淺談如何提高水冷爐蓋的制作質量

戴明 梅涵

摘 要：本文主要敘述了在爐蓋制作過程中的注意事項，如滾管機、噴涂、氬弧焊、整體退火等方法。

關鍵詞：水冷爐蓋；滾管機；氬弧焊；應力退火

前言

水冷爐蓋是煉鋼廠精煉爐的重要設備之一，它起排煙，除塵及導入電加熱棒、喂絲和取樣等作用。該設備長期處于最惡劣的工作條件下，從停爐時的三四十度到使用時的一千多度，每天從溫度最高到最低重復40～60次，因此爐蓋的制作質量顯得尤為重要。

1 概述

1.1目前存在的問題

水冷爐蓋從結構形式分目前有兩種：腹板式和環管式。腹板式水冷爐蓋，由于結構的原因及水流量的關系，在焊接部位以及焊接交匯處經常出現難以克服滲漏現象，嚴重影響了精煉爐的正常生產，為此此爐蓋已不批量生產使用。而環管式水冷爐蓋屬先進的產品，擁有先進的結構形式和制造技術，但我們通過對使用中的爐蓋進行了跟蹤、調整、分析，發現環管式爐蓋在結構上和制造工藝中，也存在很多不合理之處，也會出現滲水現象。因此，我們經過長期的摸索實踐，采用了一些先進的制造工藝技術，改造了爐蓋的一些部件結構，成功制造了更為耐用的水冷爐蓋。

1.2環管式水冷爐蓋的基本結構

環管式水冷爐蓋是由野風補償罩、爐蓋本體、主煙道、裙邊等組成，爐蓋水路分為主煙道1路、爐蓋本體5路，裙邊1路，各部件的無縫管之間采用180度彎頭聯接形成通路。

2 爐蓋制作新技術的運用

2.1滾管機在爐蓋本體的運用

爐蓋本體主要是由φ76×6的無縫管彎曲成直徑不等的圓環組裝而成，無縫管的彎曲質量，將直接影響爐蓋的質量。無縫管制作圓環的方法有傳統的火焰胎膜彎曲法和中頻彎曲法，中頻彎曲設備成本高，速度慢，一般采用火焰胎膜加熱彎曲。經過對爐蓋本體滲漏部位調查發現，由無縫管表面發生的滲漏點，占總滲漏點的50%以上，滲漏都是由無縫管表面的微裂紋引起的。經分析其主要原因是火焰加熱過程中易出現加熱不均導致無縫管表面出現微裂紋，且其橫截面橢圓度大，影響水的流量，使爐蓋熱脹冷縮現象加劇，微裂紋延伸，導致滲漏。針對這一問題，我們經過多次實踐，用廢舊零件成功地自制了一臺滾管機，專門用于爐蓋本體等無縫管的卷圓制作，由傳統的火焰加熱彎曲變為冷彎曲，由于滾管機與無縫管接觸，采用了滾動式凹模，并經多次滾制，減少了無縫管的橫截面變形，有效的解決了該問題。

2.2 180度彎頭的質量控制

180度彎頭在整個水冷爐蓋中共有120只，彎頭質量好壞也直接影響整體質量，由于此彎頭在市場上無法訂購，必須自己制作。我們對漏水彎頭進行分析，其彎曲處壁厚為4.8mm，且內側比較粗糙。針對以上現象，我們自制了一套沖壓模具，對模具進行了人工修磨，提高光潔度，使其帶有一定錐度，利于脫模。經過多次試制發現，采用8mm鋼板進行加熱沖壓比較合理，不但彎頭處比較圓滑，且其最薄處能達到7.3mm。

2.3 氬弧焊及二氧化碳氣保焊在爐蓋中的應用

焊接質量的好壞，也會直接影響爐蓋的整體質量。爐蓋中的對接焊縫有180°彎頭與無縫管的對接和無縫管與無縫管之間的對接。接頭是爐蓋中的關鍵，因此各種管子對接處要求坡口表面光潔度達12.5，對接錯邊量小于0.5mm，對接間隙控制在1～1.5mm。對接處采用氬弧焊焊接方法，不但避免對接截面通徑變小，而且又因為氬弧焊有較好的滲透性，從而使對接處更容易焊透，避免了因未焊透而產生的漏水現象。無縫管之間的環焊縫采用線能量較低的二氧化碳氣保焊，采取分段焊、對稱焊、間斷焊等焊接措施，來減少焊接變形，使焊縫殘余應力分布均勻。

2.4、應力退火在爐蓋中的重要作用

水冷爐蓋長期處于惡劣環境工作，溫度變化較大，所以焊接應力對爐蓋整體質量影響較大，容易使焊縫開裂及整體變形。為了消除爐蓋整體應力，我們采用350立方電加熱爐，電腦控溫進行整體應力退火。退火前對爐蓋易變形部位用臨時撐加強，使各部位的幾何尺寸都符合要求后，再進行應力退火。退火的時間與溫度的變化如圖1。

3 結束語

通過多次制作水冷爐蓋，我們已掌握了一套完善的環管式水冷爐蓋的制作技術及工藝，并且擁有了一套完整的技術資料。我們制作的水冷爐蓋使用周期可長達14個月，使精煉爐的生產水平有很大提高。

參考文獻

[1]中國機械工程學會焊接學會 《焊接手冊》北京 機械工程出版社 1992

[2]陳祝年 《焊接工程師手冊》 北京 機械工業出版社 2010

（作者單位：江蘇大劇院運營管理有限公司）