熱風爐爐殼焊接過程控制

王仿 王振 李艷艷

摘 要：熱風爐在高溫下工作并承受一定的壓力，因此熱風爐爐殼的焊接質量直接影響著熱風爐的安全使用和節能高效。因此在熱風爐的建造過程中，焊接制作是保證熱風爐質量的關鍵。

關鍵詞：熱風爐；氣電立焊；自動橫焊；焊接質量

安鋼集團公司工程技術分公司根據總公司承接1#高爐的四座熱風爐的拆除重建。熱風爐的生產過程中不斷承受高溫以及一定壓力，因此爐殼的質量直接影響到熱風爐的使用壽命。

1 爐殼的制作工藝

（1）爐殼的卷制。熱風爐從上至下共分為20帶，每帶高度為1～2.5米，同時每帶爐殼又分四片進行制作。先檢查原材料，測量沒快鋼板的厚度和尺寸是否符合要求并附有材質證明。合格后根據圖紙進行切割下料，然后進行二次檢查，測量下料尺寸是否在允許誤差范圍內。合格后按照排版圖順序用輥床壓成弧形并用事先準備好的樣板檢測弧度是否合格。要求爐皮不貼合度小于1mm；輥壓符合要求后，加臨時角鋼支撐防止弧形板變形，進行二次號料并切去加工余量。根據圖紙要求進行邊緣處焊縫坡口加工。坡口制作采用半自動切割機切割或刨邊機加工，要求坡口內壁光滑，寬窄均勻，切割損傷位置補焊后用磨光機打磨干凈。

（2）爐殼組裝。爐殼分帶分片制作完后，設置組裝平臺并用水平儀驚醒抄平。爐殼在組裝平臺上按照從下網上的順序一帶一帶進行組裝。在組裝中要注意以下幾點：1）接頭處的錯邊量，允許偏差±2mm；2）接頭處的曲率半徑，用樣板檢測必須合格；3）爐體母線垂直度，允許偏差小于本帶爐體高度的1/1000。

組裝完成后的爐殼需焊接內襯板進行固定，并用工字鋼分上下兩層按三角形對單塊爐殼內表面進行拉結加固防止變形；組裝不符合要求的進行火焰矯正或是重新輥壓處理。必要時可使用倒鏈等工具進行拉壓。組裝合格的爐體上標注上0?、90?、180?、270?分度垂直素線作為現場安裝的就位標記。

2 爐殼焊接工藝

（1）焊接方法及焊接材料。爐殼制作的主要焊縫類型、擬采用的焊接方法及焊接材料選用如下表：

（2）焊前準備。1）焊接工作由持有相應項目、并在有效期限內的焊工合格證的焊工承擔。焊接爐殼的焊工上場前必須通過焊接模擬考試；2）焊前進行技術和安全交底；3）焊前，焊縫坡口及附近50mm范圍內清除凈油、銹等污物；4）對接焊縫焊前設置引弧板、熄弧板，其材質、板厚、坡口型式等同正式焊縫。手工電弧焊及CO2氣保焊的引出長度不少于60mm；自動焊引出長度不少于100mm；5）定位焊采用手工電弧焊或CO2氣保焊，焊接要求同正式焊接。定位焊應牢固可靠，定位焊不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷；6）組裝時，應將待焊工件墊置牢固，以防止在焊接和熱處理過程中產生變形和附加應力；7）施焊前，復查組裝質量、定位焊質量和焊接部位的清理情況，如不符合要求，修正合格后方可施焊。

（3）焊前檢查。焊前對坡口精度（間隙、錯邊）、坡口清潔度、焊工合格證、焊材、預熱溫度、施焊環境、焊接工裝設備進行檢查，不符合規定的必須整改，不得施焊。

（4）焊接過程。上下兩帶爐殼安裝就位并經測量合格后方可焊接。

堆焊：對于坡口間隙過大的部位，正式開焊前先進行局部堆焊，以減小應力，防止裂紋的產生。

由6～8名焊工均勻分布于圓周上，同時同向對稱分段退焊。采用多層多道焊。

內側焊完后，外側清根，再焊外側。

在必要時進行預熱以防止焊接裂紋產生，預熱采用智能溫控電加熱設備進行。在一切焊前準備就緒，電焊固定后，并將電加熱器固定在焊縫兩側，啟動電加熱器對焊縫坡口及其兩側進行預熱，以減緩焊縫區域的溫度梯度。

（5）焊后檢查矯正。焊縫質量檢驗按《冶金機械設備安裝工程施工及驗收規范—煉鐵設備》YBJ208-85及《鋼制壓力容器》GB150-1998進行，低碳鋼焊接完畢冷卻后即可進行外觀檢查。低合金鋼焊縫焊接完畢24h后方可進行外觀檢查。對接焊縫的外觀質量檢查應符合圖紙的設計要求。角焊縫的焊角高度應符合設計文件的規定，其外形應平緩過渡，表面不得有裂縫、氣孔、夾渣等缺陷，咬邊深度不得大于0.5mm。

焊接完成后，針對局部變形較大，橢圓度超標的地方采用火焰加熱進行矯正，根據壓成后的曲率與實際需要的曲率差距的大小，決定烘烤的部位、長度、寬度等。同時要再次檢查爐殼的母線垂直度是否符合要求。

3 無損檢測

無損檢測在外觀檢測合格后并且在焊后24小時后進行。按照要求進行100%超聲波無損檢測，對不合格的部位進行返修，并在返修后重新進行檢測。超過兩次返修而檢測不合格的焊縫需切割掉重新進行組裝焊接。

4 爐殼逐帶安裝

根據每代爐殼組裝后標記的方位（0?、90?、180?、270?）確定爐殼的放置位置，并進行找平、對照中心等。合格后進行焊接，焊前準備和焊前檢查等依據上述要求進行。焊接完成后進行對其安裝中心、標高、變形量等進行檢查，對存在的焊接變形采取火焰加熱進行處理并在24小時后進行超聲波無損檢測，嚴格確保每一帶爐殼的安裝質量。

5 結語

按上述工藝進行熱風爐爐殼的輥制、組對、焊接、檢查后，整個熱風爐的爐殼表面變形、截面圓度以及每帶爐殼的同心度等都符合驗收要求。為保證熱風爐的安全使用做好了良好的基礎，為生產的節能高效盡我們的一份力。

參考文獻：

[1]鋼結構設計規范（GB50017-2003）[S].

[2]鋼結構工程施工質量驗收規范（GB50205-2001）[S].

[3]鋼制壓力容器焊接規范（JBT4709-2007）[S].

[4]冶金機械設備安裝工程施工及驗收規范—煉鐵設備（YBJ208-85）[S].

[5]鋼制壓力容器（GB150-1998）[S].