冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱制造方法 【技术领域】
本发明涉及冷却喷箱制造领域，特别是涉及一种冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱的制造方法。
背景技术
冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱为引进的进口设备，国内第一次制造，世界第二套，毫无可借鉴技术经验。图纸由国外DREVER公司设计，喷箱的制造难度大，主要反映在以下方面：1.主要有t＝2和t＝4的不锈钢板组成；2.焊缝多、长且集中；3.结构稳定性差：喷嘴板装配时采用28根螺杆连接紧固；4.精度要求高：喷嘴长度为2008mm，要求平面度±1.5mm，垂直度±1mm；在宽度5148mm方向有50条长约1.3m的焊缝，因为焊缝相对比较集中，变形和收缩极难控制，而且要求喷箱整体2008mm×5148mm平面度控制精度保证在5mm以内。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：提供一种方法，以便能够制造出冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案，其步骤包括：
第一步，零件下料：所有的零件均采用激光下料；
第二步，喷嘴装配：采用预先设计的胎膜进行喷嘴的安装；
第三步，喷箱的整体组装：先按照平台图纸制作平台，达到技术要求，然后在平台上进行喷箱的整体装配；
第四步，焊接：喷箱整体装配完成之后，对喷箱的焊缝进行焊接，焊接过程中采用跳焊的方式防止焊接变形；
第五步，喷箱的包装框架制作和装配：在喷箱外增加支撑架，以防止喷箱在吊装和运输过程发生变相和意外，增强喷箱的刚性；
经过上述步骤，制成冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱。
本发明提供的方法具有以下的主要优点：
由于冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱(简称喷箱)结构形式复杂、体积庞大、制造精度要求极高，且全部采用不锈钢薄板箱形结构，因此在零件下料、成型，尺寸精度控制、焊接工艺、装配工艺、包装运输工艺等方面均做了改进，既能控制零件的精度、焊接气密结构和焊接变形，又削减了零部件的尺寸误差，确保了批量生产条件下的设备精度以及设备运输和吊装的稳定性、可靠性。该制作方法可重复性强，在保证质量的同时，可以更好的提高制作速度。
【附图说明】
图1是冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱的结构示意图。
图2是喷嘴安装胎膜。
图3是图2的左视图。
图4是喷箱的整体安装平台。
图5是喷箱的焊接顺序示意图。
图6是喷箱裸体的结构示意图。
图7是喷箱外包装框架的结构示意图。
图8是图7的左视图。
图9是图7的俯视图。
图中：1.外侧板；2.中间隔板；3.折边线；4.边侧板；5.定位销；6.第一模具；7.第二模具；8.第一定位板；9.第二定位板；10.第一定位槽钢；11.第二定位槽钢；12.定位支撑；13.第三定位槽钢；14.槽钢支撑；15.第三定位板；16.喷嘴板；17.侧边焊缝。
【具体实施方式】
本发明提供了冷轧立式连退机组退火炉快速冷却喷箱的制造方法，该喷箱为引进的进口设备，其结构如图1至图9所示：主要包括外侧板1、中间隔板2、边侧板4、喷嘴板16、定位部件和底板。其中：中间隔板、边侧板、喷嘴板、底板由薄钢板焊接而成，并且喷嘴板装配时采用28根螺杆连接。折边线3在激光下料时采用激光喷出，保证折边时误差减小。定位销5、第一模具6、第二模具7、第一定位板8、第二定位板9构成组装喷嘴板时的胎具，保证喷箱的喷嘴组装是尺寸精确，而且采用该胎具制作，重复性强，并且效率高。第一定位槽钢10、第二定位槽钢11、定位支撑12、第三定位槽钢13、槽钢支撑14和第三定位板15构成喷箱的整体组装胎具，可以保证组装时尺寸精确，并且具有重复使用性，为后续的同种喷箱生产提供基础。编号17是侧边焊缝。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
在首钢的快冷段喷箱的制作中，因为是首次制作，遇到了前所未有的困难，在尺寸的精度控制方面，难以达到客户的要求，全体制作员工在制作的同时，经过反复的设想和实验验证，找到了一套行之有效的方法。该制作方法包括零件下料、尺寸精度控制、喷嘴板的安装、喷箱的整体组装、喷箱的包装。
1.零件下料：
如图1所示：喷箱外侧板1、中间隔板2、边侧板4、定位板、顶板、底板和喷嘴钢板采用激光切割、钻孔，并且切割前用激光喷出折弯线；闭板与中间隔板采用等离子切割，保证下料精度，激光下料线长约t＝2mm不锈钢板5600m，t＝4不锈钢板1800m，t＝6不锈钢板430m。采用激光下料，精度高，而且可以很好的保证下料的变形度，为装配和后续的焊接提供了良好的先前条件。
2.尺寸精度控制：
因为钢板薄，极易变形，难以控制尺寸，所以隔板、顶板、底板及喷嘴钢板采用数控折边，保证折边成型的尺寸精度，为后期加工做准备。解决该问题的方法如下：在采用激光下料时，先在钢板的表面用激光喷出两条折边线，折边时按照折边下料，可以保证在折边成型时，误差控制在0.3mm～0.5mm。为在大量的折边工序中，提供了高质量的成型保证。其中t＝2mm不锈钢板数控折边2710次，t＝4mm不锈钢板数控折边24次。
3.装配：
为了确保装配精度，设计了特殊的工装模具，并且制定合理的装配顺序，削减了零部件的尺寸误差。喷嘴装配采用预先设计的胎膜进行喷嘴的安装，具体如下：
(1)喷嘴板的拼装：
采用脱模方式，具体工序如下：
a.先进行胎膜的制作，胎具所有的零件均采用激光切割，按照工艺图拼装时采用氩弧焊点焊。
b.安装平台测平，要求平台平面度≤1mm
c.在平台上放出大样，按照工艺图焊接4件16号工字钢，并且调整垂直度
d.在所述工字钢上点焊定位板，要求间距大于80mm，便于拿去胎具
e.将装配胎具与定位板用∮20圆钢定位，调整4件装配胎具在统一平面，用垂线调整半圆孔位，调整完成后固定定位销，将4组装配胎定位(图2和图3)。
f.上述工序完成后，开始对单个喷嘴进行拼装(中间钢板和隔板的安装)。
(2)喷箱整体的装配(图4)：
装配时采用组合高低平台进行安装，即：首先制作组合平台，制作过程同胎膜制作。安装过程的定位基准附图说明。在喷箱地喷嘴装配过程采用喷嘴板整体吊装的方式，及在安装平台放大样，放出喷箱装配中心线，按照装配中心线来装配隔板和喷嘴板。具体步骤如下：
a.按照平台将平台测平，平面度2mm；
b.在平台边缘处立起一根20号槽钢，然后按照工艺图纸装焊；
c.先以所述槽钢侧面为基准投影至平台形成一条直线，再以该直线为基准画出大样，对角线≤1mm，然后画出喷箱的中心线；
d.在装配过程中因为喷箱的整体稳定性能不高，仅采用28根螺杆与螺母连接，为提高喷箱的稳定性，在装配过程中使用了一些卡具。
4.焊接(图5)：
喷箱装配检查全部合格后进行焊接，因为焊缝比较集中，并且焊缝长度比较长，为防止喷箱在焊接过程中发生变形，在焊接过程中采用了跳焊的方式进行焊接，并且使用两个人同时施工，一个人一边，从中间到两边同时施焊。以喷箱底部往上第十二个喷嘴处为起点往底部跳跃焊接(焊接次序附图说明)。焊接单条喷嘴时采用由下往上的间段焊接，然后补焊中间，完成连续气密焊缝。
焊接工序如下：
(1)因为喷箱为对称结构，两边的焊缝对称，因为整个喷箱全部的喷嘴板全部采用焊接而成，所以如果在制作时，采用直接焊接的方式制作，会导致成型后的喷箱平面度和垂直度都无法达到要求，而且喷嘴的平面度超差。所有在焊接时采用对称焊接、跳跃焊接和间断焊接的方式结合进行，可以很好的保证焊接质量。
(2)对称焊接：即为在喷箱的两边两个人同时施焊，这样可以保证两边的收缩量一致。
(3)跳跃焊接：即上图所示的喷缝，由中间往两边焊接，如上图焊接方向。而且焊接时，焊接顺序为12、16、10、18、8………(数字代表焊缝)，这样的焊接方式可以保证焊接时的收缩一致，且不会产生应力集中。
(4)间断焊接：图5所示的侧边焊接方式采用的间断焊接，因为焊缝比较长，如果一次性焊接完成，会产生较大的变形。采用间断焊接然后在补焊的方式焊接，可以使得焊接时变形量减小。具体的实施方式为先焊接上面，再焊接下面，然后对中间进行补充焊接。使其满焊。同时采用的是对称焊接。
5.喷箱吊装：
图6：喷箱的裸体结构，未加任何保护结构框架，因为喷箱全部采用薄板焊接制作而成，所有整体强度不高，而且在运输和起吊时容易产生变形，从而影响喷箱的质量。
为了防止喷箱在吊装运输过程中发生变形，在喷箱的外部增加一个包装框架(支撑架)。该框架的作用是：第一，增加了喷箱的稳定性；第二，保护喷嘴板在吊装和运输过程中不受伤害；第三，方便喷箱的制造运输和吊装。
在喷箱外增加支撑架的方法是：
(1)在喷箱外部加一个采用角钢L80x80x6做成的框架；
(2)将喷箱安放在框架中间，吊装时不直接接触喷箱，可以保证喷箱在吊装过程中不变形。