專利名稱：球面熱壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金煉鋼設(shè)備領(lǐng)域，具體地講，涉及一種球面熱壓裝置。
背景技術(shù)：
煉鋼轉(zhuǎn)爐作為冶金行業(yè)的重要設(shè)備，經(jīng)常在高溫(如1800°C )下連續(xù)M小時(shí)工 作，所以一旦因轉(zhuǎn)爐的成型質(zhì)量發(fā)生事故，則會(huì)造成嚴(yán)重的損失甚至危及工作人員的安全。 因此，對(duì)轉(zhuǎn)爐的制造質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求。轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段的制造是轉(zhuǎn)爐加工的關(guān)鍵工 序，要求具有高的加工精度。通常采用的是鑄造壓模來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段，但是目前這 種方法操作難度大，且投資較大。因此，亟需一種操作簡(jiǎn)單且制造成本低的裝置來(lái)制造煉鋼轉(zhuǎn)爐的曲面(S卩，球面 段)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的球面熱壓裝置，從而能夠制造 出具有不同彎曲半徑的球面產(chǎn)品。本發(fā)明提供了一種球面熱壓裝置，所述球面熱壓裝置包括機(jī)架，具有上橫梁；頂 壓機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)，用來(lái)提供壓力；升降構(gòu)件，穿過(guò)所述機(jī)架的上橫梁形成，以隨著 所述頂壓構(gòu)件的伸縮與所述機(jī)架之間產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)滑動(dòng)；上模，設(shè)置在所述頂壓機(jī) 構(gòu)下方，并與所述頂壓機(jī)構(gòu)和所述升降構(gòu)件連接；下模，設(shè)置工作平臺(tái)上并位于所述頂壓機(jī) 構(gòu)的下方，所述下模與所述上模隔開(kāi)預(yù)定的距離，其中，所述上模和所述下模能夠拆卸，以 具有期望的彎曲半徑。根據(jù)本發(fā)明，球面熱壓裝置還包括進(jìn)料臺(tái)，位于所述機(jī)架的一側(cè)；出料臺(tái)，與所 述進(jìn)料臺(tái)相對(duì)，并位于所述機(jī)架的另一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，所述機(jī)架為剛性構(gòu)件，與工作平臺(tái)剛性連接。所述頂壓構(gòu)件為油壓 機(jī)。所述上模與所述升降構(gòu)件一體地形成。根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠制造出具有各種彎曲半徑 的球面產(chǎn)品。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得更加清楚，其中圖1是示出了轉(zhuǎn)爐爐殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式通常，煉鋼轉(zhuǎn)爐的爐殼分為五部分爐帽、上球段、爐身、下球段和爐底。圖1是示出了轉(zhuǎn)爐爐殼的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，轉(zhuǎn)爐爐殼100包括自上而下依次設(shè)置的爐帽101、 上球段102、爐身103、下球段104和爐底105。上球段102具有半徑R1，用來(lái)實(shí)現(xiàn)爐帽101 和爐身103的平滑連接；下球段104具有半徑R2，用來(lái)實(shí)現(xiàn)爐身103和爐底105的平滑連 接。在下文中，為了便于描述，將上球段102和下球段104統(tǒng)稱為球面段。雖然轉(zhuǎn)爐爐殼的 上球段102和下球段104的半徑不同，但是上球段102和下球段104的制造方法相同，因此， 將以轉(zhuǎn)爐爐殼的下球段為例來(lái)描述本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種球面熱壓裝置。為了便于描述，下面將以制造轉(zhuǎn)爐爐殼的球面 段為例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓 裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置10包括機(jī)架1，具有上橫梁(未標(biāo)出)； 頂壓機(jī)構(gòu)2，設(shè)置在機(jī)架1的內(nèi)部，用來(lái)提供壓力；升降構(gòu)件3，穿過(guò)機(jī)架1的上橫梁形成，以 隨著頂壓構(gòu)件2的伸縮與機(jī)架1之間產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)滑動(dòng)；上模4，設(shè)置在頂壓機(jī)構(gòu)2 的下方，并與頂壓機(jī)構(gòu)2和升降構(gòu)件3連接；下模5，設(shè)置工作平臺(tái)上并位于頂壓機(jī)構(gòu)2的 下方，下模5與上模4隔開(kāi)預(yù)定的距離，從而當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置工作時(shí)，加工件 放置在上模4和下模5之間而在頂壓機(jī)構(gòu)2的作用下被加工成具有預(yù)定半徑的曲面。根據(jù)本發(fā)明，上模4和下模5為一對(duì)具有所需成型曲面的凸模和凹模，并且它們的 彎曲半徑可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進(jìn)行調(diào)整。具體地講，為了制造具有預(yù)定半徑的球面板材，上 模4和下模5能夠拆卸，從而將上模4和下模5換成具有期望的彎曲半徑的模具。頂壓機(jī) 構(gòu)2在升降構(gòu)件的引導(dǎo)下對(duì)上模4和下模5施加作用力，以將加工件加工成具有期望形狀 的曲面。在根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置10中，機(jī)架1為剛性構(gòu)件，并與下模5的位置相對(duì) 固定。機(jī)架1與工作平臺(tái)(未示出)剛性連接，在頂壓機(jī)構(gòu)2輸出向下的壓力時(shí)，機(jī)架1承 受頂壓機(jī)構(gòu)2向上的壓力。升降構(gòu)件3為球面熱壓裝置的導(dǎo)向構(gòu)件，主要作用是控制頂壓 機(jī)構(gòu)2在輸出壓力時(shí)的方向垂直向下，同時(shí)，在熱壓前將下模5提升到適當(dāng)?shù)母叨?。根?jù)本發(fā)明，頂壓機(jī)構(gòu)2為球面熱壓裝置的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，主要作用是輸出對(duì)上模4的 壓力，使加工件(例如，熱鋼坯)產(chǎn)生形變。頂壓機(jī)構(gòu)2的上部與機(jī)架1的上橫梁的下邊緣 連成一體，頂壓機(jī)構(gòu)2的下部與上模4牢固地固定在一起。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，頂壓 機(jī)構(gòu)2為油壓機(jī)。然而，本發(fā)明不限于此，可以采用本領(lǐng)域常用的其他裝置作為頂壓機(jī)構(gòu)。 另外，可以在上模4的上表面上布置四個(gè)頂壓機(jī)構(gòu)，升降構(gòu)件設(shè)置在上模4的中間位置上， 使得加工件在頂壓機(jī)構(gòu)的作用下被均勻地?cái)D壓。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)架1兩側(cè)的寬度可以為5000mm 5500mm，高度可以 為4230mm 4500mm，長(zhǎng)度可以為4500mm 5000mm。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際 需要來(lái)確定機(jī)架1的尺寸。參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置10還可以包括進(jìn)料臺(tái)6，位于機(jī)架1的一 側(cè)；出料臺(tái)7，與進(jìn)料臺(tái)6相對(duì)，并位于機(jī)架1的另一側(cè)。具體地講，進(jìn)料臺(tái)6和出料臺(tái)7分 別設(shè)置在機(jī)架1的兩側(cè)，將要被加工的加工件放置在進(jìn)料臺(tái)6上，然后通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)放置在上 模4和下模5之間，在被加工成曲面板材之后放置在出料臺(tái)7上。根據(jù)本發(fā)明，上模4可以通過(guò)螺釘?shù)扰c升降構(gòu)件3牢固地結(jié)合。在更換上模時(shí)，可 以卸下螺釘，在更換好具有期望半徑的上模4之后，再將上模4與升降構(gòu)件3牢固地結(jié)合在一起。然而，本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，上模4可以與升降構(gòu)件3—體地 形成，在更換上模時(shí)，可以將上模4連同升降構(gòu)件3 —起卸下而換成具有期望半徑的上模4。因此，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置可以制造出具有期望彎曲半徑的板材，因而可 以廣泛地應(yīng)用于厚板、特厚板的曲面加工。因此，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且 便于使用。下面將描述利用圖2的球面熱壓裝置來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段的方法。在這里，可以采用本領(lǐng)域常用的板坯來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段。在本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例中，采用16Mn板坯來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段(包括上球段和下球段)。具體地講，首先，將用于制造轉(zhuǎn)爐爐殼的上球段的板坯放到加熱爐中進(jìn)行加熱。在 加熱爐加熱板坯之前通常要先點(diǎn)火烘爐6小時(shí)至8小時(shí)，以烘干加熱爐內(nèi)的水分。當(dāng)加熱 爐內(nèi)部的溫度升高至1050°C至1150°C時(shí)，用推鋼機(jī)將板坯推至加熱爐內(nèi)。然后，將板坯加熱至所需溫度(例如，1160°C至1180°C )時(shí)，用卷?yè)P(yáng)機(jī)將紅熱的板 坯拖出置于圖2所示的球面熱壓裝置中，即，通過(guò)進(jìn)料臺(tái)6放置到圖2的球面熱壓裝置中的 上模4和下模5之間。這里，上模4和下模5為具有半徑Rl的模具。接著，啟動(dòng)頂壓機(jī)構(gòu)2，在升降構(gòu)件3的引導(dǎo)下對(duì)上模4施加壓力以對(duì)板坯Sl進(jìn)行 壓制，從而將板坯Sl壓制成具有期望彎曲半徑Rl (其與上模4和下模5的半徑相對(duì)應(yīng))的 板材。采用的熱壓溫度優(yōu)選地為950°C至1050°C。在這里，需要注意的是，當(dāng)16Mn板坯表面呈現(xiàn)紅色之前應(yīng)結(jié)束加工，然后撤出壓 力，使板坯緩慢冷卻。板坯表面的顏色隨溫度變化而變化。例如，對(duì)于使用16Mn板坯的情 形，當(dāng)板坯的溫度從1160°C 1180°C降至860°C 900°C時(shí)，其色澤變化在橘紅色與暗紅色 之間；當(dāng)板坯溫度為950°C 1050°C時(shí)，板坯呈暗紅色，其內(nèi)部組織為奧氏體和少量的鐵素 體，此時(shí)應(yīng)撤出壓力，使板坯緩慢冷卻。對(duì)此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際加工的板坯鋼 種基于板坯的加熱溫度和表面顏色變化來(lái)確定板坯的內(nèi)部組織，以獲得具有期望金相組織 的鋼材。接下來(lái)，將所得料切割成期望的長(zhǎng)度，成形后制作坡口并進(jìn)行組裝，從而得到轉(zhuǎn)爐 爐殼的上球段。將上模4和下模5換成預(yù)先制好的具有半徑R2的模具，然后采用上制造上球段的 方法相同的方法來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的下球段。這樣，就可以方便地制造出轉(zhuǎn)爐爐殼的球面段。在本發(fā)明中，加熱爐對(duì)板坯進(jìn)行加熱的溫度為金屬再結(jié)晶溫度以上的溫度，在該 溫度區(qū)間板坯具有較大量的塑性流動(dòng)，變形抗力較低，球面熱壓裝置進(jìn)行熱壓所需的壓力 較小，加工成本較低，有利于推廣使用。通過(guò)熱壓可以改變金屬組織，提高金屬性能。具體地 講，板坯內(nèi)原來(lái)的鑄態(tài)疏松、孔隙、微裂等被壓實(shí)或焊合；原來(lái)的枝狀結(jié)晶被打碎，使晶粒變 細(xì)；同時(shí)改變了原來(lái)的碳化物偏析和不均勻分布，使組織均勻，從而獲得內(nèi)部密實(shí)、均勻、細(xì) 微、綜合性能好、使用可靠。經(jīng)熱壓變形后，金屬是纖維組織。如果加熱溫度不在預(yù)定范圍， 金屬的塑性低、變形抗力較大，熱壓所需壓力較大，極端條件下，板坯可能開(kāi)裂，加工成本增 大，不利于推廣使用。雖然在上面的示例中僅示出了利用本發(fā)明的球面熱壓裝置10來(lái)制造轉(zhuǎn)爐爐殼的 球面段，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置10可以通過(guò)調(diào)整上模 4和下模5的彎曲半徑來(lái)制造具有期望曲率的曲面或球面產(chǎn)品。在這里需要指出的是，這里使用的“球面”一詞應(yīng)在廣義的意義上來(lái)理解，即，不一定是球體的一部分，只要是具有一定 彎曲半徑的曲面即可。因此，根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置，操作難度小，并且可以有效地控制球面的彎曲 半徑。采用根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置制造的曲面板材，可以在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生較好的經(jīng) 濟(jì)效益和社會(huì)效益。盡管對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不應(yīng)理解為局限于這些示例 性實(shí)施例，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種球面熱壓裝置，其特征在于所述球面熱壓裝置包括 機(jī)架，具有上橫梁；頂壓機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)，用來(lái)提供壓力；升降構(gòu)件，穿過(guò)所述機(jī)架的上橫梁形成，以隨著所述頂壓構(gòu)件的伸縮與所述機(jī)架之間 產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)滑動(dòng)；上模，設(shè)置在所述頂壓機(jī)構(gòu)下方，并與所述頂壓機(jī)構(gòu)和所述升降構(gòu)件連接； 下模，設(shè)置工作平臺(tái)上并位于所述頂壓機(jī)構(gòu)的下方，所述下模與所述上模隔開(kāi)預(yù)定的 距離，其中，所述上模和所述下模能夠拆卸，以具有期望的彎曲半徑。
2.如權(quán)利要求1所述的球面熱壓裝置，其特征在于所述球面熱壓裝置還包括 進(jìn)料臺(tái)，位于所述機(jī)架的一側(cè)；出料臺(tái)，與所述進(jìn)料臺(tái)相對(duì)，并位于所述機(jī)架的另一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的球面熱壓裝置，其特征在于所述機(jī)架為剛性構(gòu)件，與工作平臺(tái) 剛性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的球面熱壓裝置，其特征在于所述頂壓構(gòu)件為油壓機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的球面熱壓裝置，其特征在于所述上模與所述升降構(gòu)件一體地形
全文摘要
本發(fā)明提供了一種球面熱壓裝置。球面熱壓裝置包括機(jī)架，具有上橫梁；頂壓機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)，用來(lái)提供壓力；升降構(gòu)件，穿過(guò)所述機(jī)架的上橫梁形成，以隨著所述頂壓構(gòu)件的伸縮與所述機(jī)架之間產(chǎn)生豎直方向的相對(duì)滑動(dòng)；上模，設(shè)置在所述頂壓機(jī)構(gòu)下方，并與所述頂壓機(jī)構(gòu)和所述升降構(gòu)件連接；下模，設(shè)置工作平臺(tái)上并位于所述頂壓機(jī)構(gòu)的下方，所述下模與所述上模隔開(kāi)預(yù)定的距離，其中，所述上模和所述下模能夠拆卸，以具有期望的彎曲半徑。根據(jù)本發(fā)明的球面熱壓裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠制造出具有各種彎曲半徑的球面產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B21D5/01GK102069113SQ20101062453
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吳華忠, 吳榮善, 易振翔, 王平, 陳超 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)冶金工程技術(shù)有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司