CN107267700A - 高炉壳体焊缝的消应装置及方法 - Google Patents

高炉壳体焊缝的消应装置及方法 Download PDF

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蒋双全
钱启文
秦建华
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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Abstract

本发明涉及高炉壳体焊缝的消应装置及方法，在壳体外壁设置加热装置覆盖住焊缝及其热影响区，保温层覆盖住加热装置，壳体内壁且位于焊缝区域的位置设置测温装置，测温装置和加热装置还连接有温度控制系统。消应方法，是先在高炉的壳体设置上述加热装置、保温层和测温装置然后以如下温度曲线加热：升温至300℃；然后以≤80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以≤60℃/h的速度冷却至300℃以下；最后冷却至常温，去除测温装置、加热装置和保温层。加热装置可以覆盖壳体的整条焊缝及热影响区，测温装置监测焊缝温度，由温度控制系统控制，以特定温度曲线进行升温降温，使整条焊缝同步升温消应，具有更好的处理效果。

Description

高炉壳体焊缝的消应装置及方法
技术领域
本发明涉及炼铁的高炉，具体的是壳体焊缝区域消除应力的装置和方法。
背景技术
用于炼铁的高炉，其壳体是由很多块厚钢板焊接组成，由于厚钢板的刚性大，在焊接时会产生很大应力，因此，对高炉外壳焊缝区域进行消除应力处理，是影响高炉壳体质量的重要工序。
现行的消除焊缝应力的方法，有火焰加热消应以及超声波冲击消应，两种方法都需要沿焊缝逐步消应。但对于高炉这种大型设备，其焊缝距离长，钢板厚度大，上述逐步消应的方法难以达到最佳的消应效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高炉壳体焊缝的消应装置及方法，可以更好的对高炉壳体焊缝消应处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
高炉壳体焊缝的消应装置，包括高炉的壳体，所述壳体具有焊缝，壳体外壁设置有加热装置和保温层，所述加热装置覆盖住焊缝及其热影响区，所述保温层覆盖住加热装置，壳体内壁且位于焊缝区域的位置设置测温装置，所述测温装置和加热装置还连接有温度控制系统。
进一步的，壳体外壁位于保温层和加热装置上侧和/或下侧的位置，分别设置有挂具，所述保温层和/或加热装置与挂具连接；所述测温装置设置在焊缝上侧20～30mm处。
进一步的，所述加热装置为履带式电加热器，所述保温层为硅酸铝针刺毯，所述测温装置为热电偶。
高炉壳体焊缝的消应方法，包括顺序进行的如下步骤：
A、在高炉的壳体设置加热装置、保温层和测温装置：
所述壳体具有焊缝，用加热装置覆盖住焊缝及其热影响区，用保温层覆盖住加热装置，测温装置设置在壳体内壁且位于焊缝区域的位置，所述测温装置和加热装置还连接有温度控制系统；
B、通过温度控制系统对焊缝及其热影响区进行加热，加热按照如下温度曲线：
升温至300℃；然后以≤80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以≤60℃/h的速度冷却至300℃以下；
C、冷却至常温，去除测温装置、加热装置和保温层。
进一步的，所述B步骤中，所述加热的温度曲线是：升温至300℃；然后以50～80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以25～60℃/h的速度冷却至300℃以下。
进一步的，所述A步骤中，先在壳体外壁位于保温层和加热装置上侧和/或下侧的位置分别焊接挂具；所述加热装置为履带式电加热器，保温层为硅酸铝针刺毯，将加热装置和/或保温层用铁丝连接在挂具上；测温装置为热电偶，热电偶的探头外壳焊接在壳体内壁且焊缝上侧20～30mm处。
进一步的，所述A步骤中，在壳体内壁沿焊缝按2～5米的间距，设置多个所述测温装置；所述B步骤的加热过程中，控制相邻测温装置的温度差≤130℃。
本发明的有益效果是：使用上述消应装置及方法，用加热装置覆盖壳体的整条焊缝及热影响区，以保温层保温，由测温装置监测焊缝温度，由温度控制系统控制，以特定温度曲线进行升温降温，使整条焊缝同步升温消应，具有更好的处理效果。
附图说明
图1是本发明的焊缝消应装置的示意图；
图2是本发明的焊缝消应方法涉及的加热曲线示意图；
图中附图标记为：壳体1、焊缝11、测温装置2、加热装置3、保温层4、挂具5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
高炉壳体焊缝的消应装置，包括高炉的壳体1，所述壳体1具有焊缝11，壳体1外壁设置有加热装置3和保温层4，所述加热装置3覆盖住焊缝11及其热影响区，所述保温层4覆盖住加热装置3，壳体1内壁且位于焊缝1区域的位置设置测温装置2，所述测温装置2和加热装置3还连接有温度控制系统。
如图1所示：高炉的壳体1由板材焊接形成，壳体1具有焊缝11。利用加热装置3覆盖住焊缝11及其热影响区，用保温层4覆盖住加热装置3，测温装置2设置在壳体1内壁用于监测焊缝1区域温度，例如测温装置2可以是设置在焊缝11上，或者焊缝附近，例如可以设置在焊缝1上侧20～30mm处。温度控制系统根据测温装置2监测到的温度，来控制加热装置3发热量，确保焊缝11区域可以按照预设的温度曲线进行加热及保温。温度控制系统可以采用现有技术，例如PLC控制系统，单片机控制系统等。
加热装置3和保温层4可以沿整条焊缝设置，例如沿壳体1的环焊缝设置一圈加热装置3及保温层4，可以对一圈环焊缝同步进行升温消应，比传统的局部火焰加热效果更好。温度控制系统可以精确控制加热的温度曲线，有利于提升处理效果。
为便于加热装置3安装，优选的，可以是壳体1外壁位于保温层4和加热装置3上侧和/或下侧的位置，分别设置有挂具5，所述保温层4和/或加热装置3与挂具5连接。
如图1所示，挂具5可以是可拆卸安装或者焊接在壳体1外壁，随后可以将保温层4和/或加热装置3与挂具5绑定。待消应处理完毕，再将保温层4和/或加热装置3拆除。根据情况，挂具5可以保留，或者拆除。
加热装置3和保温层4优选采用柔性材料，便于贴合覆盖在壳体1表面。例如可以是所述加热装置3为履带式电加热器，所述保温层4为硅酸铝针刺毯。
例如对壳体1环焊缝进行消应处理时，履带式电加热器可以沿焊缝环绕一圈包裹住壳体，保温层4再覆盖住履带式电加热器，热量可以均匀的充分传递到焊缝区域。
测温装置2可以是采用热电偶，可以将热电偶的探头外壳临时焊接在壳体1内壁，使导热更好，温度监控更加准确，消应处理完毕后，再将探头外壳的焊点切割。
具体的消应方法，可以是包括顺序进行的如下步骤：
A、在高炉的壳体1设置加热装置3、保温层4和测温装置2：
所述壳体1具有焊缝11，用加热装置3覆盖住焊缝11及其热影响区，用保温层4覆盖住加热装置3，测温装置2设置在壳体1内壁且位于焊缝1区域的位置，所述测温装置2和加热装置3还连接有温度控制系统；
B、通过温度控制系统对焊缝11及其热影响区进行加热，加热按照如下温度曲线：
升温至300℃；然后以≤80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以≤60℃/h的速度冷却至300℃以下；
C、冷却至常温，去除测温装置2、加热装置3和保温层4。
即是沿焊缝区域设置加热装置3和相应的保温层4，用于对焊缝及热影响区加热保温，测温装置2设置在壳体1内壁且位于焊缝1区域的位置，对焊缝1区域进行温度监控。
装置设置完毕后，温度控制系统控制加热装置3按照预设温度曲线对焊缝1区域进行加热。即是测温装置2得到的温度发送至温度控制系统，由温度控制系统控制加热装置3发热量，使焊缝区域温度符合预设的温度曲线。
温度曲线如图2所示，先以任意速度升温至300℃；然后以≤80℃/h速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以≤60℃/h速度冷却至300℃以下。
随后可以任意速度冷却至常温，再去除测温装置2、加热装置3和保温层4等，处理完毕。
更优选的升温曲线可以是，升温至300℃；然后以50～80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以25～60℃/h的速度冷却至300℃以下。可以兼顾处理效率和消应效果。
如前所述的，如果加热装置3采用履带式电加热器，保温层4采用硅酸铝针刺毯，则可以在所述A步骤中，先在壳体1外壁位于保温层4和加热装置3上侧和/或下侧的位置分别焊接挂具5；可以将加热装置3和/或保温层4用铁丝连接在挂具5上；测温装置2如果采用热电偶，可以是热电偶的探头外壳焊接在壳体1内壁位于焊缝1处，使温度检测准确，优选的可以是设置在焊缝1上侧20～30mm处。
对于高炉壳体，其尺寸通常较大，设置测温装置2时，优选的可以是在壳体1内壁沿焊缝1按2～5米的间距，设置多个所述测温装置2。
B步骤中按照温度曲线加热时，最好是控制相邻测温装置2的温度差≤130℃。以免因焊缝加热不均，影响消应效果。

Claims (7)

1.高炉壳体焊缝的消应装置，包括高炉的壳体(1)，所述壳体(1)具有焊缝(11)，其特征在于，壳体(1)外壁设置有加热装置(3)和保温层(4)，所述加热装置(3)覆盖住焊缝(11)及其热影响区，所述保温层(4)覆盖住加热装置(3)，壳体(1)内壁且位于焊缝(1)区域的位置设置测温装置(2)，所述测温装置(2)和加热装置(3)还连接有温度控制系统。
2.如权利要求1所述的高炉壳体焊缝的消应装置，其特征在于，壳体(1)外壁位于保温层(4)和加热装置(3)上侧和/或下侧的位置，分别设置有挂具(5)，所述保温层(4)和/或加热装置(3)与挂具(5)连接；所述测温装置(2)设置在焊缝(1)上侧20～30mm处。
3.如权利要求2所述的高炉壳体焊缝的消应装置，其特征在于，所述加热装置(3)为履带式电加热器，所述保温层(4)为硅酸铝针刺毯，所述测温装置(2)为热电偶。
4.高炉壳体焊缝的消应方法，其特征在于，包括顺序进行的如下步骤：
A、在高炉的壳体(1)设置加热装置(3)、保温层(4)和测温装置(2)：
所述壳体(1)具有焊缝(11)，用加热装置(3)覆盖住焊缝(11)及其热影响区，用保温层(4)覆盖住加热装置(3)，测温装置(2)设置在壳体(1)内壁且位于焊缝(1)区域的位置，所述测温装置(2)和加热装置(3)还连接有温度控制系统；
B、通过温度控制系统对焊缝(11)及其热影响区进行加热，加热按照如下温度曲线：
升温至300℃；然后以≤80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以≤60℃/h的速度冷却至300℃以下；
C、冷却至常温，去除测温装置(2)、加热装置(3)和保温层(4)。
5.如权利要求4所述的高炉壳体焊缝的消应方法，其特征在于，所述B步骤中，所述加热的温度曲线是：升温至300℃；然后以50～80℃/h的速度升温至620±20℃；保温1.5h；然后以25～60℃/h的速度冷却至300℃以下。
6.如权利要求5所述的高炉壳体焊缝的消应方法，其特征在于，所述A步骤中，先在壳体(1)外壁位于保温层(4)和加热装置(3)上侧和/或下侧的位置分别焊接挂具(5)；所述加热装置(3)为履带式电加热器，保温层(4)为硅酸铝针刺毯，将加热装置(3)和/或保温层(4)用铁丝连接在挂具(5)上；测温装置(2)为热电偶，热电偶的探头外壳焊接在壳体(1)内壁且焊缝(1)上侧20～30mm处。
7.如权利要求5所述的高炉壳体焊缝的消应方法，其特征在于，所述A步骤中，在壳体(1)内壁沿焊缝(1)按2～5米的间距，设置多个所述测温装置(2)；所述B步骤的加热过程中，控制相邻测温装置(2)的温度差≤130℃。
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