CN108994534B - 有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，具体步骤包括切割封头、预定位、预找正、精找正及焊接的步骤。该工艺步骤简单、科学合理；在加长炉体长度的情况下合理布置对焊所需的焊接対正辅助工具，确保了焊接精度，保证炉体的正常稳定运行，提高了产量，能够减少因扩大产量而重新购置二档支撑方式底吹炉的成本，缩短施工的周期，有效地提高企业的经济效益。

Description

有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法

技术领域

本发明属于卧式吹炼炉技术领域，具体涉及一种有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法。

背景技术

有色金属冶炼所用的炉子结构是有一套炉体装置、二套支撑装置、一套传动装置三部分组成，炉体上装有二个滚圈一个齿圈，安装在二套支撑装置的托轮上，由传动装置的电机带动减速机再通过小齿轮带动齿圈实现炉体的转动。炉体是由钢板卷制后焊接成圆筒状，两端焊接封头而成。根据冶炼工艺要求在炉体上开出需要的炉口、氧枪口等。炉体内部内部砌有耐火材料以满足高温冶炼的需要。支撑装置是由底座、托轮架、托轮、轴承的组成，其承载炉体的全部重量。传动装置由电机、联轴器、减速机、制动器、小齿轮装置等组成。

随着有色金属冶炼工艺的不断更新，需要大型的卧式转炉，炉子长度要求足够长。在对炉子加长改造时，不同的冶炼企业使用的炉子大小不同，为了扩大产能，提高产品质量，其最重要的制约因素就是炉体长度，要想达到扩大产能的目的，有两种办法，一是新做大炉子，二是加长原有炉子。做新炉子等于新建一个厂，投资大周期长；而旧炉子改造是最佳方案，但对旧炉子进行改造不仅仅是加长炉体长度，更要求改造后的炉体完全满足生产需求，否则会导致原有炉体报废的严重后果。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明提供一种有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，包括以下步骤：

切割封头：将位于旧炉体一端的封头切除，并对所述旧炉体上的切口进行打磨，得到预处理旧炉体；

预定位：在所述预处理旧炉体的炉体型腔中心架设激光定位装置，在所述预处理旧炉体的焊接截面上悬空设置多个微调机构和多个预定位连杆机构，在新增段炉体的型腔中心架设对正支架，通过调整所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的相对位置，使所述微调机构的一端和所述预定位连杆机构的一端进入到所述新增段炉体的型腔内，并控制所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的内径错边量小于2mm；

预找正：调节所述微调机构，使所述激光定位装置发出的激光束对准所述对正支架的中心，并依照位于所述预处理旧炉体上的支撑体位置，通过炉体受力分布有限元分析计算，在所述新增段炉体上安装新支撑体；

精找正及焊接：采用激光水平仪对所述新支撑体进行精找正；然后将所述预定位连杆机构的一端焊接在所述新增段炉体的内壁上，最后采用分步焊接法将所述预处理旧炉体和所述新增段炉体焊接在一起。

基于上述，它还包括对炉体焊接部位进行退火处理的步骤。

基于上述，所述精找正及焊接的具体步骤包括：

首先使用激光水平仪对位于所述预处理旧炉体上的和位于所述新增段炉体上的托轮组进行找正，然后将所述预定位连杆机构的一端焊接在所述新增段炉体的内壁上，最后采用自动焊接法从炉体外部实施焊接，外部焊接完成后，用碳弧气刨刨开炉体内部断焊位置，并清理到外部焊肉，用角磨机打磨光滑；采用手把焊对炉体内部进行焊接，从而将所述预处理旧炉体和所述新增段炉体焊接在一起。

基于上述，它还包括对焊缝进行探伤的步骤。

基于上述，所述预定位连杆机构包括拉紧螺栓和通过限位螺母分别设置在所述拉紧螺栓两端上的螺栓固定架，其中一个所述螺栓固定架固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成预焊接端，另一个所述螺栓固定架自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成定位焊接端。

基于上述，所述激光定位装置包括支撑架和固定设置在所述支撑架中心的激光仪，所述支撑架的底部与所述预处理旧炉体的炉体型腔内侧相抵接。

基于上述，所述微调机构包括定位板和活动设置在所述定位板上的调整螺栓，所述定位板的一端固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成固定端，所述定位板的另一端自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成悬空端，所述调整螺栓活动设置在所述悬空端上。

其中，在切割封头步骤中，需要预先在旧炉体内侧加支撑梁，以防止在对封头端进行切割的过程中造成变形，同时，采用分段均匀切割进一步避免发生筒体切割部位的变形。为了便于吊装，还需要事先在移除的封头上焊接4个吊装环且四个吊装环绕封头中心均匀分布。

与现有技术相比，利用本发明所提供的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，工艺步骤简单、科学合理；在加长炉体长度的情况下合理布置支撑体的位置和支撑方式，保证炉体的正常稳定运行，提高了产量，能够减少重新购置二档支撑方式底吹炉的成本，缩短施工的周期，有效地提高企业的经济效益。

附图说明

图1是本发明提供的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法中找正时的状态示意图。

图2是本发明提供的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法中找正时的局部结构示意图。

图3是本发明提供的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法中的微调机构结构示意图。

图4是本发明提供的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法中的预定位连杆机构结构示意图。

图5是本发明提供的对焊方法制备的有色金属冶炼用卧式吹炼炉结构示意图。

图6是本发明提供的对焊方法制备的有色金属冶炼用卧式吹炼炉中支撑体结构示意图。

图中：1、炉体外壳；2、传动装置；3、固定端托轮装置；301、底座；302、托轮架；303、托轮；4、中部托轮装置；5、滑动端托轮装置；6、滚圈齿圈；7、进料口装置；8、氧枪口装置；9、出烟口水套；10、出烟口护板；11、出铜口装置；12、耐火砖层；13、预定位连杆机构；131、拉紧螺栓；132、螺栓固定架；133、限位螺母；14、微调机构；141、定位板；142、调整螺栓；15、支撑架；16、激光仪。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，包括以下步骤：

切割封头：采用分段均匀切割方式将位于旧炉体一端的封头切除，并对所述旧炉体上的切口进行打磨，得到预处理旧炉体；

预定位：在所述预处理旧炉体的炉体型腔中心架设激光定位装置，在所述预处理旧炉体的焊接截面上悬空设置多个微调机构和多个预定位连杆机构，在新增段炉体的型腔中心架设対正支架，通过调整所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的相对位置，使所述微调机构的一端和所述预定位连杆机构的一端进入到所述新增段炉体的型腔内，并控制所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的内径错边量小于2mm；

预找正：通过调节所述微调机构使所述激光定位装置发出的激光束对准所述対正支架的中心，依照位于所述预处理旧炉体上的支撑体位置，通过有限元分析计算确定所述新支撑体安装在所述新增段炉体上的位置，然后将所述新支撑体中的滚圈齿圈套装在所述新增段炉体的外部侧壁上，并将所述新支撑体中的底座对应安装在所述滚圈齿圈的两侧，最后在所述底座上安装托轮组，并控制所述滚圈齿圈的中心轴线与所述托轮组的中心轴线相重合；

精找正及焊接：首先使用激光水平仪对位于所述预处理旧炉体上的和位于所述新增段炉体上的托轮组进行找正，然后将所述预定位连杆机构的一端焊接在所述新增段炉体的内壁上，最后采用自动焊接法从炉体外部实施焊接，外部焊接完成后，用碳弧气刨刨开炉体内部断焊位置，并清理到外部焊肉，用角磨机打磨光滑；采用手把焊对炉体内部进行焊接，从而将所述预处理旧炉体和所述新增段炉体焊接在一起。

其中，它还包括对炉体焊接部位进行退火处理和对焊缝进行探伤的步骤。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述预定位连杆机构13包括拉紧螺栓131和通过限位螺母133分别设置在所述拉紧螺栓131两端上的螺栓固定架132，其中一个所述螺栓固定架132固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成预焊接端，另一个所述螺栓固定架132自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成定位焊接端。

所述激光定位装置包括支撑架15和固定设置在所述支撑架15中心的激光仪16，所述支撑架15的底部与所述预处理旧炉体的炉体型腔内侧相抵接。

所述微调机构14包括定位板141和活动设置在所述定位板141上的调整螺栓142，所述定位板141的一端固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成固定端，所述定位板141的另一端自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成悬空端，所述调整螺栓142活动设置在所述悬空端。

具体地，由本实施例提供的对焊方法制备的有色金属冶炼用卧式吹炼炉结构如图5和图6所示，包括炉体外壳1、传动装置2和支撑体，所述炉体外壳1为圆柱体空心结构，且所述炉体外壳1中心线与水平地面平行设置，支撑体设置在炉体外壳1下部。

具体地，支撑体由固定端托轮装置3、滑动端托轮装置5和中部托轮装置4组成，固定端托轮装置3、滑动端托轮装置5和中部托轮装置4等高设置，固定端托轮装置3和滑动端托轮装置5分别设置在炉体外壳1两端位置，固定端托轮装置3与传动装置2相连接，炉体外壳1上设置有分别与固定端托轮装置3、中部托轮装置4和滑动端托轮装置5相连接的滚圈齿圈6。

所述炉体外壳1表面开设有用以将物料导入炉体外壳1内部的进料口装置7，炉体外壳1底部设置有氧枪口装置8，炉体外壳1内部设置有出烟口水套9，炉体外壳1侧面设置有出铜口装置11，出烟口装置周围设置有出烟口护板10，炉体外壳1端部设置有出渣口。

所述炉体外壳1内壁砌筑有耐火砖层12，能够承受高温，以满足高温冶炼的需要。

所述固定端托轮装置3、滑动端托轮装置5和中部托轮装置4均包括底座301、托轮架302、托轮303和轴承，底座301上方安装有托轮架302，托轮架302的数量为两个，每个托轮架302上方均设置有与滚圈齿圈6相连接的托轮303，托轮303通过轴承安装在托轮架302上。

所述传动装置2包括电机、联轴器、减速器、制动器和齿轮，电机与减速器通过联轴器相连接，减速器与制动器相连接，减速器轴端安装有齿轮，齿轮与托轮相连。

这种用于有色金属冶炼的三档支撑卧式底吹炉的使用过程为：

首先将配料制粒后的混合料从炉体上方的进料口装置7填入炉体内部，氧气通过炉体外壳1底部的氧枪口装置8进入炉体内部，使氧气和混合物在炉体型腔内发生氧化反应，并同时通过传动装置2驱动固定端托轮装置3运行，固定端托轮装置3配合位于炉体外壳1外壁上的滚圈齿圈6使炉体发生转动，使得氧气和混合物在发生反应的时候进行充分搅拌，达到氧化反应和造渣反应的激烈进行，反应过程中产生的烟尘从炉体上方的出烟口水套9排出，在反应时会释放出大量的热能，使炉料很快融化，生成金属制品和炉渣，有色金属可以出铜口装置11导出，炉渣经出渣口排出；在炉体工作过程中，由于固定端托轮装置3、滑动端托轮装置5和中部托轮装置4等高设置，可以使炉体运行更加稳定，克服了三点支撑受力不均的问题，并且加长的炉体也提高了工作质量和产量。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (3)

1.一种有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，包括以下步骤：

切割封头：将位于旧炉体一端的封头切除，并对所述旧炉体上的切口进行打磨，得到预处理旧炉体；

预定位：在所述预处理旧炉体的炉体型腔中心架设激光定位装置，在所述预处理旧炉体的焊接截面上悬空设置多个微调机构和多个预定位连杆机构，在新增段炉体的型腔中心架设对正支架，通过调整所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的相对位置，使所述微调机构的一端和所述预定位连杆机构的一端进入到所述新增段炉体的型腔内，并控制所述预处理旧炉体与所述新增段炉体之间的内径错边量小于2mm；

预找正：调节所述微调机构，使所述激光定位装置发出的激光束对准所述对正支架的中心，并依照位于所述预处理旧炉体上的支撑体位置，通过炉体受力分布有限元分析计算，在所述新增段炉体上安装新支撑体；

精找正及焊接：首先使用激光水平仪对位于所述预处理旧炉体上的和位于所述新增段炉体上的托轮组进行找正，然后将所述预定位连杆机构的一端焊接在所述新增段炉体的内壁上，最后采用自动焊接法从炉体外部实施焊接，外部焊接完成后，用碳弧气刨刨开炉体内部断焊位置，并清理到外部焊肉，用角磨机打磨光滑；采用手把焊对炉体内部进行焊接，从而将所述预处理旧炉体和所述新增段炉体焊接在一起；

所述预定位连杆机构包括拉紧螺栓和通过限位螺母分别设置在所述拉紧螺栓两端上的螺栓固定架，其中一个所述螺栓固定架固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成预焊接端，另一个所述螺栓固定架自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成定位焊接端；

所述激光定位装置包括支撑架和固定设置在所述支撑架中心的激光仪，所述支撑架的底部与所述预处理旧炉体的炉体型腔内侧相抵接；

所述微调机构包括定位板和活动设置在所述定位板上的调整螺栓，所述定位板的一端固定设置在所述预处理旧炉体的焊接截面上形成固定端，所述定位板的另一端自所述预处理旧炉体的焊接截面向外延伸形成悬空端，所述调整螺栓活动设置在所述悬空端上。

2.根据权利要求1所述的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，其特征在于，它还包括对炉体焊接部位进行退火处理的步骤。

3.根据权利要求2所述的有色金属冶炼用卧式吹炼炉炉体对焊方法，其特征在于，它还包括对焊缝进行探伤的步骤。

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