轉爐爐口法蘭在線更換技術實踐

王 盛

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東 日照276800）

1 前 言

國內(nèi)的氧氣頂吹轉爐煉鋼均是在1 600 ℃以上的高溫進行。轉爐爐體一般由爐殼上段、爐殼中段、爐殼下段3部分組成。為延長爐殼上段的使用壽命，一般在爐殼上段頂端設有圓環(huán)形爐口，以方便工作時加料、插入氧槍、排出爐氣和倒渣。為了保護爐口，普遍采用循環(huán)水強制冷卻的水冷爐口。其優(yōu)點是可以減少爐口上的粘結物，而且易于清理，可以加強爐口剛性，減少爐口的變形，改善應力狀態(tài)，延長爐殼、爐襯的壽命。

2 技術攻關實施

2.1 技術實施難點

爐口法蘭在線更換的難點：一是要保證焊接質(zhì)量；二是要控制爐殼上段錐度的變形，確保爐口法蘭的水平度、爐口法蘭中心與爐體中心相重合等技術要求。為此，通過精確切割、制定合理的焊接工藝，并運用合理的加固方式以及熱處理等措施，成功地完成了轉爐爐口法蘭在線更換。

2.2 舊爐口法蘭拆解

在舊爐口法蘭切割前，先將轉爐爐口搖至垂直向下，在爐殼上錐段找出轉爐十字中心線，距離爐口上端相近位置用鋼管做“米”字支撐，防止舊爐口法蘭切割后爐殼上錐段變形。此時爐口法蘭垂直向下放置，爐底車上氣割作業(yè)。先將爐口法蘭下端面和爐體上錐段各焊4個吊耳，吊耳沿法蘭成90°放置，用吊鏈對法蘭進行栓掛。然后將爐口法蘭下筋板與爐體法蘭結合處割開，切割操作時盡量沿著法蘭下表面，這樣保證了筋板的上端面處于同一平面上。繼續(xù)對爐體法蘭進行切割，切割過程中每隔2 500 mm 預留100 mm 不割，切割作業(yè)時割嘴緊貼爐口法蘭下端面，最后由兩名操作人員同時對稱切割預留的100 mm，使爐口法蘭與爐體上錐段脫離，4根倒鏈平穩(wěn)將舊爐口法蘭放置在爐底車上。搖爐使爐口垂直向上，以爐體上錐段上沿外端為基準，與水平成30°向下進行切割，保證將原焊縫割除干凈，修磨表面直至露出金屬光澤。

2.3 新爐口法蘭的裝配

新爐口法蘭制作時，已經(jīng)在中心鉆1個直徑10 mm的中心孔，方便現(xiàn)場對裝法蘭時找正中心，如圖1 所示。爐口垂直向上進行對裝新法蘭，將爐口法蘭移至到圖紙標示的位置后，觀察爐口法蘭與爐體上錐段閃縫情況，對筋板和爐體上錐段局部高點進行割除，保證閃縫最大尺寸≯8 mm。采用水平尺先將爐體法蘭找水平，然后爐口法蘭中心分4個部位測量爐口法蘭上端面至轉爐球鉸支撐法蘭上端面的實際尺寸，用實際測量尺寸與圖紙尺寸對比，尺寸相差控制在10 mm 即可。調(diào)整爐口法蘭中心與爐體中心重合，從爐口氧槍口正中心垂下線錘，觀察線錘與爐口法蘭Φ10中心孔的位置關系，用吊鏈對爐口法蘭進行微調(diào)，保證線錘與爐口法蘭Φ10中心孔的中心重合。此時，爐口法蘭的水平度、爐口法蘭中心與爐體中心相重合均得到保證。

圖1 新爐口法蘭

2.4 新爐口法蘭的焊接工藝

此時爐口垂直向上，先將爐口法蘭下筋板與爐口法蘭下端面進行仰焊，焊角高10 mm，對爐口法蘭與爐體上錐段進行定位焊，定位焊焊縫長度為80 mm，厚度10 mm，間距700 mm。搖爐至爐口垂直向下，采用CO2氣體保護焊進行法蘭的焊接作業(yè)。焊前先將爐體內(nèi)、外兩側與爐口法蘭焊接處附近20 mm 的鐵銹、油污等進行清理。爐口法蘭與爐體材質(zhì)均為16Mn，焊絲選用ER50-6，焊接位置為平焊。由于爐口法蘭厚度為80 mm，爐體厚度為60 mm。為了減小焊接應力，防止焊后出現(xiàn)裂紋，焊前進行了預熱處理，預熱溫度150 ℃。采用多層多道的焊接方式，焊接過程中將層與層、道與道之間的焊縫接頭錯開，層間溫度控制在150～200 ℃。為了減小法蘭的焊接變形，采用雙人雙面對稱焊接，同時同方向進行施焊，打底層使用較小的焊接電流，適當提高焊接速度，小電流收弧，防止出現(xiàn)弧坑裂紋及縮孔。焊接完成后進行去應力退火，并用石棉被進行保溫，防止焊縫出現(xiàn)冷裂紋。

3 結 語

此次轉爐爐口法蘭的在線更換技術的實踐，通過精確切割、加固、裝配、焊接、熱處理等施工工序中所采用的工藝方法及參數(shù)，為在線更換爐口法蘭提供了可靠的、值得借鑒的施工經(jīng)驗，有效保證了轉爐爐口法蘭在線更換的質(zhì)量，消除了安全隱患，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。