邯鋼煉鋼廠渣罐的修復工藝

黃敏

摘 要：邯寶公司煉鋼廠渣罐是煉鋼工藝的關鍵輔助備件。渣罐自從投入使用以來，一直在高溫高粉塵的惡劣環(huán)境下工作，由于長時間高負荷的使用，鋼包常會出現承載焊縫開裂、本體熔損、疲勞劣化失效等損壞形式，為保證鋼包的安全使用，滿足現場生產的要求，必須對其進行修復更新。

關鍵詞：煉鋼；渣罐；修復

中圖書分類號：TF704.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0092-02

1 渣罐使用現場工況分析

邯寶公司煉鋼廠渣罐是煉鋼工藝的關鍵輔助備件。渣罐自從投入使用以來，一直在高溫高粉塵的惡劣環(huán)境下工作，由于長時間高負荷的使用，鋼包常會出現承載焊縫開裂、本體熔損、疲勞劣化失效等損壞形式，為保證鋼包的安全使用，滿足現場生產的要求，必須對其進行修復更新。現場13 m3渣罐主要用于盛載連鑄澆余渣、倒（吊）運作業(yè)率高。其內側無耐火材料，鋼殼將承受高溫；要求渣兌入或倒出時罐體能夠承受溫度急冷急熱的變化。

2 修復技術要求

①渣罐的材質為ZG230-450，碳當量在0.43%，硫磷在0.04%屬中碳鋼。根據要求焊接前做整體探傷，確定缺陷位置、形狀、尺寸。

②根據探傷結構制定詳細的修復方案和焊接工藝，主要針對缺陷刨開范圍。焊前加熱溫度、焊后保溫、消除應力的溫度和保溫時間、使用焊條的牌號、補焊的形式等。

3 渣罐修復的難點

①渣罐由于壁厚較厚，預熱后冷卻速度過快。焊接300 mm長度時熱裂紋迅速產生，塑性和韌性下降以及焊接時層間溫度低于300℃，焊縫中的馬氏體組織出現。易產生焊縫脆斷，熱裂紋冷裂及延遲裂紋的出現。

②焊接區(qū)域及焊接位置不同，坡口的形式不同，未采取多層多道焊的焊法，造成內部應力集中，產生收縮變形及不規(guī)則的冷裂紋出現。

4 渣罐各部位的焊接工藝

4.1 底部環(huán)焊縫開裂修復（挖補方式）

4.1.1 修理前檢驗

對渣罐進行修理前的檢驗非常重要，只有確保檢測無誤在修理前對渣罐進行全面的無損檢測（含磁粉、著色、超聲波探傷等）以及化學相關分析，進而檢查該裂縫在內部的擴展情況和確定其它部位有無缺陷，及時處理存在的問題，防止各種隱患的發(fā)生。

4.1.2 修理

①準備相關施工工具。進行切割的相關器械；型號對應的焊接機械；打磨機；氣刨器械；腳手架以及施工場所相關器材；以及必要的防火設備；焊條：E5015或E4315、φ3.2/φ4.0（烘干：350℃、1 h）；無損檢測設備。

②氣刨。氣刨是在金屬表面進行溝槽加工的一種方法，這是底部環(huán)焊縫開裂修復的重要方法之一。在進行氣刨的過程中，把側壁連接處和底板之間的焊縫通過氣刨的方式刨掉，如圖1所示。

③焊接。首先把挖補板與筒壁焊接起來，采用分段退焊，即如圖2所示焊接大方向為：1→2、2→3、3→4、5→6、7→8五段焊縫，在對每一段焊縫進行操作時，焊接方向與上面的大方向相反。

④修復后檢查（焊后24 h）。檢查外觀基本情況：首先要對焊縫外觀進行全面的宏觀檢查，在檢查的過程中要保證沒有缺陷，不能夠有表面的裂紋，同時也不能夠有氣孔和裂紋。檢測無損情況：在無損檢測的時候要嚴格按照，《寶鋼煉鋼廠鋼（鐵）水包綜合檢驗方案》中所規(guī)定的無損檢測要求執(zhí)行。

4.2 底部環(huán)焊縫開裂修復（氣刨方式）

4.2.1 概況

如第一部分類似，但裂紋未裂穿或深度較淺時，則采用氣刨方法。

4.2.2 工程進行的基本步驟

①檢驗。在渣罐修理之前，首先要對該罐的基本情況（包括著色、磁粉以及超聲波損傷等問題進行無損檢測，同時進行化學和金相進行分析，檢查該裂縫在內部的擴展情況和確定其它部位有無缺陷，排除其它一切可能隱患。

②修理。施工工具準備：氣刨器械；打磨機；切割器械、焊機、施工場所器材以及腳手架、防火設備、焊條為E5015或E4315、φ3.2/φ4.0（烘干為350℃、1 h）；無損檢測設備。

4.3 簡體開裂修復

4.3.1 概況

如圖3所示，在筒體材料上發(fā)現一條裂紋（本例為在渣罐沿口下方、A耳軸左上方）。為了防止裂紋缺陷繼續(xù)擴展導致破壞性后果，確保渣罐在使用過程中的安全性和延長渣罐的使用壽命，對該缺陷部位進行修補處理。

4.3.2 施工步驟

①施工工具準備。焊機；氣刨器械；切割器械；打磨機；防火設備；施工場所器材以及腳手架；焊條：E5015或E4315（J427）、φ3.2/φ4.0（烘干：350℃、1 h）。

②氣刨。在氣刨修理前對渣罐缺陷部位進行無損檢測，確認該裂紋缺陷的位置及在材料內部的擴展情況。沿著裂紋走向氣刨，確認裂紋在深度方向的完全清除，但最大氣刨深度不得超過2/3板厚，若氣刨深度達到2/3板厚時裂紋仍存在（或裂紋裂穿部分），則采用正面處理后背面再清根方式。氣刨后用砂輪機將缺口打磨平整以利焊接。

③焊接。焊接采用直流電源，焊接電流為150 A，每根焊條焊接長度控制在150～200 mm，層間溫度為120℃左右，多層多道焊，道道清渣，用鋼絲刷刷干凈防止出現新的缺陷。焊接完成后，打磨焊接部位與原筒體材料圓滑過渡，且令打磨痕跡平行于受力方向并均勻分布。

④焊后熱處理。焊接完成后進行焊后熱處理。

⑤修復后檢查（焊后24 h）。進行外觀檢查。

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