4000m3特大型高爐風口法蘭焊接和熱處理工藝

包頭職業技術學院（內蒙古 014035）生利英

在高爐工程安裝施工中，送風裝置是高爐能否正常運轉和保持生產高效的關鍵部位，而風口法蘭安裝的精度直接影響著送風裝置的功能。可以說高爐工程中風口法蘭安裝關系著整個高爐的使用情況，如偏差超限過大，將會影響高爐內設計預想的供風及燃燒狀況，造成高爐煉鐵利用系數下降，降低高爐的使用壽命。本文介紹4000m3特大型高爐如何在保證質量前提下快速的進行風口法蘭安裝。

1.風口法蘭裝配

風口段整帶組裝后，在風口帶上放好風口孔的切割線、檢查線、四芯標記，如圖1所示。

圖1 風口孔劃線定位圖

風口法蘭準備好后，裝配于爐殼上，并完成定位焊，如圖2所示。裝配按照法蘭四芯與爐壁四芯標記對齊，并在風口法蘭上等分16點，分別測量法蘭內壁到爐殼內壁的距離，風口法蘭檢查線到爐殼外壁的距離，調整風口法蘭到正確位置。

風口法蘭裝配后，按圖3檢查以下項目：

第一，全部風口法蘭中心線水平度：使用水準儀測量。

圖2 風口法蘭裝配

圖3 風口法蘭檢查指標

第二，風口法蘭中心線標高：使用水準儀測量。

第三，風口法蘭中心線角度：用鋼卷尺和全站儀測量。

第四，風口法蘭中心線夾角：使用鋼卷尺測量。

第五，風口法蘭伸出爐殼表面距離：使用鋼板尺測量。

第六，風口法蘭傾斜檢查如圖3中L1與L2之差≤2mm。

風口法蘭檢查符合要求后進行焊接。

2.風口法蘭與爐殼的焊接工藝

（1）焊接方法及焊材 風口法蘭與爐殼焊接采用CO2氣體保護焊，焊接材料為ER50－6。

（2）坡口形式 風口法蘭與爐殼焊接坡口形式和尺寸如圖4所示。

圖4 風口法蘭與爐殼焊接坡口形式

（3）風口定位焊接 每個風口在找正完畢后先里面焊接8個點（沿圓周均勻布置），每個點長度約50mm，做好風口法蘭焊接前的定位，如圖5所示。

圖5 風口段焊接狀態

（4）焊接順序 按照高爐的風口個數(4000m3高爐為38個)，首先是在爐殼上兩對稱法蘭同時施焊，即同時對五個風口進行焊接（這五個風口沿圓周均勻布置）。每個風口均先焊接大坡口側4～5層，后對小坡口側進行氣刨清根并打磨光亮，再對小坡口側焊接3～4層，然后又對大坡口側施焊到焊滿。每焊接一層都必須對焊縫及坡口進行打磨光亮后才繼續施焊，并對焊接過程中的缺陷進行檢查和修補。施焊時不允許間斷，對每條焊縫應連續焊完。每個風口安排兩位焊工同時分道、分層施焊，如圖6所示。

圖6 焊接順序

（5）焊接參數 根據焊接工藝評定確定焊接參數，如附表所示。

焊接參數

（6）消氫處理 利用預熱設備進行消氫處理。焊完后，立即升溫到250℃，恒溫2.5～3h，然后緩冷。焊接完成的風口帶，再次組裝成整圈。重新檢查各項尺寸偏差，檢查合格的爐殼進行整體熱處理。

3.焊后熱處理工藝

由于風口段板厚較大（100mm），一周還焊裝38個風口大套，使風口法蘭焊接殘余應力很大，因此焊接完成后要采用爐內熱處理。熱處理工藝如圖7所示。

圖7 熱處理工藝

入爐時爐內溫度≤400℃，400℃以前可以自由升溫。當溫度升至400℃后，升溫速度≤55℃/h，最小可為50℃/h。升溫時加熱區內任意位置的溫差≤120℃，加熱至(620±20)℃時保溫，保溫時間≥2.5h。保溫時，加熱區內最高與最低溫度之差≤65℃。升溫和保溫期間應控制加熱區氣氛，防止構件表面過度氧化，到保溫時間后開始降溫。當爐溫高于400℃時，降溫速度不得超過65℃/h，最小可為50℃。出爐時爐溫≤400℃，出爐后構件應靜止在空氣中冷卻。

已經過焊后熱處理的分片若有補焊，必須進行局部熱處理或重新進行整體熱處理。兩個分片之間的縱向對接焊縫焊接后必須進行局部熱處理，局部熱處理工藝同整體熱處理。但焊縫每側的加熱寬度不得小于板厚的3倍。熱處理完的爐殼再組裝成整圈一次，檢查各項尺寸偏差。

4.結語

風口法蘭安裝是一項嚴密和緊湊的工序，需要施工項目負責人統一指揮，現場技術人員、施工員及作業人員充分溝通交底，提前把工作安排到位才能在短時間內把本項工作保質保量完成好。