高強度鋼板的預(yù)熱焊接處理

龐社賓（冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠，河北　邢臺　054000）

高強度鋼板的預(yù)熱焊接處理

龐社賓
（冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠，河北邢臺054000）

摘要：高強度鋼板的焊接需要進行預(yù)熱處理，并要求焊后整體退火；而預(yù)熱及退火處理自然離不開時效預(yù)熱爐。隨著國家節(jié)能減排要求的提高，傳統(tǒng)的電阻爐系列時效預(yù)熱爐逐漸被更加節(jié)能環(huán)保的燃油、燃?xì)庖约坝蜌饣鞜A(yù)熱爐所取代。本文系統(tǒng)介紹了邢臺機械廠利用天然氣燃?xì)忸A(yù)熱爐成功節(jié)能減排的情況。

關(guān)鍵詞：燃?xì)猓活A(yù)熱爐；臺車；節(jié)能；碳排放

1　概述

隨著采煤機械化程度及安全要求的提高，煤礦生產(chǎn)對設(shè)備的要求越來越高，大采高、高工作阻力液壓支架日益得到推廣。而提升煤礦設(shè)備安全性能的最直接措施，就是在煤礦設(shè)備制作時大量使用高強度鋼板。因此，液壓支架高強度鋼板的焊接質(zhì)量越來越受到重視。為了適應(yīng)煤礦生產(chǎn)的需要，提升設(shè)備的安全性能，邢臺機械廠決定引進5000×2000預(yù)熱爐，以解決高強板焊接的預(yù)熱及焊后時效處理問題，提高高強板的焊接質(zhì)量，為大采高、高工作阻力液壓支架制作提供設(shè)備保障。

2　預(yù)熱爐的選型、改進及安裝

2.1預(yù)熱爐的選型。焊接過程中工件的預(yù)熱和焊后時效處理設(shè)備是整個生產(chǎn)工藝過程中的一項關(guān)鍵設(shè)備，一般傳統(tǒng)方式可采用電加熱的方式完成，建造一臺預(yù)熱爐需要1200kVA的電力容量，需要電力增容。經(jīng)過認(rèn)真的調(diào)研，基于節(jié)約成本，降耗節(jié)能，提高效率的原則，我們擬采用節(jié)能環(huán)保的天然氣加熱方法，以提高效率，減少碳排放，保護環(huán)境，降低成本。同時，天然氣的加熱時間要比電加熱時間縮短1/2以上，運行費用也相對要低。經(jīng)過對方案的反復(fù)比對與論證、對合作廠的認(rèn)真篩選，最終選定采用工作可靠、安全性能好的阿爾法燃燒器，并使用自動控制系統(tǒng)控制燃燒器的工作狀態(tài)，通過溫度控制器，實時檢測爐膛的溫度，控制爐膛的升溫、保溫、降溫曲線，使?fàn)t膛溫度按照設(shè)定的工藝曲線工作。預(yù)熱爐的結(jié)構(gòu)件部分由邢臺機械廠根據(jù)具體使用要求制作并改進，爐體砌筑、保溫、燃燒器、控制系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)系統(tǒng)相配套，保證設(shè)備的質(zhì)量。燃?xì)忸A(yù)熱預(yù)熱爐的性能指標(biāo)見表1。

2.2預(yù)熱爐的改進及安裝。預(yù)熱爐的改進機安裝工作主要注重了一下幾點：（1）預(yù)熱爐的選址。如果預(yù)熱爐距焊接工位較遠(yuǎn)，預(yù)熱工件出爐后運輸距離長，則工件溫度會下降較多，焊接時就達(dá)不到預(yù)熱理想效果。因此，預(yù)熱爐的選址要合適。（2）增加通風(fēng)口與加熱槍數(shù)量。工件的預(yù)熱效果在很大程度上與通風(fēng)口及加熱槍的設(shè)置有關(guān)。我們根據(jù)工件的最大尺寸，將原設(shè)計的通風(fēng)口及加熱槍位置由6個改為8個，這樣可以使工件加熱時熱量更加均勻，提高預(yù)熱效果。（3）臺車的改進。臺車電機選用YEJ電機，減速機為BWEY型擺線針輪減速機，傳動系統(tǒng)為雙排滾子鏈鏈輪，同時，盡可能降低了臺車的高度，這樣可以增加預(yù)熱工件的最大高度。（4）其它。合理布置通風(fēng)系統(tǒng)、保證爐門的密封性能，都是提高預(yù)熱效果的關(guān)鍵。同時，在地基施工、爐體施工及燃?xì)庋b置設(shè)計方面，我們都與施工方及設(shè)計單位進行了充分的溝通與論證，以達(dá)到預(yù)想的設(shè)計效果。

3　應(yīng)用及效果

2009年9月11日，該預(yù)熱爐在邢臺機械廠投入使用。通過對邯礦集團充填支架Q550、內(nèi)蒙支架Q690等高強板的焊接及近4年跟蹤監(jiān)測，該設(shè)備運行狀態(tài)良好，使用方便，性能可靠，并具有以下優(yōu)點：（a）爐溫均勻，工件受熱均勻，能有效保證焊縫質(zhì)量；（b）裝載量大、生產(chǎn)率高，可適用于各種類型的機件回火、預(yù)熱用；（c）爐襯保溫性能好，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本；（d）無污染，低碳環(huán)保；（e）升溫速度快；（f）與電爐比較，大幅度降低了能源消耗摩羯能效果達(dá)65%左右。目前，該預(yù)熱爐已用于多種支架高強板的批量焊接中。該預(yù)熱爐實際運行參數(shù)如下：

升溫時間：1.5小時；

設(shè)備容量：15t每爐；

預(yù)熱耗氣量：2m3/t；

時效耗氣量：2.3m3/t。

天然氣按2.4元/m3計算，預(yù)熱每噸費用4.8元，時效每噸費用5.52元。

表1

中圖分類號：TG457

文獻標(biāo)識碼：A

作者簡介：龐社賓，1985年生，2010年畢業(yè)于河北工程大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，冀中能源機械裝備集團邢臺機械廠助理工程師。