一种三点球面支承安装辅助装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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。
【背景技术】
[0002] 转炉炉壳与托圈的连接装置是转炉系统中的关键设备之一，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。
[0003] 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。
[0004] 中国实用新型专利，授权公告号:CN 202945265 U，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。
[0005] 中国发明专利，授权公告号CN 101798613 B，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】
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 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。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。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
[0010] 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 Q，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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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：
[0016] 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；
[0017] B、安装转炉炉壳和托圈；
[0018] 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；
[0019] D、关于这三点的中心线两侧对称各安装一个三点支撑座；
[0020] E、将假轴销安装在三点支撑座的轴向上；
[0021] 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；
[0022] 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；
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025]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。
[0026]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。 [0027] 一种三点球面支承的焊接方法，其步骤为：
[0028]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；
[0029]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;
[0030] 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；
[0031] 第四步、预热，将加热片铺设在托圈底板的背面上进行预热；
[0032]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；
[0033]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。
[0034] 退火温度以每小时升温40°C缓慢升温，加热到580°C保温5小时，再按照每小时40 °C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。
[0035] 第七步、拆除临时刚性支撑II;
[0036] 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；
[0037] 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。
[0038] 优选地，第四步中预热到温度为150°C~180°C后再进行焊接工序。
[0039] 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。
[0040] 表1焊接工艺参数
[0041]
[0042]优选