

护板是焊接在炉口周围的保护板，其目的是为了保护炉口附近的炉壳，也可以保护环形风管等进风装置，使它们免受喷溅熔体的侵蚀。炉口护板应有足够的长度、宽度和厚度。

④滚圈

滚圈由托轮支撑，起到旋转炉体并传递、承载炉体质量的作用。转炉的滚圈有矩形、箱形、工字形断面，铜转炉采用工字形断面。

⑤大齿轮

转炉一侧炉壳上装有一个大齿轮，是转炉转动的从动轮，当主动轮电机转动时通过减速机带动小齿轮，小齿轮带动大齿轮可使转炉做3600正、反方向旋转。

⑥风口（风眼）

在转炉炉壳的后侧下方，依据需要开有40~54个圆孔，风管穿过圆孔并通过螺纹联结安装在风箱上，在伸入转炉内的风管部分砌筑耐火砖后，即形成风眼，如图1所示。正常吹炼生产时，压缩空气经过风眼送入炉内与高温熔体发生反应。

风眼角度设计有仰角、俯角和零角。风眼角度对吹炼作业影响很大，仰角过大不仅加剧物料喷溅，而且降低空气利用率；俯角过大则对炉衬冲刷严重，尤其对炉腹冲刷严重影响炉寿命，同时提高了入炉风压，加重了风机的负荷。故通常选择转炉吹炼时风眼角度为水平0°。在炉体的大托轮上均匀地标有转炉的角度刻度，有一个指针固定在平台上指示角度的数值，操作人员在操作室内可以看到角度，从而可以了解转炉转动的角度，一般0°位是捅风眼的位置。

风口是转炉的关键部位，其直径一般为38~50mm。风口直径大，截面积就大，在同样鼓风压力下鼓入的风量就多，所以采用直径大的风口能提高转炉的生产率。但是，当风口直径过大时，容易使炉内熔体喷出，所以转炉风口直径的大小应根据转炉的规格来确定。

风口的位置一般与水平面成30~7.50，风口管过于倾斜或位置过低，鼓风所受的阻力会增大，将使风压增加，并给清理风口操作带来不便。同时，熔体对炉壁的冲刷作用加剧，影响转炉炉寿命。实践证明，在一定风压下，适当增大倾角，有利于延长空气在熔体内的停留时间，从而提高氧的利用率。在一般情况下，风口浸入熔体的深度为200~500mm时，可以获得最好的吹炼效果。

⑦炉衬

在炉壳里所衬的耐火材料依其性质不同，可分为酸性和碱性两种，以前各国多采用酸性炉衬，后来由于酸性炉衬腐蚀快、寿命短、砖耗大而改用碱性炉衬，后多使用镁质和铬镁质耐火材料作炉衬。

炉衬一般分为以下几个区域：风口区、上风口区、下风口区、炉肩和炉口、炉底和端墙。由于各区受热、受熔体冲刷的情况不同，腐蚀程度不一，所以各区使用的耐火材料和砌体厚度也不同。

转炉吹炼转炉吹炼工艺配置

（1）加料系统

转炉加料系统由熔剂供给系统和冷料供给系统组成。

熔剂供给系统，应保证供给及时，给料均匀，操作方便，计量准确。该系统是由焙烧上料皮带将熔剂加入石英仓，再经皮带秤、石英下料管从转炉炉口加入炉内。正常生产时，皮带秤的开、停是由计算机控制，也可以通过现场启动开关控制。

（2）送风系统

转炉吹炼所需的空气，由ATLAS或KKK高压鼓风机供给。鼓风机鼓出的风经总风管、风包分风管、风阀、球面接头、三角风箱、U形风管及水平风箱后通过水平风管进入炉内。

球面接头安装在靠近转炉的进风管路上，其作用是消除炉体和进风管路因安装误差、热膨胀等原因而引起的轴向位移，并通过球面接头向转炉供风。三角风箱、环形风管可增大送风管路的截面积，起到均匀供风的作用。

风箱用焊接的方法安装固定在转炉炉壳上，两侧与环形风管相连通。风箱由箱体、弹子阀、风管座以及配套的消声器和风管组成。

水平风管把压缩风送入炉内，由于压缩空气温度低，在风管出口处往往有熔体黏结，将风口局部堵塞，影响转炉送风，因此必须进行捅风眼作业。为了清理方便起见，在水平风箱上安装有弹子阀，这种弹子阀有两个通道，一个接水平风箱，另一个是钢钎的进出口，阀的中间有一个突出的弹子仓，在清理风眼时充作钢球的停泊位。转炉吹炼时，钢球在重力和风压的作用下，恰好将钢钎的进出口堵住，不致泄风，当清理风口时，钢钎将钢球顶起，钢球在弹子阀内沿倾斜的弹道向上移动，进入到弹子仓内，抽出钢钎时，钢球自动回到原来的位置。

（3）排烟系统

转炉吹炼产生的低浓度烟气，经过水冷烟道流向废热锅炉进行余热利用、初步降尘，再经电收尘器收尘，最后由排烟机送至硫酸厂制酸，在烟气系统或化工厂出现故障时，转炉系统停止吹炼作业。

排烟收尘系统主要设备包括电收尘器、高温排烟机、埋刮板输送机、仓式泵等。

转炉排烟收尘配置板式卧式四电场电收尘器四台，电场有效截面积50

烟灰处理设备主要是由烟灰拉运设备埋刮板输送机和烟灰吹送设备仓式泵组成。每台电收尘器灰斗下部配置一台埋刮板排灰机，四台埋刮板排灰机将烟灰拉运到配置在球形烟道下部的总刮板输送机，总刮板输送机将烟灰卸人配置在其头部的集尘仓，再用NCD5.0仓式泵气力输送到铜合成熔炼炉烟尘仓。仓式泵主要由仓式泵本体及辅件手动双侧插板门、旋转给料机、排堵装置、储气罐、现场控制柜、PLC控制柜等组成。

为保持厂房内良好的作业环境，在水冷烟道入口附近设有环保烟罩，用于收集少量的外溢烟气。环保烟罩又有固定烟罩和旋转烟罩之分，固定烟罩主要用于正常吹炼或进料作业时外泄烟气的捕集，而在放渣或出炉时，则由旋转烟罩发挥其更为有效的作用。环保烟气

（4）传动系统

转炉内为高温熔体，因此要求传动机构必须灵活可靠，运行平稳。转炉传动系统配备一台交流电机作为主用电机，另有一台直流电机以备故障时炉子能够正常倾转。两台电动机是通过一个变速器来工作的，变速后，小齿轮和大齿轮啮合时炉子转动，炉子的回转速度为0.6 r/min。

在转炉传动系统中设有事故连锁装置，当转炉故障停风、停电或风压不足时，此装置立即启动，通过直流电机驱动炉子转动，使风口抬离液面、在进料位置（60°）停止，以防止风眼灌死。

（5）控制系统

为了保证炉子的正常作业和安全生产，转炉采用了计算机控制系统，通过此系统，主要完成以下工作：

①对运行参数如风压、流量、排烟系统负压、保温时炉膛温度等进行监控，发现异常情况及时汇报或采取措施。

②远程控制设备开停，如加料皮带、闸板等。通过控制室开关的切换，既可以在现场手动操作，也可以实现控制远程操作。

（6）残极加料系统

残极加料系统主要由机架、液压系统、整形装置、链板运输机、投炉装置、抬起推入装置、倾翻溜槽、头部装置、尾轮装置及检测器组成。

打包残极垛经过尾部整形装置整形后，由链板输送机倾斜向上输送到转炉加料口，炉门提起后，由液压推杆将残极垛推送投入炉内。

残极加料机组在不停风的条件下随时连续将残极加入炉内，提高转炉生产效率，降低了转炉烟气外溢，改善了现场环境，同时对提高烟气浓度及制酸大有好处。

转炉的烘烤有多种方式。可以用木材、液化气和其他燃料进行烘烤，普遍使用的是重油。