[发明专利]一种水冷式转炉托圈工艺孔插管结构及其应用

说明书

本发明公开了一种水冷式转炉托圈工艺孔插管结构及其应用，涉及大型转炉托圈制造与检修技术领域。本发明包括截面呈环形排布的两层转炉托圈腹板以及洞穿两层转炉托圈腹板后均匀分布的多个托圈工艺孔，两层转炉托圈腹板的上下端面固定托圈盖板后，形成空腔的托圈箱体，在托圈箱体内，每个托圈工艺孔两侧均固定有托圈内部筋板；还包括由托圈箱体内部分别向每个托圈工艺孔的内孔和外孔插出的两个对称的分段插管；分段插管上套接有截面为弧形的环状双曲面过渡圈，由焊缝将环状双曲面过渡圈与转炉托圈腹板之间形成一定弧度的圆滑过渡形式，能够有效减少分段插管与转炉托圈腹板连接处的应力集中，提高该部位的结构强度，进而提高转炉托圈腹板的使用寿命。

技术领域

本发明涉及大型转炉托圈制造与检修技术领域，更具体地说是一种水冷式转炉托圈工艺孔插管结构及其应用。

背景技术

当前大型箱型水冷式转炉托圈工艺孔结构(附图2、3)都是在转炉托圈腹板1上开托圈工艺孔2，然后插入相应尺寸的管道焊接而成。其所用管道为直段圆形管道，连接结构为托圈腹板开孔与直段圆管焊接。

由图1可以看出，在转炉托圈工艺孔2两侧的托圈底板与托圈腹板1上均有转炉与托圈的链接装置(水平悬挂机构8和垂直悬挂机构7)存在。在炼钢作业时，转炉在进行炼钢作业过程中，转炉托圈工艺孔2的插管不仅要承受转炉炼钢时所产生的高温影响，在驱动轴9的作用下，还会因为转炉炼钢加料和出钢重复翻转运动，在靠近转炉与托圈的链接装置附近的工艺孔插管因长期收到交变载荷的作用而产生疲劳裂纹。

经检索，关于解决上述的不足，目前已有相关专利公开。如，中国专利公告号为：CN204342824U、授权公告日为：2015年5月20日，公开了一种可在线补透气孔泄漏的转炉托圈，主要由托圈本体，托圈本体上的透气孔、水箱及耳轴组成，其在产生泄漏的透气孔内连接补漏器，其补漏器为管式或杆式的。该实用新型的特点：能在线采取紧急措施补救透气孔漏水问题，保证安全生产，并提高机组作业率，但由于只是补漏的临时作用，并不能从根源上解决漏水问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本申请旨在提供一种水冷式转炉托圈工艺孔插管结构及其应用，其至少在一个方面比背景技术中说明的现有技术有利。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种水冷式转炉托圈工艺孔插管结构，包括截面呈环形排布的两层转炉托圈腹板以及洞穿两层转炉托圈腹板后均匀分布的多个托圈工艺孔，两层转炉托圈腹板的上下端面固定托圈盖板后，形成空腔的托圈箱体，在托圈箱体内，每个托圈工艺孔两侧均固定有托圈内部筋板；还包括由托圈箱体内部分别向每个托圈工艺孔的内孔和外孔插出的两个对称的分段插管；所述分段插管上套接有截面为弧形的环状双曲面过渡圈，双曲面过渡圈紧贴式固定于转炉托圈腹板的内壁。由焊缝将环状双曲面过渡圈与转炉托圈腹板之间形成一定弧度的圆滑过渡形式。通过弧形过渡，能够有效减少分段插管与转炉托圈腹板连接处的应力集中，提高该部位的结构强度，进而提高转炉托圈腹板的使用寿命。

进一步的技术方案，分段插管的内端面为焊缝坡面，两个分段插管的焊缝坡面焊接后形成双管间焊缝，方便焊接。

进一步的技术方案，分段插管与托圈工艺孔之间的坡口通过插管焊缝层焊接式固定，插管焊缝一般通过焊接前的打磨及切削产生，起焊接准备的作用，以提高固定效果；与双曲面过渡圈的接触面也呈弧形，以便于与双曲面过渡圈贴合。

进一步的技术方案，双曲面过渡圈包括内弧面和外弧面，所述内弧面与分段插管、转炉托圈腹板的连接处均通过过渡圈固定焊缝层焊接式固定，三重固定，以加强固定的稳定性效果；所述外弧面的弧度与转炉托圈腹板相适配，提高紧密贴合的效果；环心处设置过渡圈外侧倒角，方便焊接。

进一步的技术方案，过渡圈固定焊缝层也呈弧口向外的弧形，弧度为R，三重弧形过渡，进一步减少应力集中。