CN105583501A - 高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：包括如下步骤：对炉体进行组装；对风口和铁口框进行检查；对风口和铁口框进行定位、划线；根据对风口和铁口框的划线范围，对风口和铁口框进行开孔；对开孔的尺寸和位置进行检查，以与炉体相对位；将风口和铁口框与炉体固定并焊接；采用超声波对焊接完后的焊缝进行检查；将组装完后的炉壳分段拆除；对拆除后的炉壳进行退火处理；将退火处理后的炉壳进行组装，所述高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法可减小焊接应力且可保证焊接质量。

Description

高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法
技术领域
本发明涉及冶金行业高炉炉壳施工技术领域，尤其涉及一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法。
背景技术
高炉的风口大套是高炉送风管路的关键部件之一，作用是支承风口中套与小套，并将其与高炉炉体相连成为一体，它与风口中套、风口小套装配在一起，加上冷却水管等其它部件，形成高炉的风口装置。风口大套常呈空心的圆台形，由铸铁或铸钢铸成，内部铸有蛇形管，通水冷却，其前端锥面与风口中套上端锥面配合，上端与炉体装配连接在一起。通常，风口大套和高炉炉壳的连接方法是：先在高炉炉壳上焊接风口法兰，再用螺栓把风口大套和风口法兰固定连接，从而把风口大套固定在高炉炉体上。由于法兰阶梯纵截面呈阶梯形的特点，在炉壳上焊接法兰，其焊缝的直径必定大于风口大套的直径，这就使得炉壳上风口法兰间距比较小。对于特大型高炉，由于风口大套数量较多，就使得炉壳上开孔过多，风口法兰的焊缝间距过小，使得焊接应力过于集中，甚至有时风口法兰过密炉壳上无法布置。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种减小焊接应力且可保证焊接质量的高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：包括如下步骤：
对炉体进行组装；
对风口和铁口框进行检查；
对风口和铁口框进行定位、划线；
根据对风口和铁口框的划线范围，对风口和铁口框进行开孔；
对开孔的尺寸和位置进行检查，以与炉体相对位；
将风口和铁口框与炉体固定并焊接；
采用超声波对焊接完后的焊缝进行检查；
将组装完后的炉壳分段拆除；
对拆除后的炉壳进行退火处理；
将退火处理后的炉壳进行组装。
进一步地：所述高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法还包括在退火处理的炉壳组装之后进行检查并涂装。
进一步地：所述高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法包括风口与炉体的组焊及铁口框与炉体的组装。
进一步地：所述风口与炉体的组焊还包括在对开孔的尺寸和位置检查之后，对法兰进行组装。
进一步地：所述退火处理的退火温度升控制在500℃-600℃之间，保持温度为1-3小时，并随炉体温度24小时降温自然冷却。
进一步地：所述退火温度升为550℃，保持温度2小时，随炉体温度24小时降温自然冷却。
进一步地：对所述风口和铁口框定位、划线时，在风口与铁口框上分别进行中心点标识，并画出十字中心线。
进一步地：在炉体上画出十字中心线，使风口、铁口框的十字中心线分别与炉体的十字中心线对齐。
相较于现有技术，本发明一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法至少存在以下优点：所述一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法通过对炉体组装后对风口和铁口框进行检查，接着进行定位、划线，根据划线范围进行开孔，再找正、固定并焊接，接着进行再检查，并分段拆除、退火，最后组装、检查和涂装，将焊接好的炉壳分段拆除退火，可以减小焊接应力，且可保证焊接质量。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明示出了一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：包括如下步骤：对炉体进行组装；对风口和铁口框进行检查；对风口和铁口框进行定位、划线；根据对风口和铁口框的划线范围，对风口和铁口框进行开孔；对开孔的尺寸和位置进行检查，以与炉体相对位；将风口和铁口框与炉体固定并焊接；采用超声波对焊接完后的焊缝进行检查；将组装完后的炉壳分段拆除；对拆除后的炉壳进行退火处理；将退火处理后的炉壳进行组装。
本发明通过对炉体组装后对风口和铁口框进行检查，接着进行定位、划线，根据划线范围进行开孔，再找正、固定并焊接，接着进行再检查，并分段拆除、退火，最后组装、检查和涂装，将焊接好的炉壳分段拆除退火，可以减小焊接应力，且可保证焊接质量。
高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法还包括在退火处理的炉壳组装之后进行检查并涂装。高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法包括风口与炉体的组焊及铁口框与炉体的组装。风口与炉体的组焊还包括在对开孔的尺寸和位置检查之后，对法兰进行组装。退火处理的退火温度升控制在500℃-600℃之间，保持温度为1-3小时，并随炉体温度24小时降温自然冷却。
对所述风口和铁口框定位、划线时，在风口与铁口框上分别进行中心点标识，并画出十字中心线。在炉体上画出十字中心线，使风口、铁口框的十字中心线分别与炉体的十字中心线对齐，可以准确定位风口与炉体及铁口框与炉体的位置，准确组装和焊接。
高炉炉壳钢板材质为Q345C，厚度为50mm的炉壳板组装焊接，炉壳制作在卷制及预组装其拘束度大，焊缝冷却速度快，焊接层次多。圆周定位：按照0°、90°、180°、270°，四个方向中心线要求明确标出。标识：对第六1～20#的风口进行中心点标识，并划出十字中心线。根据炉体的锥面接触角度(风口带)，在现场制作样板，再用样板在炉体的中心定位方向靠样划线。并结合风口法兰的实际尺寸进行修正。
炉壳风口开孔切割时会产生变形，在预组装检验后对其加固处理方法，采用刚性固定用两块δ＝50mm的钢板焊接于炉壳弧形板之间，后用三块δ＝50mm的钢置于炉壳未开孔位置，垂直连接炉壳的两平行弧形板之间然与炉壳焊接为一体。
结合制作厂及构件的实际情况，炉体风口开孔采取预组后整体立式开孔，将炉体刚性加固对其立式开孔，这样能保证风口法兰的开孔及组焊质量方便盘取周长，还可以方便观察四周所显示的缺陷情况，便于处理。开孔时为确保风口法兰的组对，开孔直径应比设计直径大1‰～2‰。
开孔后对风口法兰与炉体进行检查，试其开孔尺寸符合设计尺寸，若开孔不合适对其修正，确认尺寸合适再对其进行开坡口，将风口法兰装入孔内，点焊固定，然后进行整体检查。各相对法兰风口中心的水平连线与炉体中心点应相交，公差为10mm。
为确保焊接质量，提高焊接效率，在制作高炉炉壳的焊接中，对该高炉炉壳立缝、横缝、法兰口焊接采用半自动CO2气体保护焊，焊丝牌号为ER50—6实芯焊丝。高炉炉壳施焊用的松下505型CO2气体保护焊接设备，主要由焊接电源、送丝机、焊枪组成。手工焊选用ZX7(IGBT)—500S/ST逆变式直流焊机，其最大特点：无论大小电流焊接均很稳定，焊把线长时电压降低很小。配备气刨专用ZX7—505型焊机，使用该焊机刨缝电流特别稳定坡口光滑平整，可提高碳弧气刨的刨缝质量，确保焊根部位焊接质量。
风口法兰与炉体组对，应根据图纸设计尺寸进行组焊，固定焊缝所用焊接材料与正式焊接用的材料一致，焊缝间隙4mm，固定焊缝的间距300～400mm，固定焊缝长度为50mm左右，固定焊应先点焊中部(3点、9点)，然后分别对称上下点焊(6点12点)，根据前方间隙焊后会缩小的规律和具体情况，应先焊前方(外侧)间隙小的一端，后焊前方间隙大的一端。
焊缝采用CO2气体保护焊焊接，焊丝为ER50-6，CO2气体纯度为99.9％，焊接位置为全位置焊接。焊接方法采用多层多道焊，为控制焊接后的变形选择较小的焊接线能量，第一层打底焊电流120A、电压18V、速度每分钟200mm，第二层焊接及封面焊焊接电流为200～250A、电压为24～26V，速度每分钟300mm～400mm。
对组装好的风口法兰与炉体进行认真检查，确认符合图纸设计尺寸无误时方可焊接。焊接采用CO2气体保护焊，每道焊缝选用两名技术好的焊工同时对称分段施焊，采用多层多道焊，焊接速度尽可能快，焊枪的摆动要小，保证熔合良好，收弧时填满弧坑。每焊完一层焊道，用0.5～0.8公斤重的圆头锤敲击焊道减小应力防止焊道裂纹，至焊道冷却后，方可进行下层焊接。整个焊缝完成后，先进行超声波探伤检查，合格后再进行整尺寸检查，达到规范要求并进行炉体退火处理。
按铁口框本体及铁口框与炉体的组焊，其连接方法有：对接、角接和全位置焊接之分。不管哪种接头型式的焊接，在焊接工艺上必须采取合理的焊接措施，以防止变形或减小变形，其主要措施有：在铁口框本体与钢板焊接时，为防止焊接过程中产生变形。焊接时将钢板与平台钢板焊接，然后点焊防变形板。为不影响焊接，防变形板的角缺口要开大一些，即要起到防变形作用又要不妨碍焊接。为了减小内应力和控制焊缝质量，在施焊前对构件进行预热。
用水平仪把钢板水平度找平后，为确保铁口框与炉体组焊时减小变形可将在现场施焊的4块筋板点焊于铁口框本体与炉体上。起到因焊接时引起的变形和找正支撑作用。对组对好的炉体焊接时，采用的焊接设备及焊接工艺参数与风口带相。在焊接铁口框时，为防止因焊接顺序产生变形，焊接时应采取对称分段退焊，焊接时均以水平焊。焊后对其进行X射线检查合格，预组装检查尺寸符合设计规范要求，达到下道工序退火处理。
高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体壳体组装焊接完成后，存在焊接焊缝残余应力，若不采取措施消除此应力，将会影响炉壳的焊接质量，也严重影响高炉的安全生产和使用寿命，所以，需要对壳体进行消除残余应力，改善焊缝力学的性能，保证壳体的焊接质量。由于风口带组装后直径过大，且运输较为困难。所以，需分段分别对壳体件进入加热中进行高温退火处理，退火处理的退火温度升控制在500℃-600℃之间，保持温度为1-3小时，并随炉体温度24小时降温自然冷却，本实施例中退火温度升控制为550℃左右，保持温度2小时，随炉体温度24小时降温自然冷却。从而保证了炉壳的使用寿命及质量要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：包括如下步骤：
对炉体进行组装；
对风口和铁口框进行检查；
对风口和铁口框进行定位、划线；
根据对风口和铁口框的划线范围，对风口和铁口框进行开孔；
对开孔的尺寸和位置进行检查，以与炉体相对位；
将风口和铁口框与炉体固定并焊接；
采用超声波对焊接完后的焊缝进行检查；
将组装完后的炉壳分段拆除；
对拆除后的炉壳进行退火处理；
将退火处理后的炉壳进行组装。
2.如权利要求1所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：所述高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法还包括在退火处理的炉壳组装之后进行检查并涂装。
3.如权利要求1所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：所述高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法包括风口与炉体的组焊及铁口框与炉体的组装。
4.如权利要求3所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：所述风口与炉体的组焊还包括在对开孔的尺寸和位置检查之后，对法兰进行组装。
5.如权利要求1所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：所述退火处理的退火温度升控制在500℃-600℃之间，保持温度为1-3小时，并随炉体温度24小时降温自然冷却。
6.如权利要求5所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：所述退火温度升为550℃，保持温度2小时，随炉体温度24小时降温自然冷却。
7.如权利要求1所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：对所述风口和铁口框定位、划线时，在风口与铁口框上分别进行中心点标识，并画出十字中心线。
8.如权利要求7所述的一种高炉炉壳制作风口及铁口框与炉体组焊方法，其特征在于：在炉体上画出十字中心线，使风口、铁口框的十字中心线分别与炉体的十字中心线对齐。
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