專利名稱：回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將包含鐵礦石和煉鐵廢棄物等的氧化鐵和炭材等的還原劑 的氧化鐵成塊物加熱還原來制造還原鐵成塊物的場合等中所使用的回轉(zhuǎn)爐 床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)爐床爐具有在具有行走裝置的爐床臺車上設(shè)置有爐床耐火材料的 回轉(zhuǎn)爐床，在該爐床耐火材料的上面裝載原料，將原料從上方加熱，進(jìn)行 燒結(jié)和還原。該回轉(zhuǎn)爐床從制作和運(yùn)輸?shù)挠^點(diǎn)出發(fā)為將多個爐床臺車環(huán)狀
結(jié)合的結(jié)構(gòu)。作為該結(jié)合結(jié)構(gòu)， 一般是利用圖IO所示的將相鄰的爐床臺車 的構(gòu)件14a、 14b焊接的焊接結(jié)構(gòu)50或圖11 (a)所示的由上下兩段的螺 栓53所形成的多段螺栓緊固結(jié)構(gòu)52使?fàn)t床全體成為一體結(jié)構(gòu)。
然而，該回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車從高溫的爐內(nèi)受熱，上面的溫度比下 面的溫度高。其結(jié)果，當(dāng)使各爐床臺車IO成為一體結(jié)構(gòu)時，如圖12(a) 所示，由于熱膨脹差，爐床臺車10的內(nèi)周側(cè)車輪32浮起，過大的重量集 中于外周側(cè)車輪33，存在引起行走故障的問題。此外存在該內(nèi)周側(cè)車輪32 的浮起如圖13所示那樣引起爐床耐火材料與爐壁耐火材料的干擾的問題。
為了避免這些問題，需要使各爐床臺車10為可自由移動的結(jié)構(gòu)以使得 成為圖12 (b)所示的熱變形后的姿勢。以往所采用的圖11 (a)所示的多 段螺栓結(jié)合結(jié)構(gòu)52，是通過相應(yīng)于爐床臺車10的熱變形逐漸地松緩螺母 54來對爐床臺車之間的結(jié)合賦予自由，可如圖11 (b)所示那樣吸收熱變 形的結(jié)構(gòu)?？墒?，在爐冷卻時，螺栓和螺母之間發(fā)生松弛，不能避免爐床 臺車10之間發(fā)生松動。因此，在冷態(tài)下爐床不能保持圓形，存在給回轉(zhuǎn)造成障礙的缺點(diǎn)。為了防止該缺點(diǎn)，存在的問題是每當(dāng)由于作業(yè)而導(dǎo)致加熱 和冷卻等的溫度變化時，都必須調(diào)整螺栓和螺母的緊固量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供各爐床臺車可自由移動的爐床臺車結(jié)構(gòu)及其結(jié)合結(jié)構(gòu)，提 供在爐床發(fā)生熱變形后車輪仍全部接地回轉(zhuǎn)，由此避免由于過大的載荷而 導(dǎo)致臺車破損和事故，同時每當(dāng)由于作業(yè)而引起加熱和冷卻等的溫度變化 時不需要調(diào)整螺栓和螺母的緊固量的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)。
為了解決所述課題，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)，其特 征在于，載置爐床的爐床臺車包括分別具有行走裝置的多個爐床臺車，使
相鄰的上述爐床臺車的結(jié)合成為將螺栓和螺母介有隔離物(spacer)而在 水平面上在一列上隔開間隔地結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
在上述爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選隔離物的長度S為由下述式導(dǎo)出的 長度。
^0.5xaxATxWxl/L a:臺車框架主材料的線膨脹系數(shù) AT:作業(yè)時的臺車框架的上面與下面的溫度差 W:臺車的長度
1:從臺車上表面到隔離物(結(jié)合螺栓)安裝用孔的距離 L:臺車框架的高度
在上述爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)中，爐床臺車的移動用車4B殳置于該爐床臺 車的下部，在各爐床臺車上，優(yōu)選在外周爐壁側(cè)配置兩個在內(nèi)周爐壁側(cè)配 置一個或者與此相反地配置。
在上述爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選分體設(shè)置爐床的耐火材料筑造床和 爐床臺車，并相互可位移地結(jié)合。
本發(fā)明的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)中，將爐床臺車結(jié)合的結(jié)合螺栓在水平面 上在一列上隔開間隔地配置，因此各爐床臺車即使作業(yè)時發(fā)生熱變形，也 是對于彎曲狀的變形可不相互拘束地自由變形的結(jié)構(gòu)，因此各爐床臺車總是各自保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。另外，結(jié)合螺栓介有隔離物將相鄰的爐床臺車 結(jié)合，因此可利用隔離物維持臺車間的間隙使得作業(yè)時相鄰的臺車彼此不 因熱變形而接觸。此外，該間隙在臺車間的角度變化的場合起到使結(jié)合部 的距離變化最小的作用。通過形成為這樣的結(jié)構(gòu)，結(jié)合螺栓可將其彎曲應(yīng) 力和拉伸應(yīng)力抑制在螺栓母材的容許應(yīng)力內(nèi)。
如果由S^0.5xaxATxWxl/L求出隔離物的長度5，就可簡便地求得可 防止由熱變形所引起的相鄰的臺車彼此接觸的適當(dāng)?shù)母綦x物長度6。
爐床臺車為在其下部具有移動用車輪，在各爐床臺車上，在外周爐壁 側(cè)配置兩個在內(nèi)周爐壁側(cè)配置一個或者與之相反地配置的結(jié)構(gòu)時，即使伴 隨著作業(yè)臺車框架發(fā)生熱變形的場合，全部的車輪也總是切實(shí)地與軌道接 觸，可使施加于軌道以及車輪的負(fù)荷達(dá)到恒定，能夠延長軌道以及車輪的 壽命。
在為分體設(shè)置爐床的耐火材料筑造床和爐床臺車，相互可位移地結(jié)合 的結(jié)構(gòu)時，即使伴隨著作業(yè)爐床臺車的臺車框架發(fā)生熱變形，變形和外力 等也不會影響到耐火材料筑造床。因此，即使?fàn)t床臺車的臺車框架發(fā)生熱 變形，爐床耐火材料也不會破損。


圖l是模式地表示本發(fā)明的爐床臺車的結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖2是上述爐床臺車的正面圖。 圖3是上述爐床臺車的結(jié)合部的詳細(xì)圖。 圖4是本發(fā)明的爐床臺車的結(jié)合部的作用說明圖。 圖5是說明本發(fā)明的隔離物的長度與爐床臺車的尺寸、臺車上下部間 的溫度差、隔離物位置等的關(guān)系的附圖。
圖6是說明車輪的安裝位置所引起的行走裝置的作用的差異的模式圖。
圖7是說明本發(fā)明的爐床臺車的熱變形的圖。
圖8是模式地表示本發(fā)明的支持臺車上面鐵板的金屬件的一例的立體圖。
圖9是模式地表示本發(fā)明的支持臺車上面鐵板的金屬件的另 一例的立 體圖。
圖IO是表示以往的爐床臺車的結(jié)合結(jié)構(gòu)的例子的附圖。 圖ll是表示以往的爐床臺車的結(jié)合結(jié)構(gòu)的另一例的附圖。 圖12是說明以往的爐床臺車的熱變形的附圖。
圖13是說明在以往的爐床臺車中，內(nèi)周側(cè)車輪浮起所引起的爐床耐火 材料與爐壁耐火材料的干擾的模式圖。
具體實(shí)施例方式
圖1~4表示出本發(fā)明的一個實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，回轉(zhuǎn)爐床爐 1的爐床5是通過結(jié)合裝置20將多臺的爐床臺車10a~10n環(huán)狀地結(jié)合而 構(gòu)成的。爐床5由耐火材料筑造床6以及爐床材7筑造。耐火材料筑造床 6配置于臺車上面鐵板8之上。爐床臺車10主要包括臺車框架12、行走 裝置30以及支持臺車上面鐵板的金屬件40。
在爐床臺車10之間，如圖1所示，配置有多個結(jié)合裝置20，相鄰的 爐床臺車10彼此通過結(jié)合裝置結(jié)合。配置于各臺車之間的多個結(jié)合裝置 20，在同一水平面上列隊(duì)地只配置一列，沒有如圖ll所示的例子那樣配置 成上下2列。在圖l中，示出了配置3個結(jié)合裝置的例子。
結(jié)合裝置20,如圖3所示，包括短管狀的隔離物21、結(jié)合螺栓24、 螺母25、 26，在前側(cè)的臺車框架12a的后端縱構(gòu)件14ar和后側(cè)的臺車框 架12b的前端縱構(gòu)件14bf的各腹板15a、 15b間的間隔S配設(shè)隔離物21， 同時貫穿設(shè)置于各腹板的螺栓孔29以及隔離物21的軸孔22配設(shè)結(jié)合螺栓 24，用螺母25、 26緊固，將爐床臺車10a和10b結(jié)合。
在作業(yè)停止(常溫)狀態(tài)下，如圖3所示，各腹板15a、 15b分別鉛直 并保持成相互平行，隔離物21的兩端前面分別與腹板15a、 15b的面接觸。 此時，各腹板15a、 15b間的間隔3即隔離物21的長度，基于作業(yè)實(shí)績或 者后述的熱變形量的計(jì)算，設(shè)定成相鄰的爐床臺車10彼此在作業(yè)時不因熱變形而接觸的大小。
作為隔離物21，不限于圖3所示的短管狀物，還可以是環(huán)狀的盤之類 的隔離物。另外，作為隔離物21的材質(zhì)，只要是具有可耐受在與作業(yè)相伴 的臺車的熱變形時施加于隔離物21的壓縮應(yīng)力的強(qiáng)度和200 25(TC以上 的耐熱溫度的材質(zhì)就可以， 一般的鋼制的隔離物可充分地耐用。
再者，在圖3中，示出了各腹板15a、 15b與螺栓的頭部以及螺母之間 分別配置墊片28，同時使用了兩個螺母的例子，但本發(fā)明并不限于此。
在如上所述那樣構(gòu)成的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)中，夾于爐床臺車間的隔離 物21,如圖4所示，保持爐床臺車的間隙，以4吏得相鄰的臺車彼此在作業(yè) 時不因熱變形而接觸。該間隙，在由于爐床臺車的熱變形，后端縱構(gòu)件14ar 以及前端縱構(gòu)件14bf相對的兩面之間的角度e變化的場合，起到使結(jié)合部 的距離變化最小的作用。由于利用該結(jié)構(gòu)使將爐床臺車結(jié)合的結(jié)合螺栓24 的伸長率最小，因此可通過結(jié)合螺栓24的彎曲和伸長率吸收臺車相互的結(jié) 合面位移的大部分，臺車的結(jié)合只產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)的松動。其結(jié)果，各個臺車 框架能夠比較自由地變形。另外，只在初期通過螺母25緊固調(diào)整結(jié)合螺栓 24，每當(dāng)預(yù)熱、冷卻等的溫度變化時不需要再調(diào)整緊固量。
通過在水平面上使用多個該結(jié)合裝置20，可將結(jié)合螺栓24的彎曲以 及拉伸應(yīng)力抑制在結(jié)合螺栓母材的容許應(yīng)力內(nèi)。
在上述結(jié)合裝置中，實(shí)際的間隙S( -隔離物的長度)可以如下設(shè)定。 如圖1以及圖2所示，在爐床臺車10的上部介有耐火材料筑造床6載置爐 床材7,在該爐床材7的上部裝載有還原用的原料(未圖示)，爐床一邊 回轉(zhuǎn)一邊將該原料加熱、燒結(jié)、還原。此時，如圖5所示，作業(yè)前(常溫 時)的臺車10的縱向距離W由于4支加熱，其上部膨脹變?yōu)閃'。另一方面， 該臺車的下面，溫度不象上面那樣高。因此，臺車IO如圖那樣向上方彎曲 成凸?fàn)?。圖5所示的狀態(tài)是由于上述兩臺車的伸長率W'而使相鄰的臺車的 上端部接觸的狀態(tài)，這是變形的容許極限。
上述兩臺車間的端面部的傾斜以隔離物21為中心相互以角度0傾斜 時，用于防止相鄰的臺車端部的上部接觸的上述隔離物21的理論上所需的長度S為
S^lxtane ...... (1)。
l是從臺車上表面到隔離物(結(jié)合螺栓)安裝用孔的距離。 另一方面，與上述相同的狀態(tài)時的兩臺車端部的下部的間隙為
W'-W-:Lxtane ...... (2)。
L是臺車框架的高度。另外，同樣地，
axATxW = Lxtan0 ...... (3)
在此，a是臺車框架主材料的線膨脹系數(shù)，AT是作業(yè)時的臺車框架的 上面與下面的溫度差。由上述(3)式和上述(1)式可以得到
3SaxATxWxl/L ...... (4)。
根據(jù)本發(fā)明者的實(shí)際的調(diào)査和解析結(jié)果判明，在實(shí)際的作業(yè)中，根據(jù)
臺車框架的塑性變形和水封裝置的冷卻效果等，上述傾斜角e減少至約一
半。由此，在實(shí)際的設(shè)定中，使用上述5的計(jì)算結(jié)果乘以系數(shù)0.5的下述 (5)式的隔離物長度(間隙)為好。
&^0.5xaxATx\Vxl/L...... (5)
另外，關(guān)于其上限，從防止在兩臺車間上栽置的耐火材料等的落下的 方面出發(fā)為50mm即可。
行走裝置30，如圖2所示，在內(nèi)周爐壁2側(cè)的臺車框架12的底部安 裝有車輪32，在外周爐壁3側(cè)的臺車框架12的底部安裝有車輪33。臺車 框架12的下方的基礎(chǔ)36上在爐中心周圍呈環(huán)狀地鋪設(shè)有供車輪32、 33 轉(zhuǎn)動的軌道34。
要求爐床臺車在軌道上順利地行走，但如圖6 (a)所示，在車輪38 通過軸承臺37安裝于基礎(chǔ)36，軌道39設(shè)置于爐床臺車IO的底部的場合， 由于因熱變形而擴(kuò)大的臺車間的間隙，車輪38與軌道39的接觸產(chǎn)生不連 續(xù)部。這顯示出在車輪38和軌道39之間產(chǎn)生由于恒常的臺階高差而導(dǎo)致 的沖擊，經(jīng)過長期將分別疲勞破壞。為了避免該現(xiàn)象，在本發(fā)明中，如圖 6 (b)所示，車輪32、 33設(shè)置于爐床臺車10的底部。
另外，在各爐床臺車10上，如圖7所示，車輪32、 33在外周爐壁側(cè)配置兩個在內(nèi)周爐壁側(cè)配置一個或者與此相反地配置。通過這樣地配置車
輪32、 33，所有的車輪總是切實(shí)地與軌道34接觸。其結(jié)果，爐床臺車IO 被車輪32、 33更穩(wěn)定地支持，行走變得順利，因此，爐床臺車10、車輪 32、 33以及軌道34不會疲勞破壞。
圖8示出支持臺車上面鐵板的金屬件40的一例。支持臺車上面鐵板的 金屬件40包括細(xì)長的板，多個該細(xì)長的板使板面鉛直地固定于爐床臺車 10的臺車框架12上面。支持臺車上面鐵板的金屬件40沿著爐床臺車10 的縱向(圓周方向)遍及臺車全長地延伸，與相鄰的支持臺車上面鐵板的 金屬件40之間設(shè)有適當(dāng)?shù)呐蛎浟粲嗔俊ＶС峙_車上面鐵板的金屬件40的 高度為25~150mm、寬度為9 ~32111111左右。在支持臺車上面鐵板的金屬 件40的上面，相對于該支持金屬件可位移并且在與相鄰的臺車上面鐵板之 間設(shè)置適當(dāng)?shù)呐蛎浟粲嗔?9而安裝有臺車上面鐵板8。
在臺車框架12的上面固定有保持螺栓45,在臺車上面鐵板8上設(shè)有 比該保持螺栓45的徑大的螺栓孔(未圖示)，保持螺栓45的上端部貫穿 到該螺栓孔中。在保持螺栓45的上端部螺合有螺母46,在臺車上面鐵板8 與螺母46之間插入有墊片48。螺母46被不緊地擰固使得臺車上面鐵板8 和支持臺車上面鐵板的金屬件40相互可位移。從臺車上面鐵板8的上面突 出的保持螺栓45的上端部和螺母46進(jìn)入的空間設(shè)置于耐火材料筑造床6 的爐床耐火材料的底部(未圖示)。支持耐火材料床的金屬件40，在材質(zhì) 上優(yōu)選具有200 250。C以上的耐熱溫度并且機(jī)械的性質(zhì)優(yōu)異的金屬件，一 般地優(yōu)選鋼鐵制的金屬件。
具有如上所述那樣構(gòu)成的支持臺車上面鐵板的金屬件40的爐床臺車 10，在爐床臺車IO發(fā)生熱變形的場合，臺車上面鐵板8和支持臺車上面鐵 板的金屬件40相互位移，其熱變形不會對耐火材料筑造床6和臺車上面鐵 板8賦予變形和外力，可以避免耐火材料筑造床6上的爐床耐火材料的破 損。另外，保持螺栓45限制臺車上面鐵板8和臺車框架12的位移，防止 兩者間的較大偏移。
圖9示出了支持臺車上面鐵板的金屬件的另一例。支持臺車上面鐵板的金屬件42包括短的圓柱或者棱柱，鉛直地安裝在爐床臺車10的上面。 支持臺車上面鐵板的金屬件42的多個，沿著爐床臺車10的縱向遍及臺車 全長而配置，高度為10~125mm，直徑(方形)為50 ~ 100mm左右。臺 車上面鐵板8置于支持臺車上面鐵板的金屬件42的上面43，臺車上面鐵 板8以及支持臺車上面鐵板的金屬件42可相互位移。保持螺栓45的構(gòu)成 以及支持臺車上面鐵板的金屬件42的作用與圖8所示的相同。
在爐床臺車10與爐壁2、 3之間，設(shè)有以爐心為中心的環(huán)狀的水封裝 置9 。水封裝置9防止高溫的爐內(nèi)氣體向爐外漏出或者大氣從爐外向爐內(nèi) 侵入而損害爐內(nèi)的還原氣氛。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，利用螺栓和螺母將構(gòu)成回轉(zhuǎn)爐床爐的多個爐床臺車結(jié)合 使得其相互自由移動，因此在爐床臺車發(fā)生熱變形后，車輪仍全部接地回 轉(zhuǎn)，由此可以避免由過大的栽荷所引起的臺車破損和事故，同時每當(dāng)加熱 和冷卻時的溫度變化時，不需要調(diào)整螺栓與螺母的緊固量，因此具有較大 的產(chǎn)業(yè)上的利用可能性。
權(quán)利要求
1. 一種回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)，其特征在于，載置爐床的爐床臺車包括分別具有行走裝置的多個爐床臺車，使相鄰的所述爐床臺車的結(jié)合成為將螺栓和螺母介有隔離物而在水平面上在一列上隔開間隔地結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)，其特征 在于，使所述隔離物的長度S為由下述式導(dǎo)出的長度，其中，a:臺車框架主材料的線膨脹系數(shù)；AT:作業(yè)時的臺車框架的上面與下面的溫度差； W:臺車的長度；1:從臺車上表面到隔離物(結(jié)合螺栓)安裝用孔的距離； L:臺車框架的高度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)，其 特征在于，所述爐床臺車的移動用車^i殳置于該爐床臺車的下部，在各爐 床臺車上，在外周爐壁側(cè)配置兩個該車輪在內(nèi)周爐壁側(cè)配置一個該車輪， 或者與此相反地配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的回轉(zhuǎn)爐床爐的爐床臺車結(jié)合結(jié)構(gòu)， 其特征在于，分體設(shè)置爐床的耐火材料筑造床和爐床臺車，并相互可位移 地結(jié)合。
全文摘要
一種回轉(zhuǎn)爐床爐，其載置爐床的爐床臺車包括分別具有行走裝置的多個爐床臺車，相鄰的爐床臺車采用螺栓和螺母介有隔離物而在水平面上在一列上隔開間隔地結(jié)合，各爐床臺車為即使作業(yè)時發(fā)生熱變形，對于彎曲狀的變形也可不相互拘束地自由變形的結(jié)構(gòu)，因此各爐床臺車總是各自保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
文檔編號F27B9/00GK101438117SQ20068005456
公開日2009年5月20日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者中山俊幸, 島真司, 柴田智明 申請人:新日本制鐵株式會社;新日鐵工程技術(shù)株式會社