談熱風(fēng)爐殼復(fù)合鋼板的制作與焊接

劉 水 林

(山西鋼鐵建設(shè)(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030006)

談熱風(fēng)爐殼復(fù)合鋼板的制作與焊接

劉 水 林

(山西鋼鐵建設(shè)(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030006)

結(jié)合工程實例，對熱風(fēng)爐殼復(fù)合鋼板的制作工藝流程進(jìn)行了介紹，并對復(fù)合板坡口加工，單筒節(jié)縱縫焊接及焊后應(yīng)力消除技術(shù)進(jìn)行了闡述，分析了復(fù)合板焊接工藝的技術(shù)要點，以供類似工程施工參考。

熱風(fēng)爐殼，復(fù)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(fēng)爐(簡稱“熱風(fēng)爐KSS”)加熱冷風(fēng)，熱風(fēng)爐爐殼總重量568.36 t，熱風(fēng)爐爐殼結(jié)構(gòu)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(fēng)壓力0.515 MPa，冷風(fēng)溫度180 ℃，熱風(fēng)溫度1 300 ℃(設(shè)計能力1 350 ℃)?？ūR金熱風(fēng)爐爐殼設(shè)計溫度不大于100 ℃。

在熱風(fēng)爐生產(chǎn)環(huán)境中，介質(zhì)對熱風(fēng)爐爐殼的腐蝕主要發(fā)生在熱風(fēng)爐爐殼的內(nèi)表面，因此熱風(fēng)爐爐殼耐高溫區(qū)(第9帶～第22帶，▽17.713 m～▽41.66 m)采用Q345C+904L復(fù)合板(基層+復(fù)合層為δ=30+3，δ=38+3，δ=45+3)。特殊的是復(fù)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(jīng)卷板試驗時易產(chǎn)生裂紋。用904L不銹鋼做復(fù)

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(nèi)首次采用這種設(shè)計應(yīng)用于高爐熱風(fēng)爐當(dāng)中。

2 熱風(fēng)爐殼復(fù)合鋼板的制作

1)鋼板制作流程。

2)材料坡口加工。

復(fù)合板坡口加工采用銑邊機(jī)加工開坡口。坡口形式如圖1所示。

3)單筒節(jié)縱縫焊接及探傷。

縱縫的焊接順序是外側(cè)碳鋼層打底→外側(cè)埋弧焊→內(nèi)側(cè)不銹鋼層焊接。外側(cè)碳鋼層打底后要對內(nèi)側(cè)坡口進(jìn)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(jī)將坡口兩側(cè)打磨光滑，并用壓縮空氣吹干凈，避免坡口內(nèi)留有雜物，影響焊接質(zhì)量。

焊接外側(cè)時采用滾臺支架進(jìn)行自動焊接，施焊按焊接工藝參數(shù)進(jìn)行，焊接時要加設(shè)與筒節(jié)相同厚度及坡口形式的引弧和熄弧板。單個筒節(jié)外側(cè)縱縫焊接示意圖見圖2。

單筒節(jié)焊完后進(jìn)行焊縫檢驗。焊縫檢驗采用10%UT探傷。UT探傷執(zhí)行JB/T 4730.5承壓設(shè)備無損檢測Ⅰ級合格。

4)焊縫焊后應(yīng)力消除。

焊后耐高溫區(qū)采用退火消除應(yīng)力，退火采用履帶加熱器進(jìn)行局部退火。退火要求：焊接完畢，焊縫質(zhì)量滿足要求時方可進(jìn)行；單條環(huán)縫整體退火、防止?fàn)t體側(cè)傾；經(jīng)過熱處理的區(qū)段不得再進(jìn)行焊接或切割。否則在施焊或切割區(qū)段內(nèi)應(yīng)重新進(jìn)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(qū)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(fù)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(fù)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(fēng)爐標(biāo)高為17.713 m～41.66 m所有現(xiàn)場對接焊縫(均為復(fù)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(fēng)爐標(biāo)高8.50 m以上所有對接焊縫(均為碳鋼板)。

3 復(fù)合板焊接工藝

1)四座大熱風(fēng)爐采用Q345C+2205復(fù)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(shè)計如圖5所示。

2)復(fù)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(fù)合層側(cè)焊接1和2兩遍，留下大約距復(fù)合層1 mm的間距，然后在基層側(cè)使用碳弧氣刨進(jìn)行清根，清根后對基層進(jìn)行3～13道焊肉的連續(xù)填充，基層側(cè)填充滿后再進(jìn)行復(fù)層過渡層14，15的焊接，焊接采用小電流低輸入，最后進(jìn)行復(fù)合層2205的焊接16，17層填充。

4)復(fù)合板焊接技術(shù)參數(shù)及說明。

a.焊接方法：基層采用手工電弧焊接，過渡層和復(fù)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(fù)合層焊條采用E2209。

c.焊接參數(shù)：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(fù)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(fù)層熔敷厚度應(yīng)為2 mm左右。不銹鋼焊條的擺動寬度應(yīng)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(xùn)能夠焊接雙相鋼的高壓焊工60人次，每個焊工經(jīng)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(zhì)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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