CN101988139A - 一种u型开口结构的转炉托圈的组焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种U型开口结构的转炉托圈，其特征是，扇形体的上盖板与下盖板分别盖在内腹板和外腹板的端面上，内腹板和外腹板端部分别开有V型坡口并设置有限定上盖板和下盖板装配基准的工艺垫板，组立焊接步骤如下：1.在平台上放样，用工艺垫板确定装配基准并进行扇形体的拼装与焊接。2.进行扇形体与耳轴块的组装。3.托圈总组装，在托圈开口端加刚性支撑。4.将组焊好的托圈调平，进行六对吊耳的组装。5.炉壳与托圈预组装后，组焊炉壳上的吊耳，保证每组炉壳与托圈互换。本发明的有益效果是：将U型开口结构的托圈的内外腹板与上盖板的坡口型式改为V型坡口，并用工艺垫板确定装配基准后，使成型、焊接操作简单省力，焊接质量明显提高。

Description

一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法

技术领域

本发明涉及应用在钢铁转炉冶炼领域中一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法。

背景技术

目前，转炉托圈多为环形结构，内腹板、外腹板与上盖板的坡口型式为K型坡口，对于U型开口结构的转炉托圈，如果内腹板、外腹板与上盖板的坡口型式也为K型坡口，把上盖板和下盖板嵌入内腹板和外腹板之间，在组装时很不利，没有装配基准，焊后变形比环形结构更大，同时焊接施焊位置及空间很不好，不能够保证焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，设置装配基准，使下料、成型、装配、焊接操作简单、省力，大大地降低返修成本的组装、焊接方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，其特征在于，扇形体的上盖板与下盖板分别盖在内腹板和外腹板的端面上，内腹板和外腹板端部分别开有V型坡口并设置有限定上盖板和下盖板装配基准的工艺垫板，组立焊接步骤如下：

1)对作业平台用水准仪超平后，在作业平台上放实样，作好装配的十字中心线及托圈扇形体的尺寸中心线，检查合格后用工艺垫板确定装配基准并进行扇形体的拼装与焊接；

2)托圈耳轴块的组装，用计算机放实样，确定各点的坐标尺寸，作好装配的十字中心线，检查合格后进行扇形体与耳轴块的组装；

3)托圈总组装，为了防止焊接变形，在托圈开口端加刚性支撑；

4)将组焊好的托圈找正、调平，在托圈的上盖板上划好吊耳的装配尺寸线，检查合格后进行六对吊耳的组装，外加刚性支撑固定，减小焊接变形；

5)炉壳与托圈预组装后，组焊炉壳上的吊耳，保证每组炉壳与托圈互换。

所述的步骤1中扇形体在焊接前要先预热到100～150℃，并采取分段对称焊接方法。

所述的步骤1中扇形体的焊接顺序是先焊接内部筋板的焊缝，然后焊接腹板与下盖板的焊缝，检查合格后组装上盖板，进行扇形体外部的焊缝的焊接。

所述的步骤4中吊耳的焊缝是外大内小的V型焊缝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将U型开口结构的不锈钢托圈的内外腹板与上盖板的坡口型式改为V型坡口，并用工艺垫板确定装配基准后，使下料、成型、装配、焊接操作简单、省力，焊接质量明显提高，一次探伤合格率达到99％以上，大大地降低返修成本，形位公差得到有效控制，耳轴同轴度100％合格。

附图说明

图1是U型开口结构的转炉托圈的结构示意图；

图2是现有技术的托圈A-A截面示意图；

图3是现有技术的托圈B-B截面示意图；

图4是现有技术的托圈C-C截面示意图；

图5是本发明的托圈A-A截面示意图；

图6是本发明的托圈B-B截面示意图；

图7是本发明的托圈C-C截面示意图；

图8是焊缝I的放大图；

图9是焊缝II的放大图；

图10是焊缝III的放大图。

图中1-上盖板  2-内腹板  3-外腹板  4-下盖板  5-耳轴  6-工艺垫板  7-吊耳8-炉壳  9-人孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，此转炉托圈为U形开口不封闭状态，又为6点吊挂，焊接空间狭小，内部焊接困难，焊接变形非常大。3组炉壳用一套托圈，托圈上盖板1必须保证平齐，这样制作焊接难度非常大，需制订可行的下料、装配、焊接工艺来保证制作质量。

见图2、图3、图4，现有技术的托圈主要截面示意图，上盖板1、下盖板4与内腹板2、外腹板3为K型坡口，没有定位基准，拼接效率低而且很容易出现焊接变形。外腹板3和下盖板4上设置人孔9。

见图5、图6、图7，按利于外部施工的V型坡口型式，对各拼接件下料，全部采用数控切割下料，保证单件尺寸符合图纸要求，减小由于下料造成的尺寸误差，并每件均为自检、专检检查合格后方可转入组装工序。并按下述步骤组立焊接：

1.扇形体的组焊，对作业平台用水准仪超平后，在作业平台上放实样，作好装配的十字中心线及托圈扇形体的尺寸中心线，检查合格后用工艺垫板6确定装配基准并进行扇形体的拼装与焊接。先对上盖板1、下盖板4的拼料组焊，焊后矫形后以下盖板4为基准，组装内腹板2、外腹板3及内部筋板，检查合格后进行焊接。焊前预热到120℃，采取分段对称焊接的方法，先焊接内部筋板的焊缝，然后焊接内腹板2、外腹板3与下盖板4的焊缝，待内部质量检查合格后组装上盖板1，然后，进行扇形体外部的焊缝的焊接。通过多次分组立：一方面使内腹板2、外腹板3和上盖板1、下盖板4能够焊到，完全熔透，并且对称焊接，使焊接应力小和变形能够均匀。另一方面，有利于焊接操作工的焊接作业。上盖板1与内腹板2的焊缝见图10，焊缝下设置垫板6。

2.托圈耳轴块的组装，对作业平台用水准仪超平后，在作业平台上放实样，作好装配的十字中心线及托圈耳轴体的尺寸中心线，先进行托圈的内腹板2、外腹板3与耳轴5的组装，保证与耳轴5的焊缝检查合格后再进行托圈的其它件的组装

3.托圈总组装，为了防止焊接变形，在托圈开口端加刚性支撑。

4.吊耳的组焊，将组焊好的托圈找正、调平，在托圈的上盖板上划好吊耳7的装配尺寸线，检查合格后进行六对吊耳7的组装。由于每对吊耳7板之间的距离很小，为保证焊接质量，将设计的对称坡口改为内小外大的V型坡口，外加刚性支撑固定，减小焊接变形，保证吊耳7的形位尺寸公差。关键焊缝见图8、图9。

5.炉壳与托圈预组装后，再组焊炉壳8上的吊耳，检查各相对位置的公差符合要求。保证每组炉壳8与托圈互换。在预组装状态一定要把能够焊接的部位焊接牢固后再移走炉壳8，这样，能够保证炉壳8上的吊耳座的平面度，并能够平稳的坐落在托圈上，保证其应有的功能及保证每组炉壳8与托圈互换性。大大的避免了焊接变形的返修量。

本发明的焊接要点：

(1).焊接方法的选择：根据炉壳和托圈材质Q345B的焊接性及产品结构分析，应优先选择低氢焊接和焊接变形量小的、生产效率高的焊接方法，同时还要考虑焊接的施焊的方便可行。因此，选择CO₂气体保护焊并采用合理的焊接顺序和焊接规范。

(2).焊接材料的选择：首先，要保证焊缝金属的强度、塑性和韧性达到产品的使用要求，还要选择质量信得过的焊丝制造厂生产的焊丝。因此，选择ER50-6，φ1.2mm气保焊焊丝，焊后进行后热处理及消应力处理，经工艺评定合格后使用。使产品的内部及表面质量达到优良。

(3).将工件用煤气加热均匀预热到120℃。防止焊接裂纹的产生，为焊缝探伤合格提供了保证。

(4).由于该托圈为“U”型结构，并且与炉壳连接为6个支撑点，所以制造托圈时要保证托圈上平面水平，保证6个支撑点高度一致。托圈易变形，焊接过程要利用拉筋、调整焊接顺序等严格控制变形情况。

(5).焊接过程中，每层焊缝用风铲锤击消减焊接应力，减少应力集中造成的开裂，避免焊缝裂纹的出现。

(6).采用适当的焊接规范和焊接顺序并四个人同时对称连续焊接，焊接进度保持一致。

(7).托圈总装焊接时，电焊工24小时不休息，采取连续焊接的方法防止焊接变形。并用测量尺、水准仪等器具24小时进行监控，随时调整焊接顺序，将变形控制在最小，保证托圈的技术要求如同轴度1mm。

Claims (4)

1.一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，其特征在于，扇形体的上盖板与下盖板分别盖在内腹板和外腹板的端面上，内腹板和外腹板端部分别开有V型坡口并设置有限定上盖板和下盖板装配基准的工艺垫板，组立焊接步骤如下：

1)对作业平台用水准仪超平后，在作业平台上放实样，作好装配的十字中心线及托圈扇形体的尺寸中心线，检查合格后用工艺垫板确定装配基准并进行扇形体的拼装与焊接；

2)托圈耳轴块的组装，用计算机放实样，确定各点的坐标尺寸，作好装配的十字中心线，检查合格后进行扇形体与耳轴块的组装；

3)托圈总组装，为了防止焊接变形，在托圈开口端加刚性支撑；

4)将组焊好的托圈找正、调平，在托圈的上盖板上划好吊耳的装配尺寸线，检查合格后进行六对吊耳的组装，外加刚性支撑固定，减小焊接变形；

5)炉壳与托圈预组装后，组焊炉壳上的吊耳，保证每组炉壳与托圈互换。

2.根据权利要求1所述的一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，其特征在于，所述的步骤1中扇形体在焊接前要先预热到100～150℃，并采取分段对称焊接方法。

3.根据权利要求1或2所述的一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，其特征在于，所述的步骤1中扇形体的焊接顺序是先焊接内部筋板的焊缝，然后焊接腹板与下盖板的焊缝，检查合格后组装上盖板，进行扇形体外部的焊缝的焊接。

4.根据权利要求1所述的一种U型开口结构的转炉托圈的组焊方法，其特征在于，所述的步骤4中吊耳的焊缝是外大内小的K型焊缝。

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