1、某厂炉体支撑系统介绍炉体支承系统包括：支承炉体的托圈、炉体和托圈的连接装置，以及支承托圈的耳轴、耳轴轴承和轴承座等。托圈与耳轴联接并通过耳轴坐落在轴承座上，转炉则坐落在托圈上转炉炉体的全部重量通过支承系统传递到基础上，而托圈又把倾动机构传来的倾动力矩传给炉体，并使其倾动。一、托圈与耳轴的作用、结构托圈和耳轴是用以支承炉体并传递转矩的构件。对托圈来说，它在工作中除承受炉壳、炉衬、钢水和自重等全部静载荷外，还要承受由于频繁启动、制动所产生的动载荷和操作过程所引起的冲击载荷，以及来自炉体、钢包等热辐射作用而引起的热负荷。如果托圈采用水冷，则还要承受冷却水对托圈的压力。故托圈结构必须具有足够的强度、刚
2、度和韧性才能满足转炉生产的要求图 1-7 剖分式托圈托圈的结构如图 1-7 所示。它是断面为箱形或开式形的环形结构，两侧有耳轴座，耳轴装在耳轴座内。大、中型转炉的托圈多采用箱形的钢板焊接结构，为了增大刚度，中间加焊一定数量的直立筋板。这种结构的托圈受力状况好，抗扭刚度大，加工制造方便，还可通水冷却，使水冷托圈的热应力降低到非水冷托圈的 1 /3 左右。考虑到机械加工和运输的方便，大、中型转炉的托圈通常做成两段或四段的剖分式结构（图为剖分为四段加工制造的托圈） ，然后，在转炉现场再用螺栓连接成整体。而小型转炉的托圈一般是做成整体的（钢板焊接或铸件） 。转炉的耳轴支承着炉体和托圈的全部重量并通过轴
3、承座传给地基，同时倾动机构低转速的大扭矩又通过耳轴传给托圈和转炉耳轴要承受静、动载荷产生的转矩、弯曲和剪切的综合负荷，因此，耳轴应有足够的强度和刚度。转炉两侧的耳轴都是阶梯形圆柱体金属部件。由于转炉有时要转动360，而水冷炉口、炉帽和托圈等需要的冷却水也必须连续地通过耳轴，同时耳轴本身也需要水冷，这样，耳轴要做成空心的。二、托圈与耳抽的连接托圈与耳轴的连接：法兰螺栓连接、静配合连接、焊接连接等三种方式，如图 1-8 所示。1、法兰螺栓连接如图 1-8（a） 。耳轴用过渡配合装入托圈的耳轴座中，再用螺栓和圆销连接、固定，以防止耳轴与孔发生相对转动和轴向移动。这种连接方式连接件较多而且耳轴需要一个
4、法兰，从而增加了耳轴的制造难度。2、静配合连接如图 1-8（b） 。耳轴有过盈尺寸，装配时用液体氮将耳轴冷缩后插入耳轴座中，或把耳轴孔加热膨胀，将耳轴在常温下装入耳轴孔中。为了防止耳轴与耳轴孔产生转动和轴向移动，传动侧耳轴的配合面应拧入精制螺钉，游动侧采用带小台肩的耳轴。3、耳轴与托圈直接焊接连接如图 1-8（c） 。这种结构没有耳轴座和连接件，结构简单，重量轻，加工量少。制造时先将耳轴与耳轴板用双面环形焊缝焊接，然后将耳轴板与托圈腹板用单面焊缝焊接。但制造时要特别注意保证两耳轴的平行度和同心度。图 1-8 托圈与耳轴的连接方式（a）法兰螺栓连接；（b）静配合连接；（c）焊接连接三、炉体与托圈
5、的连接装置1、炉体与托圈之间的连接装置应能满足下述要求：（1）保证转炉在所有的位置时，都能安全地支承全部工作负荷；（2）为转炉炉体传递足够的转矩；（3）能够调节由于温度变化而产生的轴向和径向的位移，使其对炉壳产生的限制力最小；（4）能使载荷在支承系统中均匀分布；（5）能吸收或消除冲击载荷，并能防止炉壳过度变形；（6）结构简单，工作安全可靠易于安装、调整和维护，而且经济。2、目前已在转炉上应用的支承系统大致有以下几类。（1）悬挂支承盘连接装置，如图 1-9 属三支点连接结构，位于两个耳轴位置的支点是基本承重支点，而在出钢口对侧，位于托圈下部与炉壳相连接的支点是一个倾动支承点。两个承重支点主要由支
6、承盘 5 和托环 6 构成，托环 6 通过星形筋板 2 焊接在炉壳上，支承盘 5 装在托环内，它们不同心，有约 10 mm 的间隙。在倾动支承点装有倾动支承器 8，在与倾动支承器同一水平轴线的炉体另一侧装有导向装置 7，与倾动支承器构成了防止炉体沿耳轴方向窜动的定位装置。悬挂支承盘连接装置的主要特征是炉体处于任何倾动位置，都始终保持托环与支承盘顶部的线接触支承。同时在倾动过程中炉壳上的托环始终沿托圈上的支承盘滚动。所以这种连接装置倾动过程平稳没有冲击。此外，结构也比较简单，便于快速拆换炉体。图 1-9 悬挂支撑盘连接装置（2）夹持器连接装置夹持器连接装置的基本结构是沿炉壳圆周装有若干组上、下托
7、架，并用它们夹住托圈的顶面和底部，通过接触面把炉体的负荷传给托圈。当炉壳和托圈因温差而出现热变形时，可自由地沿其接触面相对位移。图 1-10 为双面斜垫板托架夹持器的典型结构。它由四组夹持器组成。两耳轴部位的两组夹持器 R1 、R2 为支承夹持器，用于支承炉体和炉内液体等的全部重量。位于装料侧托圈中部的夹持器 R3为倾动夹持器，转炉倾动时主要通过它来传递倾动力矩。靠出钢口的一组夹持器 R4 为导向夹持器，它不传递力只起导向作用。每组夹持器均有上、下托架，托架与托圈之间有一组支承斜垫板。炉体通过上、下托架和斜垫板夹住托圈，借以支承其重量。这种双面斜垫板托架夹持器的连接装置基本满足了转炉的工作要求
8、，但其结构复杂，加工量大，安装调整比较困难。图 1-10 双面斜垫板托架夹持器结构图 1-11 为平面卡板夹持器。它一般由 4 10 组夹持器将炉壳固定在托圈上，其中有一对布置在耳轴轴线上，以便炉体倾转到水平位置时承受载荷。每组夹持器的上、下卡板用螺栓成对地固定在炉壳上，利用焊在托圈上的卡座将上、下长板伸出的底板卡在托圈的上、下盖板上。底板和卡座的两平面间和侧面均有垫板 3，垫板磨损可以更换。托圈下盖板与下卡板的底板之间留有一定的间隙这样夹持器本体可以在两卡座间滑动使炉壳在径向和轴向的胀缩均不受限制。图 1-11（3）薄带连接装置（如图 1-12 所示）：采用多层挠性薄钢带作为炉体与托圈的连接
9、件。组成及其原理：两侧耳轴的下方沿炉壳圆周各装有五组多层薄钢带，钢带的下端借螺钉固定在炉壳的下部，钢带的上端固定在托圈的下部。托圈土部耳轴处装有辅助支承装置。炉体直立时，炉体被托在多层薄钢带组成的托笼中；炉体倾动时，主要靠距耳轴轴线最远位置的钢带组来传递扭矩炉体倒置时，炉体重量由钢带压缩变形和托圈上部的辅助支承装置来平衡。托圈上部在两耳轴位置的辅助支承除了在倾动和炉体倒置时承受一定力外，主要用于炉体对托圈的定位。特点：将炉壳上的主要承重点放在了托圈下部炉壳温度较低的部位，以消除炉壳与托圈间热膨胀的影响，减少炉壳连接处的热应力。同时由于采用了多层挠性薄钢带做连接件， 图 1-12 它能适应炉壳与
10、托圈受热变形所产生的相对位移，还可以减缓连接件在炉壳、托圈连接处引起的局部应力。薄片连接装置是采用多层挠性薄钢带作为炉体与托圈的连接件。在两侧耳轴的下方沿炉壳圆周各装有五组多层薄钢带，钢带的下端借螺钉固定在炉壳的下部，钢带的上端固定在托圈的下部。在托圈上部耳轴处还装有一个辅助支撑装置。当炉体直立时，炉体是被托在多层薄钢带组成的“托笼”中；炉体的倾动，主要靠距耳轴线最远位置的钢带组来传递扭矩；当炉体倒置时，炉体重量由钢带压缩变形和托圈上部的辅助支撑装置来平衡。托圈上部在两耳轴位置的辅助支撑除了在倾动和炉体倒置时，承受一定力外，主要是用于炉体对托圈的定位。这种连接装置的特点是将炉壳上的主要承重点放在了托圈下部炉壳温度较低的部位，以消除炉壳与托圈间热膨胀的影响，减少炉壳连接处的热应力。同时，由于采用了多层挠性薄钢带做连接件，它能适应炉壳与托圈受热变形所产生的相对位移，还可以缓解连接件在炉壳、托圈连接处引起的局部应力。
