談熱風爐殼復合鋼板的制作與焊接

劉 水 林

(山西鋼鐵建設(集團)有限公司，山西 太原 030006)

談熱風爐殼復合鋼板的制作與焊接

劉 水 林

(山西鋼鐵建設(集團)有限公司，山西 太原 030006)

結合工程實例，對熱風爐殼復合鋼板的制作工藝流程進行了介紹，并對復合板坡口加工，單筒節縱縫焊接及焊后應力消除技術進行了闡述，分析了復合板焊接工藝的技術要點，以供類似工程施工參考。

熱風爐殼，復合鋼板，焊接，制作

1 工程概況

某鋼廠四高爐大修工程配置四座卡盧金頂燃式熱風爐(簡稱“熱風爐KSS”)加熱冷風，熱風爐爐殼總重量568.36 t，熱風爐爐殼結構形式為沿高度方向為不同直徑的圓柱體、底部為平底、頂部為半球頂。其冷風壓力0.515 MPa，冷風溫度180 ℃，熱風溫度1 300 ℃(設計能力1 350 ℃)?？ūR金熱風爐爐殼設計溫度不大于100 ℃。

在熱風爐生產環境中，介質對熱風爐爐殼的腐蝕主要發生在熱風爐爐殼的內表面，因此熱風爐爐殼耐高溫區(第9帶～第22帶，▽17.713 m～▽41.66 m)采用Q345C+904L復合板(基層+復合層為δ=30+3，δ=38+3，δ=45+3)。特殊的是復合層采用的不是普通的雙相不銹鋼2205，而是不銹鋼904L，因為雙相不銹鋼2205脆性大，經卷板試驗時易產生裂紋。用904L不銹鋼做復

合層，大大的提高了耐腐蝕性、耐熱性及耐磨性三大功效。目前，這是國內首次采用這種設計應用于高爐熱風爐當中。

2 熱風爐殼復合鋼板的制作

1)鋼板制作流程。

2)材料坡口加工。

復合板坡口加工采用銑邊機加工開坡口。坡口形式如圖1所示。

3)單筒節縱縫焊接及探傷。

縱縫的焊接順序是外側碳鋼層打底→外側埋弧焊→內側不銹鋼層焊接。外側碳鋼層打底后要對內側坡口進行徹底清根，清根采用碳弧氣刨方法，碳棒刨到不銹鋼層以下10 mm的深度后，使用角向磨光機將坡口兩側打磨光滑，并用壓縮空氣吹干凈，避免坡口內留有雜物，影響焊接質量。

焊接外側時采用滾臺支架進行自動焊接，施焊按焊接工藝參數進行，焊接時要加設與筒節相同厚度及坡口形式的引弧和熄弧板。單個筒節外側縱縫焊接示意圖見圖2。

單筒節焊完后進行焊縫檢驗。焊縫檢驗采用10%UT探傷。UT探傷執行JB/T 4730.5承壓設備無損檢測Ⅰ級合格。

4)焊縫焊后應力消除。

焊后耐高溫區采用退火消除應力，退火采用履帶加熱器進行局部退火。退火要求：焊接完畢，焊縫質量滿足要求時方可進行；單條環縫整體退火、防止爐體側傾；經過熱處理的區段不得再進行焊接或切割。否則在施焊或切割區段內應重新進行熱處理。使用的溫控柜總功率360 kW和240 kW兩種?？蓾M足0 ℃～1 000 ℃區間的熱處理要求，單個履帶功率10 kW/塊，單塊有效加熱長度500 mm。復合板退火曲線示意圖如圖3所示；碳鋼板(Q345C)退火曲線示意圖如圖4所示。

說明：

a.復合板退火時加熱速度為50 ℃/h，保持溫度2 h以上，保持溫度(530±20)℃；退火時降溫冷卻速度為50 ℃/h。退火范圍：

熱風爐標高為17.713 m～41.66 m所有現場對接焊縫(均為復合板)。

b.退火時加熱冷卻速度約100 ℃/h，保持溫度2 h以上，保持溫度(625±25)℃。退火范圍：前置小熱風爐標高8.50 m以上所有對接焊縫(均為碳鋼板)。

3 復合板焊接工藝

1)四座大熱風爐采用Q345C+2205復合板，2205是一種耐腐蝕、耐高溫及耐磨的雙相鋼，需要特殊的焊接工藝，按雙相鋼特性將焊接，坡口設計如圖5所示。

2)復合板焊接示意圖見圖6。

3)焊接工藝說明。

如圖6所示先在復合層側焊接1和2兩遍，留下大約距復合層1 mm的間距，然后在基層側使用碳弧氣刨進行清根，清根后對基層進行3～13道焊肉的連續填充，基層側填充滿后再進行復層過渡層14，15的焊接，焊接采用小電流低輸入，最后進行復合層2205的焊接16，17層填充。

4)復合板焊接技術參數及說明。

a.焊接方法：基層采用手工電弧焊接，過渡層和復合層采用手工電弧焊接。

b.焊材：基層焊條型號E5015，過渡層焊條型號E309MoL，復合層焊條采用E2209。

c.焊接參數：基層焊接熱輸入控制在50 kJ/cm，層間溫度控制在200 ℃以下；過渡層焊接熱輸入控制在10 kJ/cm,層間溫度控制在80 ℃以下；復層焊接熱輸入控制在15 kJ/cm以下，層間溫度控制在150 ℃以下。

d.焊接操作要點：基層焊接熔敷厚度小于5 mm，過渡層及復層熔敷厚度應為2 mm左右。不銹鋼焊條的擺動寬度應小于直徑的2.5倍短電弧操作。

e.雙相鋼焊接的特殊性，我單位專門制定雙相鋼焊接工藝評定，并培訓能夠焊接雙相鋼的高壓焊工60人次，每個焊工經過考試合格上崗，每日一個焊接檔案，操作過程中一一跟蹤記錄，對焊接質量有波動的焊工給予重新考試和考核，不及格的焊工一律淘汰。

On manufacturing and welding at hot wind furnace shell composite steel plate

LIU Shui-lin

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with the engineering examples, the paper introduces the manufacturing procedure of the hot wind furnace shell composite steel plate, illustrates the processing of composite plate groove, monocular longitudinal seam welding and the stress relief technique after welding, and analyzes the technical points for the composite plate welding craft, so as to provide some reference for similar projects.

hot wind furnace shell, composite steel plate, welding, manufacturing

1009-6825(2014)28-0105-02

2014-07-23

劉水林(1977- )，男，工程師

TF578

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