轉(zhuǎn)爐托圈本體制造工藝的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐托圈本體制造工藝的應(yīng)用

1托圈結(jié)構(gòu)及安裝邯鄲鋼近路15噸轉(zhuǎn)爐是鋼鐵公司重要的重要部件。這個(gè)線圈接受轉(zhuǎn)爐的殼體、爐罩、鋼水和重量等所有靜態(tài)載荷。它承受著由頻繁推動(dòng)和振動(dòng)引起的動(dòng)載和操作過程中的負(fù)荷，以及由爐體、鋼包等熱輻射作用引起的旋轉(zhuǎn)、徑向和軸向溫度梯度引起的熱負(fù)荷。因此,托圈要有足夠的強(qiáng)度和剛度來支撐爐體、傳動(dòng)傾動(dòng)力矩的作用。制造的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到煉鋼的正常生產(chǎn)。150t轉(zhuǎn)爐托圈由中冶京城工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì),圖紙編號(hào)為:DG6321。托圈結(jié)構(gòu)形式為整體式圓環(huán)環(huán)箱型水冷式結(jié)構(gòu)。托圈本體由四部分組成:兩段扇形體:加料側(cè)扇形體和出鋼側(cè)扇形體各占110°,兩段耳軸體:驅(qū)動(dòng)端耳軸體和游動(dòng)端耳軸體各占70°。托圈鋼結(jié)構(gòu)本體材質(zhì)為:16MnR正火鋼板。驅(qū)動(dòng)端耳軸和游動(dòng)端耳軸材質(zhì)為:20MnMoNb合金鋼。托圈整體重量為159t,高2100,鋼結(jié)構(gòu)本體最大直徑Φ9000,內(nèi)徑為Φ7400,箱型結(jié)構(gòu)高寬比值為2.625。耳軸軸向總長13573,短耳軸外露部分長1228,長耳軸部分外露長度為3245,驅(qū)動(dòng)端軸承中心線與游動(dòng)端軸承中心線間距為10800。扇形體箱型結(jié)構(gòu)上下蓋板厚度為120,內(nèi)外側(cè)板厚度為60,隔板厚度為60。驅(qū)動(dòng)端、游動(dòng)端耳軸塊上下蓋板、橫隔板、豎筋板厚度均為120。實(shí)際考察托圈運(yùn)輸路線、現(xiàn)場情況、根據(jù)安裝單位對托圈運(yùn)輸?shù)囊?在公司生產(chǎn)部、技改指揮部、武保部,煉鋼廠統(tǒng)一協(xié)調(diào)下用四臺(tái)100t液壓千斤頂將托圈頂起到板車要求的高度后四臺(tái)千斤頂同時(shí)回落裝車,由120t液壓軸限板車按指定路線,在一臺(tái)8t吊車和50裝載機(jī)配合下將托圈運(yùn)至安裝方指定的煉鋼加料跨13~14線,穿繩,按預(yù)先指定的卸車翻個(gè)方案。用240t/80t天車一次性實(shí)現(xiàn)卸車和托圈現(xiàn)場翻個(gè)任務(wù),將合格托圈產(chǎn)品交給安裝單位,完成150t托圈制造及現(xiàn)場交貨的任務(wù)!2加工后表面粗糙度2.1對組裝后扇形體內(nèi)側(cè)及兩耳軸塊內(nèi)側(cè)16處半徑(8處直徑)進(jìn)行檢查,最大值、最小值與理論值之差為+15mm~-8mm,兩個(gè)扇形體的垂直度最大偏差4mm,高度偏差±3mm。2.2焊接后兩個(gè)軸承中心線之間的距離偏差為±1mm。2.3接完成后,耳軸同軸度為Φ1mm。2.4Φ950e7的外圓及兩側(cè)切向鍵槽的加工應(yīng)與大齒輪孔的加工相協(xié)調(diào)。2.5對所有焊縫進(jìn)行100%的超聲波檢查,檢查按GB11345-89標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,檢驗(yàn)等級(jí)B級(jí),缺陷評(píng)定等級(jí)不低于Ⅰ級(jí)。但是不允許有裂紋性缺陷,如果有裂紋性缺陷則視為不合格。2.6對焊縫及兩側(cè)40mm區(qū)域做磁粉探傷檢查,檢查按JB/T4730.4-2005Ⅰ級(jí)為合格,不得有裂紋等任何缺陷。耐壓試驗(yàn)和泄漏檢查,用壓力為0.9Ma的水壓試驗(yàn),保壓30分鐘不得有任何泄漏現(xiàn)象。3托臂制造工藝3.1加工過程及設(shè)備準(zhǔn)備鋼板訂貨—鋼板材質(zhì)檢驗(yàn)—鋼板焊接工藝評(píng)定—鋼板焊接收縮及加工余量確定—鋼板卷制設(shè)備、壓延設(shè)備選擇及加工—單元體零件機(jī)加工坡口制備—坡口磁粉探傷檢查—單元體分焊合組焊—焊縫探傷—單元體電加熱退火—運(yùn)至組裝場地備裝3.2精密定位及驗(yàn)收托圈組裝及機(jī)加工設(shè)備基礎(chǔ)施工—組裝支架安裝—四個(gè)單元體初步就位—復(fù)核基礎(chǔ)中心與托圈制造中心一致性—安裝支架掛鋼線—四個(gè)單元體精確定位及驗(yàn)收—安裝千分表—四條焊縫內(nèi)外側(cè)同步焊接—焊縫探傷—焊縫退火—安裝C650臥式車床—安裝千分表—粗加工耳軸孔—檢驗(yàn)兩耳軸孔同心度—精加工耳軸孔—檢驗(yàn)兩耳軸同心度—機(jī)加工耳軸孔周圈焊接坡口。3.3我單位設(shè)備(電爐煉鋼錠—耳軸毛坯鍛造—探傷—鏜銑—粗車——探傷—熱處理—精車—鏜銑耳軸內(nèi)孔)由于我單位煉鋼電爐和鍛壓設(shè)備能力所限,驅(qū)動(dòng)端耳軸和游動(dòng)游動(dòng)端耳軸由中實(shí)洛陽重型機(jī)械有限公司根據(jù)我方提供圖紙按精加工成品供貨!3.4檢測限高、壓力大、測深驗(yàn)收耳軸尺寸及材質(zhì)檢驗(yàn)—耳軸與托圈筋板預(yù)點(diǎn)放在耳軸安裝部位的上側(cè)—安裝耳軸牽引設(shè)備—支吊車—兩耳軸初步就位—用紅外對中儀器檢驗(yàn)耳軸同心度、用全站儀檢驗(yàn)軸承中心線偏差符合要求—兩耳軸精確定位—安裝千分表、掛鋼線—兩耳軸內(nèi)側(cè)筋板焊縫同時(shí)焊接—兩耳軸內(nèi)外側(cè)環(huán)焊縫同時(shí)焊接并檢驗(yàn)耳軸同軸度及時(shí)糾偏—焊縫探傷—焊縫局部退火—紅外對中儀器測量兩耳軸同心度—全站儀測量軸承中心距3.5單元零件加工檢驗(yàn)鋼板供貨材質(zhì)證明及正火報(bào)告,對來料進(jìn)行化學(xué)成分(C、Mn、N、O、P、S)、鋼板厚度、鋼板超聲波檢驗(yàn),根據(jù)焊縫收縮量和加工余量的要求確定四個(gè)單元零件下料尺寸,對每個(gè)零件進(jìn)行編號(hào)并存檔,采用數(shù)控切割下料,根據(jù)板厚和加工成本選擇加工設(shè)備和外協(xié)合作單位,,用鍍鋅薄鐵皮(δ=1)制作檢驗(yàn)樣板,對各樣板進(jìn)行編號(hào)防止混用,鋼板卷制完成后將壓制板頭用數(shù)控切割機(jī)割掉,送金工車間用數(shù)控200鏜加工破口。3.6磁粉探傷檢查全部坡口采用機(jī)加工制作,坡口周圍40mm范圍內(nèi)做磁粉探傷檢查檢查按JB/T4730.4-2005Ⅰ級(jí)為合格,不得有裂紋等任何缺陷。3.7預(yù)熱和焊接根據(jù)焊接工藝評(píng)定確定焊接工藝參數(shù),根據(jù)鋼板材質(zhì)要求手工焊采用J507焊條,焊絲采用H08Mn2SiA,采用履帶式加熱片對焊縫200mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度控制在100~150℃,焊絲和焊條必須經(jīng)350~450℃烘干2h,放在100℃保溫桶內(nèi)隨取隨用,焊接層間溫度控制在120~150℃。焊接順序:上下蓋板對接焊接—下蓋板與內(nèi)外側(cè)板焊接—下蓋板與內(nèi)隔板焊接—內(nèi)隔板和內(nèi)外側(cè)板與上蓋板焊接—內(nèi)外側(cè)板和加強(qiáng)筒焊接。3.8系統(tǒng)升溫曲線采用電加熱片加熱,做專用保溫罩保溫,每個(gè)單元體退火用電量在720KVA左右,升溫曲線如下:300℃以下為自由升溫,升至300℃后保溫2h(去氫),300℃以上控制升溫速度≤45℃/h,升至630℃左右保溫6h,保溫結(jié)束后開始降溫,降溫速度控制在≤50℃/h,降至300℃以下后,在空氣自然冷卻。3.9掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼線,掛鋼用經(jīng)緯儀放線,在專用基礎(chǔ)上定出0°—180°、90°—270°線,切在地圓上用紅油漆標(biāo)出托圈的出鋼側(cè)、加料側(cè)、驅(qū)動(dòng)端、游動(dòng)端標(biāo)記供設(shè)備檢測和安裝使用。安裝單元體組裝支架以及測量支架并掛鋼線,四個(gè)單元體初步就位,精確找正四個(gè)單元體,安裝千分表,按焊接工藝評(píng)定確定的焊接工藝參數(shù)和經(jīng)培訓(xùn)合格的8名焊工對托圈本體的四條豎焊縫對稱對焊縫施焊(焊前預(yù)熱、施焊、清根、層間保溫、擊振消除焊接應(yīng)力、確定焊接順序和根據(jù)焊接變形情況隨時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)控制焊接變形在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi))。將經(jīng)檢驗(yàn)合格的4條豎縫,掛電加熱片,安裝保溫罩送電,對4條豎縫局部退火,根據(jù)顯示屏顯示的數(shù)據(jù)調(diào)整電加熱片使焊縫熱處理符合退火曲線的要求。3.10長度范圍內(nèi)允差戶外加工托圈耳軸塊孔,將C650臥式車床主軸箱固定在外置平臺(tái)上,以鋼絲為基準(zhǔn),在3m長度范圍內(nèi)允差為0.1mm。托圈內(nèi)側(cè)板耳軸孔直徑為Φ1400,外側(cè)耳軸塊孔為Φ1450,表面光潔度為6.4,驅(qū)動(dòng)端和游動(dòng)端內(nèi)外側(cè)耳軸孔分別加工,同軸度控制在0.2mm,通過設(shè)計(jì)找正輔助工具,使兩耳軸塊孔同軸度,達(dá)到0.01mm。加工耳軸塊孔焊接坡口符合設(shè)計(jì)要求。3.11確定焊接工藝參數(shù)驅(qū)動(dòng)端和游動(dòng)端耳軸重量分別為25758㎏和14921㎏,選擇40t汽車吊和安裝5t卷揚(yáng)作為牽引設(shè)備使兩耳軸分別就位后。借助16t千斤頂逐步精確找正兩耳軸,利用紅外對中儀和鋼絲測量耳軸同軸度符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。根據(jù)20MnMoNb合金鋼和16Mn正火板試板焊接工藝評(píng)定確定焊接工藝參數(shù),根據(jù)焊接工藝安排合格的焊工施焊,根據(jù)對中儀器和千分表測亮的數(shù)據(jù),隨時(shí)調(diào)整焊接順序保證焊接變形控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)同時(shí)保證耳軸同軸度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。對內(nèi)外側(cè)板間耳軸本體包裹硅酸鋁纖維氈,在耳軸焊縫和托圈本體焊縫500范圍內(nèi)掛電加熱片,安裝保溫罩,安裝耳軸測溫點(diǎn)和焊縫處測溫點(diǎn),控制耳軸體不被退火同時(shí)保證焊縫和影響區(qū)內(nèi)退火符合要求。3.12試驗(yàn)結(jié)果4我公司大型設(shè)備制造實(shí)現(xiàn)了大型化、國際化、國際化的大標(biāo)志結(jié)合托圈設(shè)計(jì)圖紙,托圈本體制造的特點(diǎn),通過處理實(shí)際遇到難題,采取一系列的攻關(guān)措施圓滿地完成了3套托圈的制造