耐高温挖斗的设计 耐高温挖斗的设计 （二号黑体，居中） (空四字，四号宋体)姓 名： 邓强 申报职业（工种）和等级： 焊工 技师 所在单位： 新余中冶环保有限公司 时 间： 2010年10月 耐高温挖斗的设计 摘要 该设计于2010年9月22日刚刚获得中华人民共和国国家知识产权局颁发证书和公告，公告号为：201588035U。 耐高温挖斗的原理就好比用铁锅烧水一样，水容易开而铁锅却不容易损坏。设计这种挖斗是为了在处理高温钢渣的高温环境下，能够保证挖斗的使用经济寿命。 该设计是参照现有在用的挖斗，对其做出相应的改进，使它能够适应在高温环境下作业。首先在挖斗的牙板上进行机加工（钻孔开槽等）；然后把两块加工过的12mm的钢板和6根大筋条，8根小筋条装配焊接在一起构成腹板。腹板的槽口与牙板上的孔是相通的从而成为一个水循环。考虑到要消耗大量的水，和尽量提高挖斗的作业率，还要再另外加上一个简易的水箱，以延长挖斗的工作时间。 关键词 耐高温 挖斗 钢渣 前言 国内一些大型钢厂当前采用的钢渣热焖技术，在处理钢渣过程中固体废弃物的回收率同比其它方法是遥遥领先的，为这些大型钢厂的可持续发展奠定了扎实的基础。 在处理钢渣的过程中，首先要把1000多度的高温液态钢渣倒入一个大池子里，然后再用挖机进行翻动。在这一过程中挖斗升温很快一下就变红了，工人必须不停的给挖斗降温，即使这样挖斗还是红的，很容易造成挖斗牙板变形，斗根变形，斗齿变形，严重影挖斗的使用效果和寿命。一个标准的，全新挖斗寿命最短5天，最长不会超过25天。例如某大型钢厂的钢渣处理车间目前有4台挖掘机在用，6个电焊工专门对挖斗24小时负责。电焊工的工作量非常大，一个月要对换下来的挖斗进行大修4台，平均一天要换4-6个变形斗齿，3天要换1个变形的斗根，几乎天天要对挖斗容易开裂的地方进行补焊。平均一个月要买进1.5台新的挖斗。 做为一名普通焊工有义不容辞的义务去干好本职工作，降低维修成本，和降低劳动强度为本公司创造最大的价值。我从去年10月份开始设计耐高温挖斗，希望能够运用在生产实际中，能够达到降成本，降低我们工人的劳动强度。当然这只是一项不成熟的技术，需要不断的改进。 正文 该挖斗主要对牙板和腹板做出改进，通过水循环使它不会产生局部高热，大部分热量能够通过水蒸气快速散发。因为挖斗不容易产生局部高热，所以焊缝不易产生裂纹，从而达到避免斗根脱落，挖斗开裂，牙板不会变形，能够大大降低技术工人的劳动强度，提高生产效率，提高设备的作业率，最终达到节约费用为公司创造价值。 1． 制作过程如下： （1） 腹板1的水道通过8个18mm的进水孔4和8个10mm的进水孔6沿着挖斗两侧板根部与附加水箱相通，孔洞6通利用一个标准挖斗进行改造。不使用特种钢材，牙板采用低合金钢Q345E ，厚度50MM就可以了。腹板采用相同的型号，厚度12MM的钢板。筋条采用Q456的钢材。附加水箱采用直径600MM*8MM1200MM的大水管一半就够了。其它部位不动留用。 （2） 附图1、附图2所示，在挖斗牙板2上与4个齿座3相对应的位置钻2个孔径为18mm的孔做为水道5，另外在齿座3与牙板2接触的位置再通过铣床，刨床对牙板进行加工，上下各挖5mm深的坑与2个孔洞6相通形成循环水道，使齿座3、牙板2保持一个相对稳定的低温状态。蓄水利用挖斗现有吊耳处形成的腔体再附加一个简易水箱，保证挖斗能够在高温下使用30分钟再补充一次水，过牙板2与齿座3连接处形成的缝隙7相通，缝隙7、孔洞6和水道5形成水循环，水道5与腹板1又形成水循环，腹板1两侧分别开有若干个进水孔4，进水孔4连接水箱。 附图1 附图2 （3） 腹板中间采用2种不同尺寸的筋条，把2块12MM的钢板通过锁底焊接紧紧联接在一起。筋条如附图3，4。 附图3大筋条 附图4小筋条 （4） 为了延长高温的工作时间，必须在挖斗的腹腔内侧附加一个简易的水箱，增加存水量与挖斗腹腔相通。长度以挖斗腹腔内侧长度为基准。 （5） 水道如附图1中所指，还是采用Q345的钢材，大小能够保证进出水的循环，初定为宽40MM，厚度为16MM，两个边倒角5MM*45度。长度根据现场实测。注水口直接在挖斗腹腔的上部开洞，方便在工作中边打水边作业。 2.如何实现水循环 该挖斗的水循环采用无压自然循环式。自然循环的锅炉当循环结构不合理或运行不当时，容易出现循环停滞，循环倒流，汽水分层，下降管带汽等故障。为了避免这类问题的发生，耐高温挖斗的注水口与耐高温挖斗的腹腔，简易水箱直接相通，在简易水箱的最右侧下角处开口做为下降管的入口，开口为直径25mm，采用25mm的水管与腹板相通。沿着水管外再盖一块8mm的钢板,用来减缓水管温度的上升速度,避免产生汽塞。上升管在挖斗左侧下角，在腹板和简易水箱之间不使用水管，直接在挖斗左侧边的下角（见附图1在腹板左侧进水孔4）上盖一块钢板形成一条水道。该水道下面与腹板相通，上与简易水箱相通；因为该水道是起上升管的作用，所以它的出口要比下降管高，在这里把该出口设在挖斗的腹腔最高点。 3． 耐高温挖斗的焊接工艺 （1）耐高温挖斗的牙板和腹板的焊接采用TIG打底焊接和二氧化碳气体保护焊进行盖面焊接。TIG焊丝采用牌号:H08CrMoHIC ER80s-B2 直径2mm；实心焊丝；气体流量8L/mm；喷嘴孔径8mm;采用铈钨极，直径为2.5mm,直流电，电流为100~200A。二氧化碳气体保护焊焊丝采用牌号：ER50-6 , 直径1.2mm;电流为60A，电压为20~30V。 打底焊接前一定清除油污和焊渣，保证没有过大的风，以确保焊接质量，并对焊道用割刀进行火焰加热，加热温度为100~150度。焊道坡口形式如图： 坡口的钝边p和根部间隙b都加工成3mm。 （2）耐高温挖斗的腹板全部采用二氧化碳气体保护焊。因为采用锁底装配所以不需要用TIG打底焊。定位焊后，应按照由内到外的焊接顺序进行。正面和反面同时进行。焊接前一定要注意清渣和清除油污等脏东西，保证腹板夹层水道畅通。 参考文献 （1） 于绶章 马安禧 李民庆等.《材料力学》上
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