90 t特鋼鋼包結(jié)構(gòu)及制作方法改進(jìn)

王 盛

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，山東 日照276800）

1 前言

萊鋼特鋼銀前90 t鋼包作為特鋼銀前煉鋼生產(chǎn)重要設(shè)備之一，其工作條件極為惡劣，鋼包需要承受高溫鋼水的靜壓力與出鋼時(shí)的劇烈沖擊，經(jīng)受急劇的機(jī)械沖擊、化學(xué)侵蝕和溫度的激冷激熱作用。因而鋼包的結(jié)構(gòu)、承載力、使用壽命等對(duì)生產(chǎn)的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。

隨著特鋼轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)改進(jìn)和每爐最大出鋼量的增加，90 t鋼包在實(shí)際使用過(guò)程中，現(xiàn)有鋼包承載力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要。另外，考慮到鋼包在生產(chǎn)過(guò)程中需經(jīng)受急劇的機(jī)械沖擊、化學(xué)侵蝕和溫度的激冷激熱等因素，以及原產(chǎn)品在制作過(guò)程中遇到各種困難因素的影響，迫切需要對(duì)90 t鋼包進(jìn)行改進(jìn)，從而增加承載力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足使用要求。

2 技術(shù)攻關(guān)路線

通過(guò)對(duì)90 t鋼包現(xiàn)有問(wèn)題的診斷分析，確立了以下攻關(guān)線:

1）對(duì)裝工藝優(yōu)化:經(jīng)工藝技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)勘察研究，對(duì)鋼包的桶體、包底、耳軸部位結(jié)構(gòu)的對(duì)裝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，提升制作效率，滿足使用要求。

2）焊接工藝優(yōu)化:在已有制作工藝方案的基礎(chǔ)上，對(duì)已有方案進(jìn)行改進(jìn)與固化，并詳細(xì)地對(duì)制作工藝參數(shù)及方法做了具體的改進(jìn)，并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。

3 實(shí)施過(guò)程

3.1 桶體的對(duì)裝與焊接工藝

1）桶體下料前，仔細(xì)核對(duì)配料圖，確保對(duì)接縫與加強(qiáng)筋零件及孔的間距符合標(biāo)準(zhǔn)要求，下料后根據(jù)圖紙開(kāi)制坡口，留鈍邊，并做好方向標(biāo)記。

2）因桶體厚度較厚，均采用30 mm厚的鋼板下料，桶體卷板時(shí)采用卷板機(jī)進(jìn)行預(yù)壓頭的方法，防止卷制后的對(duì)接處出現(xiàn)直邊，影響對(duì)裝質(zhì)量和桶體圓度的要求。

3）卷制桶體時(shí)，采用相應(yīng)半徑的模板去檢查，邊卷邊檢，以免過(guò)卷或卷不到位。

4）組裝桶體前，要搭設(shè)專(zhuān)門(mén)平臺(tái)，用水平儀測(cè)量保證平面度≤2 mm，沿圓周方向設(shè)置固定卡板，放置到位后點(diǎn)焊，點(diǎn)焊長(zhǎng)度為30～50 mm，間距600～800 mm。

5）為確保桶體對(duì)裝定位后在焊接過(guò)程中不變形，桶體內(nèi)部加設(shè)十字撐，同時(shí)在對(duì)接焊縫兩側(cè)加設(shè)連接板固定。

6）施焊前，焊接操作人員應(yīng)認(rèn)真復(fù)查焊件接頭坡口質(zhì)量和焊區(qū)的處理情況，當(dāng)不符合要求時(shí)，經(jīng)整改合格方可施焊。桶體由兩件對(duì)接而成，組裝時(shí)應(yīng)先完成兩段縱縫的牢固點(diǎn)焊，再對(duì)接。施焊時(shí)，先完成環(huán)焊縫，再進(jìn)行縱縫焊接。

7）采用Ar-CO2混合氣體保護(hù)焊。徑向焊縫利用滾輪架翻轉(zhuǎn)焊接代替原有的鋼包體人工翻轉(zhuǎn)焊接，滾輪架翻轉(zhuǎn)焊接可將橫焊變?yōu)槠胶福纬擅烙^的焊接波紋及高強(qiáng)度的焊縫，既提高了制作效率，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

8）焊接完成后及時(shí)清理焊縫表面熔渣及兩側(cè)的飛濺物，檢查焊縫的質(zhì)量，并按圖紙要求進(jìn)行探傷，不合格處及時(shí)進(jìn)行刨除，重新施焊。

3.2 包底與桶體對(duì)裝與焊接工藝

1）包底與桶體組裝前均要仔細(xì)檢查兩者的尺寸，其接縫形式如圖1所示，此種接縫形式比傳統(tǒng)拼接直角的接縫形式更有利于增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升承載力。

2）將包底外周長(zhǎng)4等分，并在桶體和包底上做好標(biāo)記，如圖2所示順序進(jìn)行定位點(diǎn)焊。注意預(yù)留3 mm左右的焊接收縮量。

圖1 包底與桶體焊縫對(duì)接形式

圖2 定位點(diǎn)焊標(biāo)記

3）為增加包底與桶體的連接強(qiáng)度，在原有設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上增加包底與桶體連接板。

4）正式焊接時(shí)，焊前必須預(yù)熱，外側(cè)采用滾輪架進(jìn)行平焊。外側(cè)焊接完成后，內(nèi)側(cè)進(jìn)行清根再焊接，焊工采取對(duì)稱(chēng)方式同時(shí)施焊，以免變形過(guò)大。

3.3 耳軸部位的對(duì)裝與焊接工藝

鋼包耳軸承載著整個(gè)鋼包和鋼水的重量，并且在高溫下作業(yè)，耳軸有缺陷，后果不堪設(shè)想。鋼包耳軸是在整個(gè)鋼包構(gòu)造中最關(guān)鍵的部位，耳軸的安裝焊接及無(wú)損檢測(cè)至關(guān)重要。

1）90 t鋼包的耳軸為鍛打件，與耳軸底座為整體鑄鋼件，耳軸底座上為40 mm厚的加固護(hù)板，各加強(qiáng)筋位置如圖4所示。此種組合方式更有利于增加耳軸部位的整體強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

2）鋼包耳軸從進(jìn)貨到安裝完成整個(gè)過(guò)程要做3次超聲波檢測(cè)，即到貨原件檢測(cè)，熱處理前檢測(cè)，承載后檢測(cè)，只有這樣才能保證耳軸的質(zhì)量。

3）耳軸部位的焊接工作改進(jìn)重點(diǎn):①此處的焊接量和焊接面積較大，容易產(chǎn)生變形，焊接前應(yīng)用十字支撐把兩個(gè)耳軸處支撐起來(lái)。②各焊縫必須采用100%超聲波探傷，焊接時(shí)應(yīng)先對(duì)稱(chēng)立焊再橫焊，以免焊縫不均勻收縮影響耳軸定位。③焊接完成后，及時(shí)清理兩側(cè)熔渣及兩側(cè)飛濺物，檢查焊縫外觀質(zhì)量，及時(shí)修補(bǔ)、打磨。

4 效果評(píng)價(jià)

通過(guò)有效的技術(shù)措施，鋼包在外觀方面、承載力和強(qiáng)度方面都達(dá)到了預(yù)期的效果，提高了90 t鋼包的實(shí)用性，延長(zhǎng)了鋼包的使用壽命，得到了用戶的高度評(píng)價(jià)。另外，通過(guò)本次的技術(shù)改進(jìn)，形成了生產(chǎn)90 t鋼包的系統(tǒng)的工作流程，提高了制作效率，縮短了制作周期，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。