120t轉(zhuǎn)爐剖分托圈的制造工藝改進(jìn)

鄭 蕾

（山鋼集團(tuán)萊鋼設(shè)備檢修中心，山東 萊蕪 271104）

一、前言

大型轉(zhuǎn)爐托圈多為矩形結(jié)構(gòu)，就整個(gè)結(jié)構(gòu)而言，有整體的也有剖分成二段或四段再組裝成（可拆卸）一體的。120t轉(zhuǎn)爐托圈因?yàn)槌叽绱螅\(yùn)輸條件的限制，采用分體制作，在現(xiàn)場(chǎng)組焊成型的制造形式。因而受加工和裝配精度影響，兩耳軸同心度的精度不易保證。通過(guò)采用一系列合理的工藝方法， 優(yōu)化方案、改進(jìn)結(jié)構(gòu)確保了120t轉(zhuǎn)爐托圈制造的制造精度達(dá)到了整體托圈的精度。

二、技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)措施

1 托圈分體制造時(shí)，選用何種定位方式保證組裝后托圈傳動(dòng)側(cè)和非傳動(dòng)側(cè)耳軸同軸度的＜φ1mm。

2 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)焊時(shí)，采用何種焊接技術(shù)保證把焊接變形控制在規(guī)定的可控范圍之內(nèi)。

3 采用何種檢測(cè)手段在設(shè)備的對(duì)焊過(guò)程中實(shí)施全過(guò)程跟蹤監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵技術(shù)措施：

針對(duì)1，經(jīng)研究確認(rèn)采用止口定位方式，同時(shí)用工裝將托圈傳動(dòng)側(cè)、非傳動(dòng)側(cè)連接為一體，工裝上設(shè)置止口，該止口用落地鏜床加工出來(lái)，用來(lái)保證傳動(dòng)側(cè)耳軸和非傳動(dòng)側(cè)耳軸的同軸度。

針對(duì)2，研究出了一套具體的焊接方案，其中包括采取合理的焊接順序和固定方式，焊接參數(shù)等等。

針對(duì)3，對(duì)焊接過(guò)程中托圈耳軸的精度檢測(cè)問(wèn)題，我們根據(jù)耳軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定采用準(zhǔn)直儀進(jìn)行全過(guò)程檢測(cè)，準(zhǔn)直儀精度高，檢測(cè)方便，對(duì)這種大中型轉(zhuǎn)爐托圈的焊接變形的檢測(cè)很適合。

三、工藝制定

1 增加定位止口，保證對(duì)撞精度

加工扇形段時(shí)，在扇形段（出鋼側(cè)）、扇形段（加料側(cè)）的兩端各加工出一段長(zhǎng)約200mm的對(duì)接平面作為對(duì)裝基準(zhǔn)；在游動(dòng)端耳軸塊、驅(qū)動(dòng)端耳軸塊與扇形段對(duì)接面上同樣加工出長(zhǎng)約200mm的對(duì)裝平面，作為整體對(duì)裝時(shí)的基準(zhǔn)。采用工裝將游動(dòng)端耳軸塊和驅(qū)動(dòng)端耳軸塊連接在一起。即：在游動(dòng)端耳軸塊、驅(qū)動(dòng)端耳軸塊內(nèi)側(cè)各焊接一塊止口板，在止口板上加工出止口，此止口中心線與耳軸中心線同軸，中間利用工裝把兩個(gè)耳軸塊用螺栓連接在一起，保證游動(dòng)端耳軸塊和驅(qū)動(dòng)端耳軸塊的同軸度小于φ0.5mm。

2 現(xiàn)場(chǎng)裝配

為了保證托圈兩耳軸的同軸度，在廠內(nèi)運(yùn)用托圈支撐將兩耳軸連接固定。注：托圈支撐為廠內(nèi)自行設(shè)計(jì)制作的定位工裝，將兩耳軸塊按托圈圖紙中位置固定連接用。即發(fā)貨狀態(tài)為：兩耳軸塊與托圈支撐為一體，和兩個(gè)扇形段共三部分。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際具體情況，地面基本找平，鋪上方鋼和鋼坯，塞緊、連接、加固焊接，使整個(gè)平臺(tái)是一個(gè)完整不動(dòng)的整體。長(zhǎng)、寬約11m左右，并在準(zhǔn)備放驅(qū)動(dòng)端耳軸塊的方向的一側(cè)加放一鋼坯，用來(lái)架準(zhǔn)直儀使用。放地樣及檢測(cè)平臺(tái)平面度。清理平臺(tái)表面，確定十字中心線及中心，并打上標(biāo)記，根據(jù)圖紙尺寸對(duì)內(nèi)外直徑放大6mm劃圓，同時(shí)劃出放兩耳軸塊的一側(cè)邊線。用準(zhǔn)直儀檢測(cè)放樣劃圓上的內(nèi)外兩點(diǎn)水平高度，記下數(shù)據(jù)，找出高低差，以高點(diǎn)為基準(zhǔn)，用不同厚度墊片對(duì)各個(gè)測(cè)量低點(diǎn)墊高，以保證托圈放于平臺(tái)趨于基本水平。

整體對(duì)裝。將兩耳軸塊就位，調(diào)整其位置，使耳軸塊上的中心線對(duì)準(zhǔn)地樣中心線，在放樣劃線的耳軸塊側(cè)邊線上點(diǎn)焊定位塊，此時(shí)再用準(zhǔn)直儀檢測(cè)兩耳軸塊的同軸度，看其是否發(fā)生變化，根據(jù)其測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行微調(diào)，使耳軸塊達(dá)到準(zhǔn)確位置，并保證同軸度在φ0.5mm以內(nèi)。耳軸塊定位好后開(kāi)始對(duì)裝兩扇形段，根據(jù)原在廠內(nèi)預(yù)裝標(biāo)記和所劃地樣依次將兩扇形段就位，確保內(nèi)圓直徑+6mm，并調(diào)整其高低，用準(zhǔn)直儀檢測(cè)整個(gè)托圈的平面度，要求小于3mm。托圈的對(duì)接焊縫處用連接板加固連接，并檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)。鋪墊履帶加熱器對(duì)焊縫處進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150℃。預(yù)熱前需對(duì)焊接部位除銹，清理干凈。

3 焊接

（1）同軸度控制參考范圍，即調(diào)整范圍：x向?yàn)椤?.5mm，y向?yàn)椤?.5mm。若在此范圍內(nèi)則采用對(duì)稱同位焊，即同向同方焊接，若小于或大于此范圍則馬上改變焊接順序交錯(cuò)對(duì)角焊接或者單向焊接（立焊縫），對(duì)于平焊縫則采用從里向外焊或者從外向里焊接。對(duì)于立焊縫采用從中間往上焊或者從下往中間焊接。

（2）該托圈焊接由4名技術(shù)熟練的焊工同時(shí)施工，原則上要求同規(guī)范、同順序、同速度焊接。用準(zhǔn)直儀隨時(shí)監(jiān)控同軸度的變化情況。再根據(jù)變化采用如下焊接位置方法，視情況具體調(diào)整。x向或y向的尺寸變化共2處，凡任意一處偏離中心線位置即偏離x或y方向0.5mm時(shí)，應(yīng)立即停止焊接，待重新調(diào)整焊接順序后方可施焊，以確保兩耳軸的同軸度。（對(duì)同軸度的測(cè)量和監(jiān)控要貫穿整個(gè)托圈的裝配和焊接全過(guò)程）

（3）由于托圈板厚，坡口較深，在焊接過(guò)程中，除底層及面層的焊縫處均增加錘擊消應(yīng)，同時(shí)加強(qiáng)層間檢查，及時(shí)采用氣刨清除飛濺、缺陷，確保焊接質(zhì)量。所有焊縫進(jìn)行UT檢測(cè)，焊縫盡量爭(zhēng)取無(wú)損探傷一次合格或者力爭(zhēng)返修量減少到最小及返修長(zhǎng)度控制在最短，讓焊縫的返修不導(dǎo)致同軸度的變化。

（4）托圈上所有焊縫的焊接次序：

①四人同時(shí)施焊，焊接A、B、C、D處立縫。

②焊接E、F、G、H處立縫。

③焊接a、b、c、d處平焊縫。焊接完成后進(jìn)行托圈整體翻身。

④焊接e、f、g、h處平焊縫。

托圈整體焊完后再對(duì)裝并焊接支撐銷座板，擋座（一），擋座（二）；對(duì)支撐銷座板的焊縫UT，焊接要求同前。

結(jié)語(yǔ)

采用以上工藝制作120t轉(zhuǎn)爐剖分托圈，成功的解決了托圈分體制造時(shí)，傳動(dòng)側(cè)和非傳動(dòng)側(cè)耳軸同軸度難以保證；現(xiàn)場(chǎng)組焊可控性差等問(wèn)題。經(jīng)使用，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，用戶反映良好。

[1]連和平，張明，王新志，等.安鋼150t轉(zhuǎn)爐托圈制造工藝淺析[J].重型機(jī)械，2010（01）：55-57.