为本发明的修复方法工艺流程图。
[0052]图2a，b分别为本发明的钢包修复方法中钢包耳轴座结构主视图和右视图。
[0053]图3为本发明的钢包左侧挖除二片后包口法兰及耳轴座区域结构示意图。
[0054]图4a，b分别为本发明的钢包一侧视图和俯视图。
[0055]图5a，b分别为本发明新钢板卷制压形及坡口加工示意图。
[0056]图6为本发明热处理工艺曲线图。
[0057]图7为筋板及上下法兰(加强圈)等辅助结构采用单边V型波口焊接示意图。
[0058]图8为本发明钢包及其耳轴线两边需要挖除的二片材料受损区域示意图。
[0059]图9为本发明分段、分层、多道的适度线能量焊接示意图。
[0060]图中，I是钢包耳轴，2是钢包耳轴座，3是包口法兰(加强圈)，4是下法兰(加强圈)，5、是钢包本体(筒体)，6是盖板，7是裂纹源，8为耳轴线两边需要挖除的二片材料受损区域，9为刚性定位用拘束构件，10为丝杆。
【具体实施方式】
[0061]实施例
[0062]以300吨钢包为例，实施本发明的一种大型冶金钢包修复方法，又称“二片一线”快速修复方法，其工艺步骤和关键要点:
[0063](I)钢包筛选。分析钢包设备档案履历，依据使用情况、变形记录、开裂记录、修理(次数、大小)记录、运行状态、服役炉龄、无损检测记录等10大指标，筛选具有修复价值的濒临报废的钢包；
[0064](2)以待修钢包为中心搭设挖补法施工脚手架。见施工现场图2。
[0065](3)诊断并标记钢包受损或失效二片区域界面。采用无损检测、复膜金相、表面硬度、表面光谱等方法确定受损或失效二片区域面积的大小，同时，做好界面标记，划定挖除(切割)标线；
[0066](4)两端耳轴轴线增设定位拘束杆。由两个耳轴构成一条中心线，围绕该中心线增设专用拘束杆，将耳轴及耳轴座受力区结构实施刚性拘束定位，防止上述“二片挖补法”实施过程中，包口、法兰和耳轴座受力结构区域出现变形、扭曲、跑偏等现象。耳轴结构见图2-4，8。
[0067](5)挖除受损或失效二片区域钢板。挖除已经严重受损或材料失效的二片区域的钢板(具体手段可采用氧-乙炔气割或等离子弧切割或机械切割等方法)。保留耳轴、耳轴座、包口法兰及其下法兰、加强筋结构和包底。见图2-4，8所示。
[0068](6)新钢板卷制压形及坡口加工。挖除旧的失效的二片钢板后，原则上应选取与筒体同材质、同厚度的新钢板，包括钢包上下法兰(加强圈)。依据挖除的二片钢板的尺寸，制作二片同材料的新钢板，安装前，需将新钢板切割、压形、开坡口等加工处理。切割挖除的二片钢板和新卷制的二片钢板，四角圆弧R ^ 100，并注意切割形状，以利于降低焊接应力和确保焊接质量。
[0069](7)筋板及上下法兰(加强圈)等辅助结构采用单边V型波口焊接。详见图7。
[0070](8) 二片新钢板分别组装及焊接。先将新钢板组装到位，然后，辅设电加热板进行焊前预热。焊接材料选择:按照筒体板的材质，选择相应的焊条(E5015，或E5015-G)。要求焊条在焊前作350°C保温Ih烘干处理，并置于焊条筒，现场随取随用。为了减少并分散焊接应力，采用分段、多层多道适度线能量焊接。
[0071]焊接顺序:先焊接纵缝、再焊接横缝，先焊外面、再焊里面，(先焊坡口内圈，后焊坡口外圈)两人一组同时对称焊接。焊接采用直流反接。操作方法采用分段退焊法。预热、层间温度要求:预热温度100?150°C。层间温度不小于预热温度。焊接规范:打底层、盖面层采取Φ 3.2焊条，焊接电流控制在100A左右；中间焊层采取Φ 4焊条进行焊接，焊接电流控制在120A左右。层间采用多层多道焊接。背面焊接前，必须清根处理。每层焊缝采用超声冲击法消应。焊接至表面层时注意应与母材圆滑过渡。焊缝表面修磨。用角向砂轮机修磨焊缝表面，使其与原构件圆滑过渡，避免出现形状突变而引起应力集中。打磨痕迹平行于该部位受力方向。
[0072](9)无损检测。焊缝外观100%宏观检查，不得有表面裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷。焊缝无损检测执行JB/T4730-2005标准。PT、MT、UT按I级合格。
[0073]( 10)去掉刚性拘束杆。
[0074](11)热处理消除焊接残余应力。热处理工艺曲线:加热温度:600±20°C ;升温速度:< 1500C /h ;保温时间:180min ;降温速度:< 100?150°C /h，400°C以下空冷。
[0075](12)全面检测。焊接修复后，进行几何尺寸全面检测。见图4b。关键尺寸受控，如和Ap2标准值应为4536mm±5 -,A2^1和A2_2标准值应为4608mm±5等等。
[0076]本申请人已对宝钢股份炼钢厂2#、8#、12#、58#、64#、65#等6台300吨大型钢包和6#、7#等2台300吨大型铁包实施并成功修复。
[0077]根据本发明的大型冶金钢包修复方法，可使濒临报废钢包起死回生，解决降本增效延寿使用问题，将长期以来不能修、不敢修、不会修的大型300吨钢包修复技术变为现实。而且，修复时间短，效率高，见效快，质量好，修旧如新。
[0078]根据本发明，实现修复技术的突破。特别是避免异常报废，特别是因存在各种超标缺陷导致异常报废或过早失效的钢包，真正体现降本增效及有利于提升技术管理水平。
【主权项】
1.一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: (1)钢包筛选； (2)以待修钢包为中心搭设施工架； (3)诊断并标记钢包耳轴线两侧包壳受损或材料失效区域的界面； (4)沿钢包两耳轴轴线方向铺设刚性定位用拘束构件，将包口、耳轴及耳轴座受力区实施刚性拘束和定位； (5)以钢包耳轴线为中心线，挖除钢包两侧包壳受损区域或材料失效区域的钢板，保留耳轴、耳轴座包口法兰及其下法兰、加强筋结构和包底； (6)根据挖除的钢包两侧包壳受损区域或材料失效区域的钢板形状和尺寸，制作新钢板，取代挖除的旧钢板，将新钢板镶嵌补入，进行组装和焊接； (7)焊接完毕后，去掉所述刚性定位拘束构件，消除焊接残余应力。2.如权利要求1所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(3)，包壳受损或材料失效区域为各位于钢包耳轴一侧的一块，即共两块。3.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(6)，对所述新钢板进行卷制压形及坡口加工，且使所述新钢板纵向受力方向和原轧制方向一致。4.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(4)，所述拘束构件为拘束杆或拘束板，拘束构件长度>包口直径，宽度>耳轴直径，厚度(高度)>包口法兰厚度。5.如权利要求3所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(6)，筋板及上下法兰(加强圈)等辅助结构采用单边V型波口焊接，所述V型夹角60-70°，所述波口间距0-3mm,所述V型角顶距底边距离0_3mm。6.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(7)，热处理消除焊接残余应力时，热处理工艺如下: 加热温度:600±20°C ； 升温速度:< 150°C /h ; 保温时间:180min ； 降温速度100?150°C /h，400°C以下空冷。7.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在步骤(6)，新钢板采用双边V型波口焊接，所述双边V型波口夹角40-60°，所述波口间距0-3mm，所述二 V型角顶间距为0-3mm，所述钢板一侧的一个V型角顶距离间距钢板该侧为1/3钢板厚度。8.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，控制新钢板镶嵌补入时的错边量在O?4mm，控制焊接线能量在15?40KJ/CM。9.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，在整个修复过程中，始终保持钢包口朝上的正常立位状态。10.如权利要求1或2所述一种大型冶金钢包修复方法，其特征在于，所述刚性定位用拘束构件二端分别是对称的三点受力，受力点在耳轴上方的包口法兰边，中间设计丝杆结构，以调节所述刚性定位用拘束构件长度。
【专利摘要】一种大型冶金钢包修复方法，包括下述步骤：(1)钢包筛选；（2）以待修钢包为中心搭设挖补法施工脚手架；（3）诊断并标记钢包受损或失效二片区域界面；（4）两端耳轴轴线设定位拘束杆，将耳轴及耳轴座受力区结构实施刚性拘束定位；（5）挖除受损或失效二片区域钢板，保留耳轴、耳轴座、包口法兰及其下法兰、加强筋结构和包底；（6）新钢板卷制压形及坡口加工，取代钢包挖除区域，分别组装及焊接；（7）去掉刚性拘束杆；（8）热处理消除焊接残余应力。根据本发明，可使濒临报废钢包起死回生，降本增效延寿，同时，本发明还有利于设备周转，稳产顺行。
【IPC分类】B22D41/00, B23P6/00
【公开号】CN104907759
【申请号】CN201410084431
【发明人】廖礼宝, 俞平, 伍春芳, 王秋蓉, 郭建华, 曾庆林, 张立华
【申请人】宝山钢铁股份有限公司, 上海宝冶工程技术有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年3月10日