CN105499891A - 一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法 - Google Patents
一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105499891A CN105499891A CN201610082817.7A CN201610082817A CN105499891A CN 105499891 A CN105499891 A CN 105499891A CN 201610082817 A CN201610082817 A CN 201610082817A CN 105499891 A CN105499891 A CN 105499891A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- supported
- point
- point seat
- welding
- backing ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 11
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000007778 shielded metal arc welding Methods 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
- B23K37/0417—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for spherical work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/235—Preliminary treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法，包括三点支撑座、假轴销和临时刚性支撑II，沿托圈圆周方向间隔120°，形成均布的三点，这三点的中心线两侧分别对称设置一个三点支撑座，假轴销位于这两个互相对称的三点支撑座内侧之间，在两个互相对称的三点支撑座的外侧，关于中心线对称设置一个临时刚性支撑II。三点支撑座的两侧受到临时刚性支撑II的支撑作用，三点支撑座之间设有假轴销以保持要求的安装尺寸，临时刚性支撑II和假轴销一起作用，确保三点支撑座的轴向与托圈所在平面保持平行，使得三点支撑座的侧面均与托圈所在平面垂直，使得两个三点支撑座内侧上部和下部之间的距离相等，为安装和焊接作准备。
Description
技术领域
本发明涉及冶金机械设备领域，尤其涉及一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法。
背景技术
转炉炉壳与托圈的连接装置是转炉***中的关键设备之一，在转炉炼钢作业中不仅要承担满载钢水的转炉重量，还要保证转炉能够平稳的倾转作业，在此过程中，连接装置要承受非常大的拉、压、扭曲等力矩的作用，很容易发生撕裂现象，因此，连接装置的焊接质量和精度至关重要。目前我国转炉炉壳与托圈的连接装置主要有两种，一种为三点支撑连接方式，另一种为悬挂连接方式。
三点球铰联接装置具有如下不足之处：1)三点球铰联接装置下部托架与炉体连接位置要求较高，炉体下部开孔精度不够，使得三点球铰联接装置、炉体与托圈间的安装施工难度大，后期维修工作量大。2)三点球铰联接装置水平限位部件不能很好得满足炉体受热膨胀引起的热变形，使用中仍限制炉壳相对于托圈的涨缩。4)现有的三点球铰联接装置在后期使用中支柱螺栓容易断裂。因此，三点球铰联接装置在使用过程很容易变形甚至撕裂，这也为三点球铰联接装置的安装和焊接提出了更高的要求，通常国内采用的技术主要是焊后加工的方法，就是先初加工支撑座的轴孔，安装焊接后再上机床进行二次精加工的方法来保证精度。这种方法尽管对于安装精度保证非常有效，但是对于自重几十吨或上百吨的大型设备来回吊运非常不便，同时还造成制造工期延长，增加制作成本的不足。
中国实用新型专利，授权公告号：CN202945265U，授权公告日：2013.05.22，公开了一种用于转炉炉体与托圈之间联接的转炉改进型三点球铰联接装置。包括有安装在转炉的环形托圈上的球铰支承装置，球铰支承装置沿圆周间隔120°设有三个，形成均布的三点，所述的球铰支承装置包括有支柱螺栓和包裹在支柱螺栓外的球型座，其中支柱螺栓为上小下大的锥形结构，支柱螺栓与球型座之间留有支承倾角间隙，所述的托圈的底部还安装有水平支承装置，沿圆周对称分布有多个，能在不间断吹炼的情况下在转炉的任何位置进行热变形补偿，托圈的上面安装有挡座架和防松挡座。此装置能够自动适应转炉热变形，安装和维修工作量小，防止支柱螺纹受力出现断裂。其不足之处在于：该专利介绍了三点球面支承连接的结构形状，但是对于该装置如何安装并没有介绍，如果安装焊接不好，仍然存在三点球面支承连接装置在托圈上易撕裂，使用寿命短，故障率高的问题，不但延误工期，影响生产，而且会给企业带来很大的经济损失。
中国发明专利，授权公告号CN101798613B，授权公告日2012.08.15，公开了一种大型转炉三点球面支承在线快速更换方法，首先制作液压同步顶升装置并按支撑板螺栓尺寸制作定位销，在托圈上和炉内搭设检修平台，拆除支撑板螺栓螺母并用定位销固定支撑板后拆除剩余螺栓螺母，同时拆除溜渣板和球面支承螺栓螺母，此时采用顶升装置将炉体顶升，拆除并更换托圈上的三点球面支承，回落炉体后紧固三点球面支承螺栓螺母，在炉内检修平台上安装支撑板螺栓螺母，回装溜渣板，拆除检修平台和炉内简易平台，顶升装置出场，完成转炉三点球面支承更换。其不足之处：该专利的步骤五和步骤六中描述到三点球面支承拆除和安装过程，但是并未做详细描述，三点球面支承安装顺序也并没有限定，如何进行安装，在实际执行该专利的过程中仍然存在一定的施工难度，并且可能造成延长工期，增大安装成本。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术的转炉三点球面支承焊接后容易变形的问题，本发明提供了一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法。它通过设置辅助装置实现焊接精确控制变形量，将原先需要二次加工和二次装配的工序缩减为一次完成，有效降低了制作成本和缩短了制造工期。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种三点球面支承安装辅助装置，包括三点支撑座、假轴销和临时刚性支撑II，沿托圈圆周方向间隔120°，形成均布的三点，这三点的中心线两侧分别对称设置一个三点支撑座，假轴销位于这两个互相对称的三点支撑座内侧之间，在两个互相对称的三点支撑座的外侧，关于中心线对称设置一个临时刚性支撑II。三点支撑座的两侧受到临时刚性支撑II的支撑作用，三点支撑座之间设有假轴销以保持要求的安装尺寸，临时刚性支撑II和假轴销一起作用，确保三点支撑座的轴向与托圈所在平面保持平行，使得三点支撑座的侧面均与托圈所在平面垂直，使得两个三点支撑座内侧上部和下部之间的距离相等，为安装和焊接作准备。
优选地，三点支承包括三点支撑座、托圈、转炉法兰、球面垫片和三点支撑螺栓，三点支撑座设置在托圈上，三点支撑座上部设有球面垫片，假轴销的轴线方向、三点支撑座的轴向和托圈所在水平面互相平行。这样是为了确保三点支撑座的尺寸合格。
优选地，三点支撑座两侧的截面均与托圈所在平面垂直。这样是为了进一步确保三点支撑座的尺寸合格。
优选地，使用直轴代替假轴销，三点支撑螺栓依次穿过转炉法兰和球面垫片设置在直轴上，其中，直轴上设有与三点支撑螺栓相配合的螺孔。
优选地，临时刚性支撑II的一端焊接在托圈上，另一端焊接在三点支撑座外侧面的顶端。
一种三点球面支承的安装方法，利用以上所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其步骤为：
A、制作加工以上所述的一种三点球面支承安装辅助装置中的三点支撑座、临时刚性支撑II、三点支撑螺栓和假轴销；
B、安装转炉炉壳和托圈；
C、沿托圈圆周方向间隔120°，形成均布的三点，在托圈底板上找出这三点的中心线；
D、关于这三点的中心线两侧对称各安装一个三点支撑座；
E、将假轴销安装在三点支撑座的轴向上；
F、检查托圈上的每个三点支撑座的尺寸，如果尺寸无误，取出假轴销，使用直轴代替假轴销安装在三点支撑座的轴向上；
G、将三点支撑螺栓安装在直轴上，球面垫片和垫片安装在三点支撑螺栓上，三点支撑螺栓穿过转炉法兰，在三点支撑螺栓的顶部上设置螺母；
H、全部安装完毕后再次检查三点支撑座尺寸。三点支撑座的轴向垂直度，即两个三点支撑座内侧之间上部距离和下部距离，距离相等表示三点支撑座纵向尺寸合格，通过测定三点支撑座距离托圈上的标高，高度相等即表示轴线水平度合格。
优选地，球面垫片从上到下依次包括上球面垫、上球面座、下球面垫和下球面座，垫片位于球面垫片之上。
优选地，三点支撑座的轴向上的孔径大小与假轴销的外径相匹配，直轴与假轴销的外径相同。
优选地，步骤A中采用刨边机机械加工三点支撑座的坡口，坡口形式为U型坡口。
一种三点球面支承的焊接方法，其步骤为：
第一步、根据以上所述的一种三点球面支承的安装方法，在步骤E之后，点固三点支撑座；
第二步、托圈上有三点安装了三点支撑座，对于每个点上中心线两侧对称设置的三点支撑座的外侧各焊接一个临时刚性支撑II；
第三步、临时刚性支撑II焊接完后，对托圈底板上的三对三点支撑座的尺寸进行检查，合格后进行下一步工序；
第四步、预热，将加热片铺设在托圈底板的背面上进行预热；
第五步、采用刨边机机械加工三点支撑座的坡口，坡口形式为U型坡口，焊接三点支撑座；
第六步、所有焊缝焊完后应立即进行消除应力退火，根据JB4709-2000《钢制压力容器焊接规程》中的焊后热处理的规定进行退火；焊后热处理应符合设计文件的规定，当无规定时，管道的焊后热处理应符合国家标准《工业金属管道工程施工规范》GB50235中的有关规定；设备的焊后热处理应符合现行行业标准《压力容器焊接规程》JB/T4709的有关规定。
退火温度以每小时升温40℃缓慢升温，加热到580℃保温5小时，再按照每小时40℃缓慢降温直至降低到室温，退火方法为履带式电加热退火，加热片分别放置于托圈底板的内侧，即三点支撑座焊缝的背面，覆盖于托圈底板外侧三点支撑座的焊缝上，加热片的外部用保温棉覆盖，用以保温。
第七步、拆除临时刚性支撑II；
第八步、焊后表面清理，焊后将焊缝表面、焊疤、焊接飞溅物用角向磨光机打磨干净，咬边超标处补焊后再打磨；
第九步、焊缝检测合格后取出假销轴安装实际使用的直轴，检查三点球面支承的整体尺寸，检查方法也是通过测量标高，三点支撑座内侧之间的距离，尺寸合格，油漆后交工。
优选地，第四步中预热到温度为150℃～180℃后再进行焊接工序。
优选地，第五步中焊接方法采用焊条电弧焊，采用焊条电弧焊焊接工艺参数选择如表1。
表1焊接工艺参数
优选地，第五步中焊条的选择根据转炉炉壳的材质确定，从抗拉强度上转炉炉壳材质分为：低合金钢、高合金钢和有色金属，那么焊材选择标准是，对于低合金钢材质的转炉炉壳选择抗拉强度与转炉炉壳材质相等的；对于高合金钢和有色金属材质的转炉炉壳，选择化学成分与转炉炉壳材质相等的。16MnR和Q345材质的转炉炉壳的焊材选择相同。
优选地，第五步中根部采用碳弧气刨进行清根，采用碳棒清除，工艺参数见下表2，角向磨光器由于打磨效率低，不适用于三点支撑座的打磨，因为三点支撑座的厚度较厚，不方便使用三点支撑座打磨。
表2碳弧气刨工艺参数
优选地，第五步中的焊接顺序为：
1)托圈上三点处的三点支撑座同步焊接；
2)由两名焊工同时焊接每个点的中心线两侧对称设置的三点支撑座内侧焊缝；
3)焊接三点支撑座内侧坡口三分之一时，在外侧采用碳弧气刨进行清根；
4)焊接三点支撑座外侧焊缝；
5)焊接到三点支撑座外侧焊缝的一半时，根据监测的三点支撑座的变形情况，即检查三点支撑座的尺寸，判断是继续焊接外侧还是焊接内侧；如果三点支撑座垂直度此时为向外侧倾斜或保持不变化时，则继续焊接内侧焊缝；如果此时三点支撑座为向内倾斜时，则继续焊接外侧焊缝，焊接过程中跟踪监测三点支撑座的变形量，根据监测的变形量数据及时调整焊接顺序。
优选地，焊接时层间温度控制在150℃～220℃左右，层与层之间的焊渣一定要清除干净，且每层焊接时工艺步骤相同，是指多道焊接以及上述焊接的工艺参数，在焊接到三点支撑座厚度一半之前，要对三点支撑座的变形量不停的测量，以调整焊接顺序，消除焊接过程中产生的热应力，焊接过程中，如果热应力不消除，在使用过程会慢慢释放出来，这样装置使用寿命变短，故障率高，需要停工重新休整，为避免这一问题，需要在焊接时将热应力消除，以延长装置使用寿命。
优选地，焊接采取24小时轮班连续作业，焊接完成前不得停顿，并确保整个焊缝始终处在保温状态。
优选地，焊接过程中发现有熔合不好或缺陷时必须立即打磨清除干净后再继续施焊。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明利用三点球面支承安装辅助装置，采用先精加工轴孔，通过焊接精确控制变形量，将原先需要二次加工和二次装配的工序缩减为一次完成，有效降低了制作成本和缩短了制造工期；
(2)本发明焊接过程中不需要来回吊运大型设备，施工方便，制造工期短，制作成本低；
(3)本发明通过在焊接安装过程中控制三点球面支承的变形量，控制三点球面支承在使用过程中，不易变形撕裂，不要经常更换，降低了生产成本；
(4)本发明假轴销与直轴尺寸相同，用于固定尺寸，如果尺寸不对，可以破坏取出，重新调整尺寸；防止三点支撑座变形，刚性固定的作用，可以作孔径修改；安装焊接好后，不变形不位移；
(5)本发明结构简单，易于实现，施工步骤简化，缩短工期。
附图说明
图1为转炉托圈与转炉炉壳的连接装置在转炉上的位置示意图；
图2为三点支撑座在托圈上的俯视图；
图3为转炉托圈与转炉炉壳的连接装置的剖视图；
图4为三点支撑座的主视图；
图5三点支撑座的焊缝坡口。
示意图中的标号说明：
1、三点支撑螺栓；3、转炉法兰；4、托圈；5、三点支撑座；6、假轴销；11、螺母；12、垫片；13、上球面垫；14、上球面座；15、下球面垫；16、下球面座；112、临时刚性支撑II。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1-5，一种三点球面支承安装辅助装置，包括三点支撑座5、假轴销6和临时刚性支撑II112，沿托圈4圆周方向间隔120°，形成均布的三点，这三点的中心线两侧分别对称设置一个三点支撑座5，假轴销6位于这两个互相对称的三点支撑座5内侧之间，在两个互相对称的三点支撑座5的外侧，关于中心线对称设置一个临时刚性支撑II112，临时刚性支撑II112的一端焊接在托圈4上，另一端焊接在三点支撑座5外侧面的顶端。三点支撑座5的两侧受到临时刚性支撑II112的支撑作用，三点支撑座5之间设有假轴销以保持要求的安装尺寸，临时刚性支撑II112和假轴销6一起作用，确保三点支撑座5的轴向与托圈4所在平面保持平行，使得三点支撑座5的侧面均与托圈4所在平面垂直，使得两个三点支撑座5内侧上部和下部之间的距离相等，为安装和焊接作准备。
假轴销6与直轴尺寸相同，用于固定尺寸，如果尺寸不对，可以破坏取出，重新调整尺寸；防止三点支撑座5变形，刚性固定的作用，可以作孔径修改；安装焊接好后，不变形不位移。
三点球面支承包括三点支撑座5、托圈4、转炉法兰3、球面垫片和三点支撑螺栓1，三点支撑座5设置在托圈4上，三点支撑座5上部设有球面垫片，假轴销6的轴线方向、三点支撑座5的轴向和托圈4所在水平面互相平行，这样是为了确保三点支撑座5的尺寸合格；三点支撑座5两侧的截面均与托圈4所在平面垂直。这样是为了进一步确保三点支撑座5的尺寸合格。使用直轴代替假轴销6，三点支撑螺栓1依次穿过转炉法兰3和球面垫片设置在直轴上，其中，直轴上设有与三点支撑螺栓1相配合的螺孔。
一种三点球面支承的安装方法，利用以上所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其步骤为：
A、制作加工以上所述的一种三点球面支承安装辅助装置中的三点支撑座5、临时刚性支撑II112、三点支撑螺栓1和假轴销6；采用刨边机机械加工三点支撑座5的坡口，坡口形式为U型坡口。
B、安装转炉炉壳和托圈4；
C、沿托圈4圆周方向间隔120°，形成均布的三点，在托圈4底板上找出这三点的中心线；
D、关于这三点的中心线两侧对称各安装一个三点支撑座5；
E、将假轴销6安装在三点支撑座5的轴向上；
F、检查托圈4上的每个三点支撑座5的尺寸，如果尺寸无误，取出假轴销6，使用直轴代替假轴销6安装在三点支撑座5的轴向上；三点支撑座5的轴向上的孔径大小与假轴销6的外径相匹配，直轴与假轴销6的外径相同。
G、将三点支撑螺栓1安装在直轴上，球面垫片和垫片12安装在三点支撑螺栓1上，球面垫片从上到下依次包括上球面垫13、上球面座14、下球面垫15和下球面座16，垫片12位于球面垫片之上，三点支撑螺栓1穿过转炉法兰3，在三点支撑螺栓1的顶部上设置螺母11；
H、全部安装完毕后再次检查三点支撑座5尺寸。
一种三点球面支承的焊接方法，其步骤为：
第一步、根据以上所述的一种三点球面支承的安装方法，在步骤E之后，点固三点支撑座5；
第二步、托圈4上有三点安装了三点支撑座5，对于每个点上中心线两侧对称设置的三点支撑座5的外侧各焊接一个临时刚性支撑II112；
第三步、临时刚性支撑II112焊接完后，对托圈4底板上的三对三点支撑座5的尺寸进行检查，合格后进行下一步工序；
第四步、预热，将加热片铺设在托圈4底板的背面上进行预热；预热到温度为150℃～180℃后再进行焊接工序。
第五步、采用刨边机机械加工三点支撑座5的坡口，坡口形式为U型坡口，焊接三点支撑座5；焊接方法采用焊条电弧焊，采用焊条电弧焊焊接工艺参数选择如表1。
表1焊接工艺参数
焊条的选择根据转炉炉壳的材质确定，从抗拉强度上转炉炉壳材质分为：低合金钢、高合金钢和有色金属，那么焊材选择标准是，对于低合金钢材质的转炉炉壳选择抗拉强度与转炉炉壳材质相等的；对于高合金钢和有色金属材质的转炉炉壳，选择化学成分与转炉炉壳材质相等的。
炉壳材质为16MnR对应选用E5015焊条，焊材均需有质保书，焊前焊条使用焊条烘干箱烘干，烘干温度350～400℃，保温2小时，烘好的焊条放在100℃的保温筒内，随用随取。16MnR和Q345材质的转炉炉壳的焊材选择相同。
根部采用碳弧气刨进行清根，采用碳棒清除，工艺参数见下表2，角向磨光器由于打磨效率低，不适用于三点支撑座的打磨，因为三点支撑座的厚度较厚，不方便使用三点支撑座打磨。
表2碳弧气刨工艺参数
焊接顺序为：
1)托圈4上三点处的三点支撑座5同步焊接；
2)由两名焊工同时焊接每个点的中心线两侧对称设置的三点支撑座5内侧焊缝；
3)焊接三点支撑座5内侧坡口三分之一时，在外侧采用碳弧气刨进行清根；
4)焊接三点支撑座5外侧焊缝；
5)焊接到三点支撑座5外侧焊缝的一半时，根据监测的三点支撑座5的变形情况，判断是继续焊接外侧还是焊接内侧；如果三点支撑座5垂直度此时为向外侧倾斜或保持不变化时，则继续焊接内侧焊缝；如果此时三点支撑座5为向内倾斜时，则继续焊接外侧焊缝，焊接过程中跟踪监测三点支撑座5的变形量，根据监测的变形量数据及时调整焊接顺序。
焊接时层间温度控制在150℃～220℃，层与层之间的焊渣一定要清除干净，且每层焊接时工艺步骤相同。是指多道焊接以及上述焊接的工艺参数，在焊接到三点支撑座5厚度一半之前，要对三点支撑座5的变形量不停的测量，以调整焊接顺序，消除焊接过程中产生的热应力。焊接过程中，如果热应力不消除，在使用过程会慢慢释放出来，这样装置使用寿命变短，故障率高，需要停工重新休整，为避免这一问题，需要在焊接时将热应力消除，以延长装置使用寿命。
焊接采取24小时轮班连续作业，焊接完成前不得停顿，并确保整个焊缝始终处在保温状态，焊接过程中发现有熔合不好或缺陷时必须立即打磨清除干净后再继续施焊。
第六步、所有焊缝焊完后应立即进行消除应力退火，根据JB4709-2000《钢制压力容器焊接规程》中的焊后热处理的规定进行退火；焊后热处理应符合设计文件的规定，当无规定时，管道的焊后热处理应符合国家标准《工业金属管道工程施工规范》GB50235中的有关规定；设备的焊后热处理应符合现行行业标准《压力容器焊接规程》JB/T4709的有关规定。
退火温度以每小时升温40℃缓慢升温，加热到580℃保温5小时，再按照每小时40℃缓慢降温直至降低到室温，退火方法为履带式电加热退火，加热片分别放置于托圈底板的内侧，即三点支撑座焊缝的背面，覆盖于托圈底板外侧三点支撑座的焊缝上，加热片的外部用保温棉覆盖，用以保温。
第七步、拆除临时刚性支撑II112；
第八步、焊后表面清理，焊后将焊缝表面、焊疤、焊接飞溅物用角向磨光机打磨干净，咬边超标处补焊后再打磨；
第九步、焊缝检测合格后取出假轴安装实际使用的直轴，检查三点球面支承的整体尺寸，检查方法也是通过测量标高，三点支撑座内侧之间的距离，尺寸合格，油漆后交工。
实施例2
本实施例同实施例1，其中，利用三点球面支承安装辅助装置，采用先精加工轴孔，通过焊接精确控制变形量，将原先需要二次加工和二次装配的工序缩减为一次完成，有效降低了制作成本和缩短了制造工期。
三点球面支承装置为三个互成120°的支撑用销轴连接在托圈4上部的三点支撑座5上，可以在销轴上任意摆动，其上部通过两对球面垫圈连接在炉壳法兰的销孔中并用螺母锁紧，锁紧螺母(螺母11)下有一组高度尺寸小、承载能力大的四波纹垫圈，靠着两对球面，支撑螺栓能够作任意摆动，详细结构图1-3所示。
采用刨边机机械加工三点支撑座的坡口，坡口形式为U型坡口，坡口尺寸为内侧深度为89mm，钝边2mm，根部圆弧半径5mm，坡口面角度30°，具体详见图5所示，图中夹角a为30°。其中，临时刚性支撑II112为200mm槽钢制作，临时刚性支撑II112安装并焊接完毕后，对托圈4底板上的三对三点支撑座5的尺寸进行再次复查，合格后方可进行下道工序。焊接时预热到150℃后进行焊接工序。焊接设备为焊条电弧焊采用ZX7-400焊机，气刨采用ZD5-1000多功能弧焊整流器。
焊材选择：炉壳材质为16MnR对应选用E5015焊条，焊材均需有质保书，焊前焊条使用焊条烘干箱烘干，烘干温度350～400℃，保温2小时，烘好的焊条放在100℃的保温筒内，随用随取，受潮的焊条严禁使用，焊条技术条件应符合现行国家标准的规定(GB/T5117-1995)。层间温度控制在150℃，层与层之间的焊渣一定要清除干净，且每层焊接时工艺步骤相同。焊接采取24小时轮班连续作业，焊接完成前不得停顿，并确保整个焊缝始终处在保温状态。焊接过程中发现有熔合不好或其他缺陷时必须立即打磨清除干净后再继续施焊。
焊接时的技术要求：
(1)所有焊缝必须由持证焊工进行焊接。
(2)焊接时，采用对称焊接。
(3)先焊接内侧，在外侧清根。焊接过程中跟踪监测耳座的变形量，根据监测的变形量数据及时调整焊接顺序。
(4)层间温度控制在150℃～220℃左右，层与层之间的焊渣一定要清除干净，且每层焊接时工艺步骤相同。
(5)焊接采取24小时轮班连续作业，焊接完成前不得停顿，并确保整个焊缝始终处在保温状态。焊接过程中发现有熔合不好或其他缺陷时必须立即打磨清除干净后再继续施焊。
(6)焊接应符合JB/T5000.3-2007《焊接通用技术条件》的规定，尺寸和角度等级为B级，行位公差为F级，焊缝质量评定级别为BK级。
焊后消除应力退火，所有焊缝焊完后应立即进行消除应力退火，退火温度以图纸设计要求为准，退火方法为电加热退火。焊后表面清理，焊后将焊缝表面及周围区域的所有临时支撑拆除，将焊疤、焊接飞溅物等用角向磨光机打磨干净，对于咬边超标处予以补焊后再打磨。焊后检验，分为外观检查和内部检测，外观检查要求焊缝表面不允许有裂纹、焊瘤、气孔、夹渣等焊接缺陷的存在；内部检测，超声波探伤检查标准应按图纸执行JB/T4730-2005，I级合格；焊接完毕后经过实际检测，三点球面支承直轴安装顺利，整体尺寸完全满足设计要求。
焊接过程中不需要来回吊运大型设备，施工方便，制造工期短，制作成本低。通过在焊接安装过程中控制三点球面支承的变形量，控制三点球面支承在使用过程中，不易变形撕裂，不要经常更换，降低了生产成本，结构简单，易于实现，施工步骤简化，缩短工期。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于，包括三点支撑座(5)、假轴销(6)和临时刚性支撑II(112)，沿托圈(4)圆周方向间隔120°，形成均布的三点，这三点的中心线两侧分别对称设置一个三点支撑座(5)，假轴销(6)位于这两个互相对称的三点支撑座(5)内侧之间，在两个互相对称的三点支撑座(5)的外侧，关于中心线对称设置一个临时刚性支撑II(112)。
2.根据权利要求1所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于，三点支承包括三点支撑座(5)、托圈(4)、转炉法兰(3)、球面垫片和三点支撑螺栓(1)，三点支撑座(5)设置在托圈(4)上，三点支撑座(5)上部设有球面垫片，假轴销(6)的轴线方向、三点支撑座(5)的轴向和托圈(4)所在水平面互相平行。
3.根据权利要求1或2所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于，三点支撑座(5)两侧的截面均与托圈(4)所在平面垂直。
4.根据权利要求3所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于，使用直轴代替假轴销(6)，三点支撑螺栓(1)依次穿过转炉法兰(3)和球面垫片设置在直轴上，其中，直轴上设有与三点支撑螺栓(1)相配合的螺孔。
5.根据权利要求1或4所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于，临时刚性支撑II(112)的一端焊接在托圈(4)上，另一端焊接在三点支撑座(5)外侧面的顶端。
6.一种三点球面支承的安装方法，利用权利要求1所述的一种三点球面支承安装辅助装置，其特征在于：
A、制作加工权利要求1所述的一种三点球面支承安装辅助装置中的三点支撑座(5)、临时刚性支撑II(112)、三点支撑螺栓(1)和假轴销(6)；
B、安装转炉炉壳和托圈(4)；
C、沿托圈(4)圆周方向间隔120°，形成均布的三点，在托圈(4)底板上找出这三点的中心线；
D、关于这三点的中心线两侧对称各安装一个三点支撑座(5)；
E、将假轴销(6)安装在三点支撑座(5)的轴向上；
F、检查托圈(4)上的每个三点支撑座(5)的尺寸，如果尺寸无误，取出假轴销(6)，使用直轴代替假轴销(6)安装在三点支撑座(5)的轴向上；
G、将三点支撑螺栓(1)安装在直轴上，球面垫片和垫片(12)安装在三点支撑螺栓(1)上，三点支撑螺栓(1)穿过转炉法兰(3)，在三点支撑螺栓(1)的顶部上设置螺母(11)；
H、全部安装完毕后再次检查三点支撑座(5)尺寸。
7.根据权利要求6所述的一种三点球面支承的安装方法，其特征在于，步骤A中采用刨边机机械加工三点支撑座(5)的坡口，坡口形式为U型坡口。
8.一种三点球面支承的焊接方法，其特征在于：
第一步、根据权利要求6所述的一种三点球面支承的安装方法，在步骤E之后，点固三点支撑座(5)；
第二步、托圈(4)上有三点安装了三点支撑座(5)，对于每个点上中心线两侧对称设置的三点支撑座(5)的外侧各焊接一个临时刚性支撑II(112)；
第三步、临时刚性支撑II(112)焊接完后，对托圈(4)底板上的三对三点支撑座(5)的尺寸进行检查，合格后进行下一步工序；
第四步、预热，将加热片铺设在托圈(4)底板的背面上进行预热；
第五步、采用刨边机机械加工三点支撑座(5)的坡口，坡口形式为U型坡口，焊接三点支撑座(5)；
第六步、所有焊缝焊完后应立即进行消除应力退火，根据JB4709-2000《钢制压力容器焊接规程》中的焊后热处理的规定进行退火；
第七步、拆除临时刚性支撑II(112)；
第八步、焊后表面清理，焊后将焊缝表面、焊疤、焊接飞溅物用角向磨光机打磨干净，咬边超标处补焊后再打磨；
第九步、焊缝检测合格后取出假轴销(6)安装实际使用的直轴，检查三点球面支承整体尺寸后，油漆后交工。
9.根据权利要求8所述的一种三点球面支承焊接方法，其特征在于，第四步中预热到温度为150℃～180℃后再进行焊接工序。
10.根据权利要求8所述的一种三点球面支承焊接方法，其特征在于：第五步中的焊接顺序为：
1)托圈(4)上三点处的三点支撑座(5)同步焊接；
2)由两名焊工同时焊接每个点的中心线两侧对称设置的三点支撑座(5)内侧焊缝；
3)焊接三点支撑座(5)内侧坡口三分之一时，在外侧采用碳弧气刨进行清根；
4)焊接三点支撑座(5)外侧焊缝；
5)焊接到三点支撑座(5)外侧焊缝的一半时，根据监测的三点支撑座(5)的变形情况，判断是继续焊接外侧还是焊接内侧；如果三点支撑座(5)垂直度此时为向外侧倾斜或保持不变化时，则继续焊接内侧焊缝；如果此时三点支撑座(5)为向内倾斜时，则继续焊接外侧焊缝，焊接过程中跟踪监测三点支撑座(5)的变形量，根据监测的变形量数据及时调整焊接顺序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610082817.7A CN105499891B (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种三点球面支承的焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610082817.7A CN105499891B (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种三点球面支承的焊接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105499891A true CN105499891A (zh) | 2016-04-20 |
| CN105499891B CN105499891B (zh) | 2018-03-02 |
Family
ID=55708390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610082817.7A Expired - Fee Related CN105499891B (zh) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | 一种三点球面支承的焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105499891B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107815518A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-20 | 德阳万达重型机械设备制造有限公司 | 一种用于转炉体的球铰支撑装置的安装方法 |
| CN108504817A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-07 | 上海宝冶集团有限公司 | 一种转炉吊挂结构及其拆装方法 |
| CN109693041A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 李同 | 雕刻***及其操作方法 |
| CN110480231A (zh) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 中冶宝钢技术服务有限公司 | 转炉支撑座组合式定位工装及其使用方法 |
| CN112981037A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 安徽马钢设备检修有限公司 | 一种转炉托圈本体耳座固定组对焊接结构及焊接工艺 |
| CN113817891A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-21 | 莱芜钢铁集团建筑安装工程有限公司 | 转炉体的球铰支撑自由找正安装方法 |
| CN114260575A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-01 | 上海第一机床厂有限公司 | 支承装置的焊接方法 |
| CN115446426A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-12-09 | 河北冶金建设集团有限公司 | 大型高炉风口法兰离线安装方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201102968Y (zh) * | 2007-07-12 | 2008-08-20 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 转炉炉体支撑装置 |
| CN101798613A (zh) * | 2009-02-06 | 2010-08-11 | 上海宝冶建设有限公司 | 大型转炉三点球面支承在线快速更换方法 |
| CN102010927A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-04-13 | 天津二十冶建设有限公司 | 大型转炉整体液压顶升倒装施工方法 |
| CN102485919A (zh) * | 2010-12-06 | 2012-06-06 | 中冶天工集团有限公司 | 转炉连杆悬挂***的假轴安装法 |
| CN202350517U (zh) * | 2011-11-21 | 2012-07-25 | 中冶华天工程技术有限公司 | 炉体支撑装置 |
| CN202945265U (zh) * | 2012-10-29 | 2013-05-22 | 中冶南方工程技术有限公司 | 转炉改进型三点球铰联接装置 |
| CN203021596U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-26 | 太原重工股份有限公司 | 一种转炉炉体的球铰支承装置 |
-
2016
- 2016-02-03 CN CN201610082817.7A patent/CN105499891B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201102968Y (zh) * | 2007-07-12 | 2008-08-20 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 转炉炉体支撑装置 |
| CN101798613A (zh) * | 2009-02-06 | 2010-08-11 | 上海宝冶建设有限公司 | 大型转炉三点球面支承在线快速更换方法 |
| CN102485919A (zh) * | 2010-12-06 | 2012-06-06 | 中冶天工集团有限公司 | 转炉连杆悬挂***的假轴安装法 |
| CN102010927A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-04-13 | 天津二十冶建设有限公司 | 大型转炉整体液压顶升倒装施工方法 |
| CN202350517U (zh) * | 2011-11-21 | 2012-07-25 | 中冶华天工程技术有限公司 | 炉体支撑装置 |
| CN202945265U (zh) * | 2012-10-29 | 2013-05-22 | 中冶南方工程技术有限公司 | 转炉改进型三点球铰联接装置 |
| CN203021596U (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-26 | 太原重工股份有限公司 | 一种转炉炉体的球铰支承装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107815518A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-20 | 德阳万达重型机械设备制造有限公司 | 一种用于转炉体的球铰支撑装置的安装方法 |
| CN109693041A (zh) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 李同 | 雕刻***及其操作方法 |
| CN108504817A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-07 | 上海宝冶集团有限公司 | 一种转炉吊挂结构及其拆装方法 |
| CN110480231A (zh) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 中冶宝钢技术服务有限公司 | 转炉支撑座组合式定位工装及其使用方法 |
| CN110480231B (zh) * | 2018-05-15 | 2021-12-10 | 中冶宝钢技术服务有限公司 | 转炉支撑座组合式定位工装及其使用方法 |
| CN112981037A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 安徽马钢设备检修有限公司 | 一种转炉托圈本体耳座固定组对焊接结构及焊接工艺 |
| CN113817891A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-21 | 莱芜钢铁集团建筑安装工程有限公司 | 转炉体的球铰支撑自由找正安装方法 |
| CN114260575A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-01 | 上海第一机床厂有限公司 | 支承装置的焊接方法 |
| CN114260575B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-12-26 | 上海第一机床厂有限公司 | 支承装置的焊接方法 |
| CN115446426A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-12-09 | 河北冶金建设集团有限公司 | 大型高炉风口法兰离线安装方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105499891B (zh) | 2018-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105499891A (zh) | 一种三点球面支承安装辅助装置及其安装焊接方法 | |
| CN103084703B (zh) | 一种大型内空铸钢件挖补堆焊再制造方法 | |
| CN103465062B (zh) | 一种可倾式轴瓦激光修复装置 | |
| CN104858555A (zh) | 压力管道焊接工艺 | |
| CN205342318U (zh) | 一种三点球面支承安装辅助装置 | |
| CN102029473B (zh) | 钢套筒高空焊接方法 | |
| CN109014518B (zh) | 一种火车车轮模座焊接装置及修复工艺 | |
| CN106011370A (zh) | 转炉的炉口法兰在线更换方法 | |
| CN112958881A (zh) | 一种悬挂式齿轮减速机箱体开裂手工焊接装置及焊接工艺 | |
| CN104439877A (zh) | 一种转炉托圈的修复方法 | |
| CN100525986C (zh) | 汽车后轴总成的焊接方法 | |
| CN105671244A (zh) | 一种120吨及以上转炉的球铰支撑更换方法 | |
| CN110860768B (zh) | 一种轨道吊大梁承轨梁与方钢轨道焊接工艺 | |
| CN217394001U (zh) | 一种大型高压电机底耳座开裂的简易焊接装置 | |
| CN110104545B (zh) | 一种管板组件起吊翻身工装及起吊翻身方法 | |
| CN215238459U (zh) | 一种大型车轮固定台底座断裂的焊接装置 | |
| CN116475539A (zh) | 一种桥式机械手横梁横向开裂焊接加固装置及工艺 | |
| CN101837448A (zh) | 钢包铁包的修复方法 | |
| CN114918633B (zh) | 修复铜管与铜冷却壁根部处漏水的方法 | |
| CN217394000U (zh) | 32MPa泵头进排液阀箱阀孔磨损焊接装置 | |
| CN212094773U (zh) | 吊运车轮钢锭电磁吸盘底壳焊缝组对工装结构 | |
| CN214350629U (zh) | 一种悬挂式齿轮减速机箱体开裂手工焊接装置 | |
| CN102896456A (zh) | 混铁车炉壳下挠变形矫正修理方法 | |
| CN212122019U (zh) | Glama机械手大臂连杆焊缝断裂在线焊接装置 | |
| CN107043849A (zh) | 一种超限设备空中承载焊缝不加固热处理施工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180302 |