鋼水罐制作工藝及吊耳軸同軸度檢測

郭 瑋

（秦皇島秦冶重工有限公司 河北秦皇島066004）

鋼水罐（包）（圖1）是承接鋼水的敞口容器。鋼水罐（包）是將轉(zhuǎn)爐或電爐鋼水運(yùn)送到澆鑄跨進(jìn)行鑄錠作業(yè)、或是送到大包轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行連鑄作業(yè)的冶煉用容器。鋼水罐兩端耳軸的同軸度尤為重要，根據(jù)罐體大小不同，同軸度一般為Φ3～Φ5mm。本文主要介紹耳軸的對接過程中如何保證同軸度的，并在焊接、探傷合格后對同軸度如何檢測。在小批量生產(chǎn)中，可制作簡易工裝提高效率。

圖1 鋼水罐簡圖

1 鋼水罐對接與焊接

1.1 殼體的卷制與調(diào)圓

鋼包殼體的卷制是其中的一步關(guān)鍵工序。采用無引板式卷法卷制直筒與錐筒，如圖2，先將筒體預(yù)彎對接，焊接探傷合格后，再上卷板機(jī)調(diào)圓。此種制作方式對于批量生產(chǎn)，既節(jié)省了引板，又提高了效率，并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

在圓度的調(diào)整上，采用多點(diǎn)測量直徑，用工藝柱加千斤頂支撐調(diào)圓法，這種方法效率低，千斤頂數(shù)量上也受限制，使用不方便。因此自制工裝，見圖3，采用星型法做工裝，通過調(diào)整螺紋的旋進(jìn)長度調(diào)整直徑的大小。用盒尺測量8點(diǎn)，將工裝點(diǎn)焊于筒體內(nèi)，通過8個螺栓的調(diào)節(jié)，可通過8點(diǎn)調(diào)圓來實(shí)現(xiàn)錐體和直筒體的圓度，控制在5mm 內(nèi)，此種工裝在批量的生產(chǎn)中可以重復(fù)利用，節(jié)省了資源，降低了成本，提高了工作效率。

圖2 殼體卷制圖

圖3 殼體調(diào)圓支撐工裝圖

鋼水罐殼體焊接成型后，對接耳軸（耳軸在對接以前精加工成）。單臺可采用將罐口向下倒置在平臺上，墊起一定高度（垂線墜后便于引線）。用V 型架支撐耳軸，高度方向借助水準(zhǔn)儀檢測高度坐標(biāo)是否等高，用千斤頂?shù)任⒄{(diào)；水平方向在耳軸精加工外圓處垂線墜，每端耳軸各垂兩處，連四點(diǎn)確定是否在同一直線上，否則調(diào)整直至合格為止。此方法工藝簡單、經(jīng)濟(jì)，但效率較低。以下介紹一種小批量生產(chǎn)時，較適用的找正、對接方法：

1.1.1 制作簡易工裝

按圖4制作工裝，高度H 為鐵水罐耳軸中心距罐口平面的距離，A 為耳軸外圓直徑。將胎具底面加工見平，并加工ΦA(chǔ)，略比耳軸直徑大0.3mm～0.5mm，便于放置耳軸。加工時保證耳軸十字中心線分別與胎具底座平行、垂直，并在胎具外側(cè)中心位置作出標(biāo)記。胎具上下蓋之間留有10mm 的間隙，保證壓緊壓蓋時螺栓有較大的擰緊力。

圖4 耳軸對接簡易工裝圖

1.1.2 找正工裝

1）在平臺上放樣十字中心線，將胎具放置在平臺上，按罐體及耳軸尺寸確定兩胎具內(nèi)側(cè)距，保證耳軸落在胎具上有不少于50mm 的平移量。

2）在胎具中心垂線墜，線墜與平臺中心線重合，粗找胎具水平位置。

3）分別在距胎具底面為L 尺寸（即各點(diǎn)等高）的內(nèi)側(cè)面上找A 、B、C、D、E、F、G、H 八點(diǎn)，并作樣沖標(biāo)記。在過A、B、C、D 點(diǎn)拉漁線1，E、F、G、H 點(diǎn)拉漁線2，兩漁線要同時拉緊，保證漁線與上述8點(diǎn)全部接觸，胎具水平方向找正。見圖5。

圖5 工裝找正示意圖

4）將兩耳軸坐落在胎具上，用耳軸找胎具。先將一端耳軸用水平尺找平，保證H1＝H2，H3＝H4。用水準(zhǔn)儀分別測量兩側(cè)耳軸高度H，找胎具使兩端耳軸的高度差不大于1mm。見圖6。

5）滿足上述條件后將胎具點(diǎn)固在平臺上。此工序完成后，即可批量制作同規(guī)格罐體耳軸的對接，不需要再重新找正工裝。

1.1.3 對接罐體與耳軸

1）以罐底為基準(zhǔn)劃出罐體的十字中心線及兩端耳軸對接處十字中心線。根據(jù)耳軸對接處尺寸氣割孔并氣割坡口，坡口允許偏差按GB／T985的規(guī)定，氧化皮必須打磨干凈（有的鋼水罐不需割孔，按圖紙要求執(zhí)行）。

2）吊裝罐體至平臺（罐口向下）。

3）將罐口處十字中心線與平臺上所劃十字中心線找重合。

4）罐體到位后，將耳軸落放至工裝上，千斤頂配合，調(diào)整耳軸位置，兩耳軸外側(cè)距按圖紙尺寸加6mm（兩端各留3mm 焊接收縮量），并檢查兩端耳軸四方插入罐體的尺寸等長。見圖7。

5）用水平尺放置在耳軸ΦA(chǔ) 外圓處，滿足耳軸水平。

6）重新校正耳軸的高度差，在兩端耳軸上各取兩點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測量此四點(diǎn)高度差，保證其差值不大于1mm。

圖6 在工裝上找正耳軸示意圖

7）滿足上述要求后將工裝上蓋用螺栓把和，壓緊耳軸。

1.2 焊接

1）焊工要求持鍋爐壓力容器焊工資格證上崗，嚴(yán)禁無證上崗。

2）檢查焊接材料合格，焊接設(shè)備完好，焊條烘焙合格。

3）耳軸找正滿足上述要求后，焊接耳軸與殼體，周圈滿焊背面氣刨清根；待完全冷卻后再卸掉工裝。

4）對接、焊接耳軸周圈立筋板與殼體、耳軸、上下環(huán)板及大立板處焊縫，連續(xù)焊接，焊接執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JB／T5000.3，尺寸公差B級，形位公差F級。

5）嚴(yán)格按焊接工藝卡進(jìn)行焊前預(yù)熱、控制層間溫度、執(zhí)行焊接參數(shù)及焊后緩冷等措施。

1.3 無損檢測

按圖紙技術(shù)要求對以上焊接部位進(jìn)行無損探傷檢測。

2 同軸度檢測

采用以基準(zhǔn)軸線為軸線包容實(shí)際被測要素且具有最小直徑的圓柱面內(nèi)的區(qū)域為同軸度，以各正截面輪廓中心點(diǎn)的連線近似為實(shí)際基準(zhǔn)軸線。因耳軸中間段ΦA(chǔ) 外圓為足夠精確形狀，可用此軸段的回轉(zhuǎn)表面來近似為基準(zhǔn)軸線。本文給出了一種最為簡便的檢測方法，利用水平儀、線墜等簡易工具測量一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過計算得出同軸度值。具體操作如下（圖8）。

圖7 對接罐體與耳軸示意圖

圖8 同軸度檢測示意圖

將罐體倒置與平臺上，在ΦA(chǔ) 外圓上（每根軸各取兩點(diǎn)）標(biāo)記A、B、C、D 四點(diǎn)：

1）豎直方向：水準(zhǔn)儀測量A、B、C、D 四點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值Y1、Y2、Y3、Y4，記錄表中，此四點(diǎn)坐標(biāo)的最大差 值記錄為Y 值。

2）水平方向：在A、B、C、D 四處分別垂線墜，線墜點(diǎn)作標(biāo)記，并將A、D 處的線墜點(diǎn)連接起來，測量B、C 點(diǎn)與直線AD 直線距離X1、X2，最大值記錄為X 值。

3）（Φ／2）2＝X2＋Y2（Φ 即為同軸度），X 值為鋼水罐耳軸豎直方向的最大偏差值，Y 值為鋼水罐耳軸水平縱向的最大偏差值，根據(jù)勾股定理Φ 即為鋼水罐耳軸同軸度最大偏差值。

［1］姜華.150T 冶 煉 鋼 水 包 制 作 技 術(shù)［C］.2009 全 國 鋼 結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集，2009（10）：270.

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