[发明专利]保证大型转炉托圈耳轴同轴度逆向工艺制作方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢转炉部件，尤其涉及转炉托圈的制造方法。

背景技术

转炉托圈是转炉的重要承载和传动部件。在工作过程中除承受炉体、钢液及炉体附件的静载荷和传递倾动力矩外，还承受频繁的启、制动产生的动负荷，以及来自炉体、钢水罐、烟罩及喷溅物的热辐射产生的热负荷。因此，托圈制造质量决定了转炉的使用寿命，两耳轴同轴度是托圈重要的技术质量指标。如何保证两耳轴同轴度符合图纸技术要求是托圈制造的难点和关键控制点。

大型转炉托圈为钢板焊接结构,箱形断面,耳轴与托圈采用焊接连接,托圈及耳轴内通以循环水冷却，延长轴承使用寿命。

目前，使用的氧气转炉托圈，体积较小，多为耳轴装配式托圈，一般采用整体焊接，热处理后通过机械加工的方法保证两耳轴同轴度达到图纸技术要求。对于大型转炉托圈，采取分块发货，现场组装。一般采取两侧同时焊接工艺，通过控制焊接变形保证两耳轴同轴度达到图纸技术要求。其缺陷是：采取游动侧和传动侧同时焊接，需要大量焊工，要确保焊接一致性难度很大，而且由于驱动侧变形会影响游动侧变形观测及同轴度的测量，从结果上不易判断影响原因及调整部位。从同轴度的概念、规范要求、测量方法等分析看驱动侧焊接变形不仅影响长耳轴自身位置变化，而且由于基准的变化影响到短耳轴，数值上甚至放大了变形影响，这种传统工艺，如果基准变化以及变形方向相反，增加变形控制要求，都将大大增加同轴度控制难度，这种厚板、大截面、环形箱梁结构一旦同轴度超差很难找出有效的校正方法，火焰校正很难取得明显效果，而且费工费时。因此由于焊接时影响两耳轴同轴度的工艺因素很多，两侧同时焊接耳轴块会存在同时变形，相互影响，同轴度控制难度大，不易调整工艺控制变形，制造质量很难保证；使用寿命低，严重影响炼钢生产顺利进行。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种保证大型转炉托圈耳轴同轴度逆向工艺制作方法，有效地控制托圈制作过程中构件变形，降低同轴度控制难度，保证托圈耳轴的同轴度，提高制造质量，延长使用寿命。

保证大型转炉托圈耳轴同轴度逆向工艺制作方法，所述的转炉托圈由驱动侧耳轴块、出钢侧扇形体、游动侧耳轴块和加料侧扇形体连接构成；所述的逆向工艺即相对传统工艺中两侧同时施焊的整体焊接工艺而言，所采取的先焊接驱动侧后焊接游动侧的一种先后焊接、分别控制的工艺，该工艺优先控制驱动基准的焊接变形，其同轴度的保证是在基准不变的情况下控制游动侧焊接变形来达到规范要求，其制作方法按以下步骤进行：

1、搭设装配平台  在施工现场利用钢板和H型钢搭建装配平台，台面平整，平面度不大于1.0mm；

2、划线  按照托圈实物形状和尺寸，以1:1的比例在装配平台上划出以两耳轴块为基准的十字中心线、两耳轴块及两扇形体的位置线；

3、激光检测  将两耳轴块置于装配平台上，对准中心线及位置线；驱动侧 耳轴两端设激光仪和目标靶，游动侧耳轴两端设目标靶，用激光准直仪检查两耳轴同轴度不大于0.1mm，两耳轴轴承位距离控制在±0.5mm以内，检测无误后，焊接定位调整装置；

4、装配扇形体  按照扇形体的位置线分别装配加料侧扇形体和出钢侧扇形体，检查托圈组装直径尺寸误差，调整好平面度；

5、组装检测  整体组装结束后，再次检查同轴度及位置尺寸，检查无误后，分别在两耳轴轴端上部及左右位置安装百分表，同时在焊接位置安装履带式加热片；

6、焊接驱动侧  先焊接驱动侧，焊接顺序是先焊立缝，后焊平（仰）缝，再焊横缝，最后焊接筋板；相同位置焊缝焊前同时预热，预热温度150~200℃，焊接采用多点对称同时焊接，采用分段对称倒退跳焊方法，将焊缝进行分段，从中间向两端交替实施焊接；

7、控制同轴度  焊接过程中设专人观察百分表变化，定时测量同轴度，根据变化情况及时调整焊接顺序及焊接速度，控制焊接变形保证同轴度，驱动侧焊接时同轴度控制在1.0mm以内，确保在二次可调范围内；

8、焊后热处理  按上述 6的焊接顺序进行焊接，每种焊接位置焊接结束后都及时进行热处理，同时升温50~60℃/h、保温550~600℃、降温50~60℃/h，在升温和降温过程中观察同轴度变化，必要时调整升温和降温速度控制变形趋势，同一条焊缝受热应该保持均匀；

9、焊缝探伤  热处理冷却后打磨焊缝，并对焊缝表面进行磁粉探伤和进行100％超声波探伤检查；