一种炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装

1.一种炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装（2）包括底座（2-1）、大法兰卡盘（2-2）、工件支撑机构、小法兰定位机构（2-3）、球头定位座（2-4）和球头定位座调整机构（2-5）；所述底座（2-1）固定在水平面上，在底座（2-1）前端固定安装大法兰卡盘（2-2），在底座（2-1）中后部配装球头定位座调整机构（2-5）；所述球头定位座调整机构（2-5）上面配装球头定位座（2-4）；所述球头定位座（2-4）与组焊工件的热风出口（1-4）相匹配；所述工件支撑机构安装在底座（2-1）上；所述小法兰定位机构（2-3）底部与底座（2-1）配装，上部与组焊工件的小法兰（1-8）及喷煤枪套管（1-9）配装。
2.根据权利要求1所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述球头定位座调整机构（2-5）包括操作手柄（2-5-3）、丝杠螺母传动组件（2-5-1）、滑动座（2-5-2）和球头定位座支架（2-5-4）；所述操作手柄（2-5-3）安装在丝杠螺母传动组件（2-5-1）中丝杠的后端；所述丝杠螺母传动组件（2-5-1）中螺母与滑动座（2-5-2）固定装配；所述滑动座（2-5-2）上面安装球头定位座支架（2-5-4）；在球头定位座支架（2-5-4）上装配球头定位座（2-4）。
3.根据权利要求2所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述丝杠螺母传动组件（2-5-1）设有锁止元件（2-5-5），所述锁止元件（2-5-5）安装在丝杠上，位于操作手柄（2-5-3）的内侧。
4.根据权利要求2或3所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述滑动座（2-5-2）上设置第一T型导轨槽（2-5-6），在所述第一T型导轨槽（2-5-6）两侧标识长度尺寸刻度。
5.根据权利要求4所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述球头定位座（2-4）前端面为与组焊工件热风出口匹配的限位平面（2-4-1），在球头定位座后端面配装异形锁止螺母（2-4-2）。
6.根据权利要求5所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述小法兰定位机构（2-3）由喷煤枪套管定位杆（2-3-1）、小法兰定位板组件（2-3-2）、角度调整杆（2-3-3）和小法兰定位环支撑杆（2-3-4）组成；所述小法兰定位板组件（2-3-2）上端与喷煤枪套管定位杆（2-3-1）装配，下端与角度调整杆（2-3-3）前端配装；所述角度调整杆（2-3-3）后端与小法兰定位环支撑杆（2-3-4）铰接装配；所述小法兰定位环支撑杆（2-3-4）下端通过球头T型定位螺钉（2-3-5）及定位板（2-3-6）与球头定位座调整机构（2-5）中滑动座（2-5-2）的第一T型导轨槽（2-5-6）装配，所述小法兰定位环支撑杆（2-3-4）上端与喷煤枪套管定位杆（2-3-1）配装。
7.根据权利要求6所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述小法兰定位机构（2-3）对称布置在底座前后方向中心轴线的两侧，分别用于对组焊工件两种对称装夹位置的定位。
8.根据权利要求7所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述工件支撑机构包括可实现前后位置调整的第一支撑组件（2-6）和固定装配的第二支撑组件（2-
7），所述第一支撑组件（2-6）中还设有高度调节元件。
9.根据权利要求8所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述底座（2-1）前部设有第二T型导轨槽（2-1-1），所述第二T型导轨槽（2-1-1）上设置与小法兰定位机构（2-3）配合的压块（2-1-2），所述压块（2-1-2）通过球头T型定位螺钉与第二T型导轨槽（2-1-1）配装。
10.根据权利要求9所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，其特征是，所述底座（2-1）后部设有与球头定位座调整机构（2-5）中滑动座（2-5-2）及第二支撑组件（2-7）配合的导向槽（2-1-3），在底座（2-1）后部两侧标识长度尺寸刻度（2-1-4）。

一种炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种金属制件组焊工艺工装，尤其是一种适用于炼铁高炉送风系统直吹管的组装焊接工艺工装，属于钢铁冶炼技术领域。\n背景技术\n[0002] 直吹管是炼铁高炉送风系统中的重要部件,其功能是将热风炉加热至1200—1350℃的热空气送入炼铁高炉中。例如附图1所示的一种炼铁高炉送风直吹管1，其前端为与送风弯头相连的大法兰1-1，后端为一圆球缺形状的热风出口1-4，大法兰1-1与热风出口1-4之间为直吹管本体1-2；所述直吹管本体1-2外壁为锥形体钢结构，在锥形体钢结构内衬耐火材料1-5形成送风通孔1-6，在直吹管本体1-2外壁上还设有喷煤枪包1-3，所述喷煤枪包\n1-3内套装喷煤枪套管1-9，所述喷煤枪套管1-9前端的小法兰1-8与喷煤枪相连接，后端与内衬耐火材料形成的高温喷煤通孔1-7连接；所述高温喷煤通孔1-7与直吹管送风通孔1-6终端相通，高温喷煤通孔1-7与直吹管送风通孔1-6中心轴线夹角α一般在10度左右。\n[0003] 炼铁高炉送风直吹管1通过组焊工艺将大法兰1-1、热风出口1-4、直吹管本体1-2、喷煤枪包1-3及喷煤枪套管1-9固定连接在一起。当炼铁高炉送风直吹管1处于工作状态时，喷煤枪通过高温喷煤通孔1-7将高温煤粉喷入炼铁高炉的炉腔中，高温煤粉在直吹管的送风通孔1-6中心轴线与高温喷煤通孔1-7中心轴线交汇处燃烧，因此在送风通孔1-6中心轴线与高温喷煤通孔1-7中心轴线交汇处形成高温燃烧点R。为满足高炉炼铁工艺对高温燃烧点R位置要求，延长炼铁高炉送风直吹管的使用寿命，在炼铁高炉送风直吹管1组焊过程中，必须对小法兰盘面与直吹管本体中心轴距h1、小法兰盘面与大法兰盘面距离h2及喷煤枪套管1-9倾斜角度(即高温喷煤通孔1-7与直吹管送风通孔1-6中心轴线夹角α)等关键尺寸严格控制。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于针对炼铁高炉送风直吹管的组焊问题，提供一种通用性能良好，既可提高焊装工作效率，又能满足产品一致性要求的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装。\n[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：\n[0006] 一种炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，包括底座、大法兰卡盘、工件支撑机构、小法兰定位机构、球头定位座和球头定位座调整机构；所述底座固定在水平面上，在底座前端固定安装大法兰卡盘，在底座中后部配装球头定位座调整机构；所述球头定位座调整机构上面配装球头定位座；所述球头定位座与组焊工件的热风出口相匹配；所述工件支撑机构安装在底座上；所述小法兰定位机构底部与底座配装，上部与组焊工件的小法兰及喷煤枪套管配装。\n[0007] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述球头定位座调整机构包括操作手柄、丝杠螺母传动组件、滑动座和球头定位座支架；所述操作手柄安装在丝杠螺母传动组件中丝杠的后端；所述丝杠螺母传动组件中螺母与滑动座固定装配；所述滑动座上面安装球头定位座支架；在球头定位座支架上装配球头定位座。\n[0008] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述丝杠螺母传动组件设有锁止元件，所述锁止元件安装在丝杠上，位于操作手柄的内侧。\n[0009] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述滑动座上设置第一T型导轨槽，在所述第一T型导轨槽两侧标识长度尺寸刻度。\n[0010] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述球头定位座前端面为与组焊工件热风出口匹配的限位平面，在球头定位座后端面配装异形锁止螺母。\n[0011] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述小法兰定位机构由喷煤枪套管定位杆、小法兰定位板组件、角度调整杆和小法兰定位环支撑杆组成；所述小法兰定位板组件上端与喷煤枪套管定位杆装配，下端与角度调整杆前端配装；所述角度调整杆后端与小法兰定位环支撑杆铰接装配；所述小法兰定位环支撑杆下端通过球头T型定位螺钉及定位板与球头定位座调整机构中滑动座的第一T型导轨槽装配，所述小法兰定位环支撑杆上端与喷煤枪套管定位杆配装。\n[0012] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述小法兰定位机构对称布置在底座前后方向中心轴线的两侧，分别用于对组焊工件两种对称装夹位置的定位。\n[0013] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述工件支撑机构包括可实现前后位置调整的第一支撑组件和固定装配的第二支撑组件，所述第一支撑组件中还设有高度调节元件。\n[0014] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述底座前部设有第二T型导轨槽，所述第二T型导轨槽上设置与小法兰定位机构配合的压块，所述压块通过球头T型定位螺钉与第二T型导轨槽配装。\n[0015] 上述炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，所述底座后部设有与球头定位座调整机构中滑动座及第二支撑组件配合的导向槽，在底座后部两侧标识长度尺寸刻度。\n[0016] 本发明所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装通过底座、大法兰卡盘、工件支撑机构、小法兰定位机构、球头定位座和球头定位座调整机构的配合，实现了对组焊工件小法兰盘面与直吹管本体中心轴距h1、小法兰盘面与大法兰盘面距离h2及喷煤枪角度α的严格控制，不仅满足了高炉炼铁工艺对高温燃烧点R位置要求，延长炼铁高炉送风直吹管的使用寿命，而且提高了焊装作业的工作效率，保证了产品的一致性。\n附图说明\n[0017] 图1是炼铁高炉送风直吹管结构示意图；\n[0018] 图2是炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装结构示意图；\n[0019] 图3是图2的俯视图；\n[0020] 图4是底座结构示意图；\n[0021] 图5是球头定位座及球头定位座调整机构示意图；\n[0022] 图6是图5的俯视图；\n[0023] 图7是小法兰定位机构示意图；\n[0024] 图8是图7中A-A剖面结构示意图；\n[0025] 图9是炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装工作状态示意图。\n[0026] 图中各标号清单为：1、炼铁高炉送风直吹管，1-1、大法兰，1-2、直吹管本体，1-3、喷煤枪包，1-4、热风出口，1-5、耐火材料，1-6、送风通孔，1-7、辐射通孔，1-8、小法兰，1-9、喷煤枪套管，2、炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装，2-1、底座，2-1-1、第二T型导轨槽，\n2-1-2、压块，2-1-3、导向槽，2-1-4、长度尺寸刻度，2-2、大法兰卡盘，2-3、小法兰定位机构，\n2-3-1、喷煤枪套管定位杆，2-3-2、小法兰定位板组件，2-3-3、角度调整杆，2-3-4、小法兰定位环支撑杆，2-3-5、球头T型定位螺钉，2-3-6、定位板，2-4、球头定位座，2-4-1、限位平面，\n2-4-2、异形锁止螺母，2-5、球头定位座调整机构，2-5-1、丝杠螺母传动组件，2-5-2、滑动座，2-5-3、操作手柄，2-5-4、球头定位座支架，2-5-5、锁止元件，2-5-6、第一T型导轨槽，2-\n6、第一支撑组件，2-7、第二支撑组件。\n具体实施方式\n[0027] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，在本发明的实施例中所提到的“前”、“后”等方位词，与附图2中所标识的前、后方向一致。\n[0028] 下面结合附图对本发明作进一步说明。\n[0029] 参看图2、图3，本发明所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装2包括底座2-\n1、大法兰卡盘2-2、工件支撑机构、小法兰定位机构2-3、球头定位座2-4和球头定位座调整机构2-5；所述底座2-1固定在水平面上，在底座2-1前端固定安装大法兰卡盘2-2，在底座2-\n1中后部配装球头定位座调整机构2-5；所述球头定位座调整机构2-5上面配装球头定位座\n2-4；所述球头定位座2-4与组焊工件的热风出口1-4相匹配；所述工件支撑机构包括可实现前后位置调整的第一支撑组件2-6和固定装配的第二支撑组件2-7，所述第一支撑组件2-6中还设有高度调节元件；所述小法兰定位机构2-3底部与底座2-1配装，上部与组焊工件的小法兰1-8及喷煤枪套管1-9配装。\n[0030] 参看图2、图3、图5、图6，在本发明所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装2中，所述球头定位座调整机构2-5包括操作手柄2-5-3、丝杠螺母传动组件2-5-1、滑动座2-\n5-2和球头定位座支架2-5-4；所述操作手柄2-5-3安装在丝杠螺母传动组件2-5-1中丝杠的后端；所述丝杠螺母传动组件2-5-1中螺母与滑动座2-5-2固定装配，在丝杠螺母传动组件\n2-5-1中设有锁止元件2-5-5，所述锁止元件2-5-5安装在丝杠上，位于操作手柄2-5-3的内侧；所述滑动座2-5-2上面安装球头定位座支架2-5-4，在滑动座2-5-2上设置第一T型导轨槽2-5-6，在所述第一T型导轨槽2-5-6两侧标识长度尺寸刻度；在球头定位座支架2-5-4上装配球头定位座2-4；所述球头定位座2-4前端面为与组焊工件热风出口匹配的限位平面2-\n4-1，在球头定位座后端面配装异形锁止螺母2-4-2。\n[0031] 参看图2、图3、图7、图8，在本发明所述的所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装2中，所述小法兰定位机构2-3由喷煤枪套管定位杆2-3-1、小法兰定位板组件2-3-2、角度调整杆2-3-3和小法兰定位环支撑杆2-3-4组成；所述小法兰定位板组件2-3-2上端与喷煤枪套管定位杆2-3-1装配，下端与角度调整杆2-3-3前端配装；所述角度调整杆2-3-3后端与小法兰定位环支撑杆2-3-4铰接装配；所述小法兰定位环支撑杆2-3-4下端通过球头T型定位螺钉2-3-5及定位板2-3-6与球头定位座调整机构2-5中滑动座2-5-2的第一T型导轨槽2-5-6装配，所述小法兰定位环支撑杆2-3-4上端与喷煤枪套管定位杆2-3-1配装；作为本发明的优选实施例，所述小法兰定位机构2-3对称布置在底座前后方向中心轴线的两侧，分别用于对组焊工件两种对称装夹位置的定位，具体操作方法为：首先通过一侧布置的小法兰定位机构2-3对喷煤枪包定位后完成一侧焊缝的焊接作业，然后重新装夹工件，由另一侧布置的小法兰定位机构2-3对喷煤枪包定位后完成另一侧焊缝的焊接作业。\n[0032] 参看图2、图3、图4，在本发明所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装2中，所述底座2-1前部设有第二T型导轨槽2-1-1，所述第二T型导轨槽2-1-1上设置与小法兰定位机构2-3配合的压块2-1-2，所述压块2-1-2通过球头T型定位螺钉与第二T型导轨槽2-1-1配装；在底座2-1后部设有与球头定位座调整机构2-5中滑动座2-5-2及第二支撑组件2-7配合的导向槽2-1-3，在底座2-1后部两侧标识长度尺寸刻度2-1-4。\n[0033] 参看图9，本发明所述的炼铁高炉送风直吹管组装焊接工艺工装2，在对炼铁高炉送风直吹管1组焊时，首先通过球头定位座调整机构2-5调节球头定位座2-4的前后位置，使球头定位座2-4前端限位平面2-4-1与大法兰卡盘2-2限位平面之间距离与炼铁高炉送风直吹管1总体长度L相匹配，利用球头定位座2-4上异形锁止螺母2-4-2紧固球头定位座2-4；将工件大法兰1-1装卡在大法兰卡盘2-2上，锁紧大法兰卡盘机构；将直吹管本体1-2与热风出口1-4卡接后放置在工件支撑机构上，再通过球头定位座调整机构2-5调节球头定位座2-4前后位置，使球头定位座前端限位平面2-4-1与大法兰卡盘限位平面之间距离等于炼铁高炉送风直吹管总体长度L，利用球头定位座调整机构2-5中丝杠螺母传动组件2-5-1的锁止元件2-5-5锁止球头定位座调整机构2-5；将球头T形定位螺钉2-3-5及定位板2-3-6按照组焊工件图纸的尺寸要求，固定在球头定位座调整机构2-5滑动座2-5-2的第一T型导轨槽2-\n5-6中，然后调整小法兰定位机构2-3的位置，使组焊工件小法兰盘面与直吹管本体中心轴距h1、小法兰盘面与大法兰盘面距离h2及喷煤枪角度α满足图纸的设计要求后，通过底座2-\n1上设置的一组压块2-1-2将小法兰定位机构2-3固定；将组焊工件的小法兰1-8固定在小法兰定位板组件2-3-2上，然后将套装了喷煤枪套管1-9的喷煤枪套管定位杆2-3-1穿过小法兰定位环插入小法兰1-8的中心孔中，至此完成组焊工件的夹紧和定位作业。