高強度鋼板的預熱焊接處理

龐社賓（冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠，河北　邢臺　054000）

高強度鋼板的預熱焊接處理

龐社賓
（冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠，河北邢臺054000）

摘要：高強度鋼板的焊接需要進行預熱處理，并要求焊后整體退火；而預熱及退火處理自然離不開時效預熱爐。隨著國家節(jié)能減排要求的提高，傳統(tǒng)的電阻爐系列時效預熱爐逐漸被更加節(jié)能環(huán)保的燃油、燃氣以及油氣混燒預熱爐所取代。本文系統(tǒng)介紹了邢臺機械廠利用天然氣燃氣預熱爐成功節(jié)能減排的情況。

關鍵詞：燃氣；預熱爐；臺車；節(jié)能；碳排放

1　概述

隨著采煤機械化程度及安全要求的提高，煤礦生產對設備的要求越來越高，大采高、高工作阻力液壓支架日益得到推廣。而提升煤礦設備安全性能的最直接措施，就是在煤礦設備制作時大量使用高強度鋼板。因此，液壓支架高強度鋼板的焊接質量越來越受到重視。為了適應煤礦生產的需要，提升設備的安全性能，邢臺機械廠決定引進5000×2000預熱爐，以解決高強板焊接的預熱及焊后時效處理問題，提高高強板的焊接質量，為大采高、高工作阻力液壓支架制作提供設備保障。

2　預熱爐的選型、改進及安裝

2.1預熱爐的選型。焊接過程中工件的預熱和焊后時效處理設備是整個生產工藝過程中的一項關鍵設備，一般傳統(tǒng)方式可采用電加熱的方式完成，建造一臺預熱爐需要1200kVA的電力容量，需要電力增容。經過認真的調研，基于節(jié)約成本，降耗節(jié)能，提高效率的原則，我們擬采用節(jié)能環(huán)保的天然氣加熱方法，以提高效率，減少碳排放，保護環(huán)境，降低成本。同時，天然氣的加熱時間要比電加熱時間縮短1/2以上，運行費用也相對要低。經過對方案的反復比對與論證、對合作廠的認真篩選，最終選定采用工作可靠、安全性能好的阿爾法燃燒器，并使用自動控制系統(tǒng)控制燃燒器的工作狀態(tài)，通過溫度控制器，實時檢測爐膛的溫度，控制爐膛的升溫、保溫、降溫曲線，使爐膛溫度按照設定的工藝曲線工作。預熱爐的結構件部分由邢臺機械廠根據(jù)具體使用要求制作并改進，爐體砌筑、保溫、燃燒器、控制系統(tǒng)、送風系統(tǒng)排風系統(tǒng)相配套，保證設備的質量。燃氣預熱預熱爐的性能指標見表1。

2.2預熱爐的改進及安裝。預熱爐的改進機安裝工作主要注重了一下幾點：（1）預熱爐的選址。如果預熱爐距焊接工位較遠，預熱工件出爐后運輸距離長，則工件溫度會下降較多，焊接時就達不到預熱理想效果。因此，預熱爐的選址要合適。（2）增加通風口與加熱槍數(shù)量。工件的預熱效果在很大程度上與通風口及加熱槍的設置有關。我們根據(jù)工件的最大尺寸，將原設計的通風口及加熱槍位置由6個改為8個，這樣可以使工件加熱時熱量更加均勻，提高預熱效果。（3）臺車的改進。臺車電機選用YEJ電機，減速機為BWEY型擺線針輪減速機，傳動系統(tǒng)為雙排滾子鏈鏈輪，同時，盡可能降低了臺車的高度，這樣可以增加預熱工件的最大高度。（4）其它。合理布置通風系統(tǒng)、保證爐門的密封性能，都是提高預熱效果的關鍵。同時，在地基施工、爐體施工及燃氣裝置設計方面，我們都與施工方及設計單位進行了充分的溝通與論證，以達到預想的設計效果。

3　應用及效果

2009年9月11日，該預熱爐在邢臺機械廠投入使用。通過對邯礦集團充填支架Q550、內蒙支架Q690等高強板的焊接及近4年跟蹤監(jiān)測，該設備運行狀態(tài)良好，使用方便，性能可靠，并具有以下優(yōu)點：（a）爐溫均勻，工件受熱均勻，能有效保證焊縫質量；（b）裝載量大、生產率高，可適用于各種類型的機件回火、預熱用；（c）爐襯保溫性能好，節(jié)約能源，降低了生產成本；（d）無污染，低碳環(huán)保；（e）升溫速度快；（f）與電爐比較，大幅度降低了能源消耗摩羯能效果達65%左右。目前，該預熱爐已用于多種支架高強板的批量焊接中。該預熱爐實際運行參數(shù)如下：

升溫時間：1.5小時；

設備容量：15t每爐；

預熱耗氣量：2m3/t；

時效耗氣量：2.3m3/t。

天然氣按2.4元/m3計算，預熱每噸費用4.8元，時效每噸費用5.52元。

表1

中圖分類號：TG457

文獻標識碼：A

作者簡介：龐社賓，1985年生，2010年畢業(yè)于河北工程大學機械設計制造及其自動化專業(yè)，冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠助理工程師。