4000m3特大型高爐風(fēng)口法蘭焊接和熱處理工藝

包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院（內(nèi)蒙古 014035）生利英

在高爐工程安裝施工中，送風(fēng)裝置是高爐能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)和保持生產(chǎn)高效的關(guān)鍵部位，而風(fēng)口法蘭安裝的精度直接影響著送風(fēng)裝置的功能?？梢哉f(shuō)高爐工程中風(fēng)口法蘭安裝關(guān)系著整個(gè)高爐的使用情況，如偏差超限過(guò)大，將會(huì)影響高爐內(nèi)設(shè)計(jì)預(yù)想的供風(fēng)及燃燒狀況，造成高爐煉鐵利用系數(shù)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(zhì)量前提下快速的進(jìn)行風(fēng)口法蘭安裝。

1.風(fēng)口法蘭裝配

風(fēng)口段整帶組裝后，在風(fēng)口帶上放好風(fēng)口孔的切割線、檢查線、四芯標(biāo)記，如圖1所示。

圖1 風(fēng)口孔劃線定位圖

風(fēng)口法蘭準(zhǔn)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(biāo)記對(duì)齊，并在風(fēng)口法蘭上等分16點(diǎn)，分別測(cè)量法蘭內(nèi)壁到爐殼內(nèi)壁的距離，風(fēng)口法蘭檢查線到爐殼外壁的距離，調(diào)整風(fēng)口法蘭到正確位置。

風(fēng)口法蘭裝配后，按圖3檢查以下項(xiàng)目：

第一，全部風(fēng)口法蘭中心線水平度：使用水準(zhǔn)儀測(cè)量。

圖2 風(fēng)口法蘭裝配

圖3 風(fēng)口法蘭檢查指標(biāo)

第二，風(fēng)口法蘭中心線標(biāo)高：使用水準(zhǔn)儀測(cè)量。

第三，風(fēng)口法蘭中心線角度：用鋼卷尺和全站儀測(cè)量。

第四，風(fēng)口法蘭中心線夾角：使用鋼卷尺測(cè)量。

第五，風(fēng)口法蘭伸出爐殼表面距離：使用鋼板尺測(cè)量。

第六，風(fēng)口法蘭傾斜檢查如圖3中L1與L2之差≤2mm。

風(fēng)口法蘭檢查符合要求后進(jìn)行焊接。

2.風(fēng)口法蘭與爐殼的焊接工藝

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

（2）坡口形式 風(fēng)口法蘭與爐殼焊接坡口形式和尺寸如圖4所示。

圖4 風(fēng)口法蘭與爐殼焊接坡口形式

（3）風(fēng)口定位焊接 每個(gè)風(fēng)口在找正完畢后先里面焊接8個(gè)點(diǎn)（沿圓周均勻布置），每個(gè)點(diǎn)長(zhǎng)度約50mm，做好風(fēng)口法蘭焊接前的定位，如圖5所示。

圖5 風(fēng)口段焊接狀態(tài)

（4）焊接順序 按照高爐的風(fēng)口個(gè)數(shù)(4000m3高爐為38個(gè))，首先是在爐殼上兩對(duì)稱(chēng)法蘭同時(shí)施焊，即同時(shí)對(duì)五個(gè)風(fēng)口進(jìn)行焊接（這五個(gè)風(fēng)口沿圓周均勻布置）。每個(gè)風(fēng)口均先焊接大坡口側(cè)4～5層，后對(duì)小坡口側(cè)進(jìn)行氣刨清根并打磨光亮，再對(duì)小坡口側(cè)焊接3～4層，然后又對(duì)大坡口側(cè)施焊到焊滿。每焊接一層都必須對(duì)焊縫及坡口進(jìn)行打磨光亮后才繼續(xù)施焊，并對(duì)焊接過(guò)程中的缺陷進(jìn)行檢查和修補(bǔ)。施焊時(shí)不允許間斷，對(duì)每條焊縫應(yīng)連續(xù)焊完。每個(gè)風(fēng)口安排兩位焊工同時(shí)分道、分層施焊，如圖6所示。

圖6 焊接順序

（5）焊接參數(shù) 根據(jù)焊接工藝評(píng)定確定焊接參數(shù)，如附表所示。

焊接參數(shù)

（6）消氫處理 利用預(yù)熱設(shè)備進(jìn)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(fēng)口帶，再次組裝成整圈。重新檢查各項(xiàng)尺寸偏差，檢查合格的爐殼進(jìn)行整體熱處理。

3.焊后熱處理工藝

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

圖7 熱處理工藝

入爐時(shí)爐內(nèi)溫度≤400℃，400℃以前可以自由升溫。當(dāng)溫度升至400℃后，升溫速度≤55℃/h，最小可為50℃/h。升溫時(shí)加熱區(qū)內(nèi)任意位置的溫差≤120℃，加熱至(620±20)℃時(shí)保溫，保溫時(shí)間≥2.5h。保溫時(shí)，加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫度之差≤65℃。升溫和保溫期間應(yīng)控制加熱區(qū)氣氛，防止構(gòu)件表面過(guò)度氧化，到保溫時(shí)間后開(kāi)始降溫。當(dāng)爐溫高于400℃時(shí)，降溫速度不得超過(guò)65℃/h，最小可為50℃。出爐時(shí)爐溫≤400℃，出爐后構(gòu)件應(yīng)靜止在空氣中冷卻。

已經(jīng)過(guò)焊后熱處理的分片若有補(bǔ)焊，必須進(jìn)行局部熱處理或重新進(jìn)行整體熱處理。兩個(gè)分片之間的縱向?qū)雍缚p焊接后必須進(jìn)行局部熱處理，局部熱處理工藝同整體熱處理。但焊縫每側(cè)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(xiàng)尺寸偏差。

4.結(jié)語(yǔ)

風(fēng)口法蘭安裝是一項(xiàng)嚴(yán)密和緊湊的工序，需要施工項(xiàng)目負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員、施工員及作業(yè)人員充分溝通交底，提前把工作安排到位才能在短時(shí)間內(nèi)把本項(xiàng)工作保質(zhì)保量完成好。