120t转炉剖分托圈的制造工艺改进

郑 蕾

（山钢集团莱钢设备检修中心，山东 莱芜 271104）

一、前言

大型转炉托圈多为矩形结构，就整个结构而言，有整体的也有剖分成二段或四段再组装成（可拆卸）一体的。120t转炉托圈因为尺寸大，运输条件的限制，采用分体制作，在现场组焊成型的制造形式。因而受加工和装配精度影响，两耳轴同心度的精度不易保证。通过采用一系列合理的工艺方法， 优化方案、改进结构确保了120t转炉托圈制造的制造精度达到了整体托圈的精度。

二、技术难点和关键技术措施

1 托圈分体制造时，选用何种定位方式保证组装后托圈传动侧和非传动侧耳轴同轴度的＜φ1mm。

2 现场对焊时，采用何种焊接技术保证把焊接变形控制在规定的可控范围之内。

3 采用何种检测手段在设备的对焊过程中实施全过程跟踪监测。

关键技术措施：

针对1，经研究确认采用止口定位方式，同时用工装将托圈传动侧、非传动侧连接为一体，工装上设置止口，该止口用落地镗床加工出来，用来保证传动侧耳轴和非传动侧耳轴的同轴度。

针对2，研究出了一套具体的焊接方案，其中包括采取合理的焊接顺序和固定方式，焊接参数等等。

针对3，对焊接过程中托圈耳轴的精度检测问题，我们根据耳轴的结构特点，决定采用准直仪进行全过程检测，准直仪精度高，检测方便，对这种大中型转炉托圈的焊接变形的检测很适合。

三、工艺制定

1 增加定位止口，保证对撞精度

加工扇形段时，在扇形段（出钢侧）、扇形段（加料侧）的两端各加工出一段长约200mm的对接平面作为对装基准；在游动端耳轴块、驱动端耳轴块与扇形段对接面上同样加工出长约200mm的对装平面，作为整体对装时的基准。采用工装将游动端耳轴块和驱动端耳轴块连接在一起。即：在游动端耳轴块、驱动端耳轴块内侧各焊接一块止口板，在止口板上加工出止口，此止口中心线与耳轴中心线同轴，中间利用工装把两个耳轴块用螺栓连接在一起，保证游动端耳轴块和驱动端耳轴块的同轴度小于φ0.5mm。

2 现场装配

为了保证托圈两耳轴的同轴度，在厂内运用托圈支撑将两耳轴连接固定。注：托圈支撑为厂内自行设计制作的定位工装，将两耳轴块按托圈图纸中位置固定连接用。即发货状态为：两耳轴块与托圈支撑为一体，和两个扇形段共三部分。

根据现场的实际具体情况，地面基本找平，铺上方钢和钢坯，塞紧、连接、加固焊接，使整个平台是一个完整不动的整体。长、宽约11m左右，并在准备放驱动端耳轴块的方向的一侧加放一钢坯，用来架准直仪使用。放地样及检测平台平面度。清理平台表面，确定十字中心线及中心，并打上标记，根据图纸尺寸对内外直径放大6mm划圆，同时划出放两耳轴块的一侧边线。用准直仪检测放样划圆上的内外两点水平高度，记下数据，找出高低差，以高点为基准，用不同厚度垫片对各个测量低点垫高，以保证托圈放于平台趋于基本水平。

整体对装。将两耳轴块就位，调整其位置，使耳轴块上的中心线对准地样中心线，在放样划线的耳轴块侧边线上点焊定位块，此时再用准直仪检测两耳轴块的同轴度，看其是否发生变化，根据其测量数据，进行微调，使耳轴块达到准确位置，并保证同轴度在φ0.5mm以内。耳轴块定位好后开始对装两扇形段，根据原在厂内预装标记和所划地样依次将两扇形段就位，确保内圆直径+6mm，并调整其高低，用准直仪检测整个托圈的平面度，要求小于3mm。托圈的对接焊缝处用连接板加固连接，并检测相关数据。铺垫履带加热器对焊缝处进行预热，预热温度为150℃。预热前需对焊接部位除锈，清理干净。

3 焊接

（1）同轴度控制参考范围，即调整范围：x向为±0.5mm，y向为±0.5mm。若在此范围内则采用对称同位焊，即同向同方焊接，若小于或大于此范围则马上改变焊接顺序交错对角焊接或者单向焊接（立焊缝），对于平焊缝则采用从里向外焊或者从外向里焊接。对于立焊缝采用从中间往上焊或者从下往中间焊接。

（2）该托圈焊接由4名技术熟练的焊工同时施工，原则上要求同规范、同顺序、同速度焊接。用准直仪随时监控同轴度的变化情况。再根据变化采用如下焊接位置方法，视情况具体调整。x向或y向的尺寸变化共2处，凡任意一处偏离中心线位置即偏离x或y方向0.5mm时，应立即停止焊接，待重新调整焊接顺序后方可施焊，以确保两耳轴的同轴度。（对同轴度的测量和监控要贯穿整个托圈的装配和焊接全过程）

（3）由于托圈板厚，坡口较深，在焊接过程中，除底层及面层的焊缝处均增加锤击消应，同时加强层间检查，及时采用气刨清除飞溅、缺陷，确保焊接质量。所有焊缝进行UT检测，焊缝尽量争取无损探伤一次合格或者力争返修量减少到最小及返修长度控制在最短，让焊缝的返修不导致同轴度的变化。

（4）托圈上所有焊缝的焊接次序：

①四人同时施焊，焊接A、B、C、D处立缝。

②焊接E、F、G、H处立缝。

③焊接a、b、c、d处平焊缝。焊接完成后进行托圈整体翻身。

④焊接e、f、g、h处平焊缝。

托圈整体焊完后再对装并焊接支撑销座板，挡座（一），挡座（二）；对支撑销座板的焊缝UT，焊接要求同前。

结语

采用以上工艺制作120t转炉剖分托圈，成功的解决了托圈分体制造时，传动侧和非传动侧耳轴同轴度难以保证；现场组焊可控性差等问题。经使用，产品质量稳定可靠，用户反映良好。

[1]连和平，张明，王新志，等.安钢150t转炉托圈制造工艺浅析[J].重型机械，2010（01）：55-57.