CN109759734A - 高炉炉顶法兰安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉炉顶法兰安装方法，焊前预热至190～210℃；采用筋板对法兰进行加固约束变形，筋板沿炉顶外围均匀间隔设置；对法兰进行初步调平，调平后焊接筋板与炉体间的焊缝；对法兰进行精准调平，沿法兰中心按照十字对称对法兰进行四点调平，并点焊四点方位相应筋板与法兰之间的立焊缝，按照上述方式逐步完成法兰的精准调平和所有筋板与法兰之间的立焊缝点焊后，采用跳反焊法对所有筋板与法兰之间的立焊缝进行焊接；法兰焊接时沿法兰中心按照十字中心线的四点位置同步进行焊接，焊接采用分段逆向焊接法，焊接过程中同步换向。法兰焊接过程中采用水准仪和钢铟尺进行焊接变形监控。本发明能够提高法兰安装质量，缩短施工工期，有利于降低施工成本。
Description
技术领域
本发明属于法兰安装的技术领域，特别是涉及一种高炉炉顶法兰安装方法。
背景技术
高炉炉顶装料设备，不管是采用钟-阀式炉顶装料设备，还是采用无料钟炉顶装料设备，如果与炉顶法兰直接相连的设备或者设备与炉顶法兰间的密封出现问题需要检修的时候，处理时都相当麻烦。如果炉顶法兰安装质量不好或密封处理不当，都会直接影响炉顶装料设备的使用寿命，从而影响高炉的一代炉龄，影响业主的生产效益。
国家有关施工规范和现代高炉炉顶设备的制造厂家技术文件通常对炉顶法兰的安装水平度要求如下：
①炉顶法兰上顶面圆周内最高点与最低点的高低差不大于0.85mm；
②炉顶法兰上顶面圆周内任意120度范围内高低差不大于0.30mm；
③炉顶法兰上顶面圆周内任意30度范围内高低差不大于0.20mm；
④根据测量的不少于60点的标高作曲线图，要求圆周内应以小波浪线为宜。
作以上的要求是因为：如果达不到上述要求，采用钟阀式炉顶时，将影响大钟与钟座的密封；采用无料钟炉顶时，螺栓紧固后将导致旋转布料器传动齿轮箱底座变形，从而导致齿轮箱过早失效；同时还将影响炉顶设备与炉顶法兰间的密封，在炉顶段时间出现高温时，将导致密封材料烧损、密封失效，从而炉顶区域出现高炉煤气泄漏，造成严重的安全生产隐患。
传统工艺的主要特点是只采用跳反焊法，不对中间过程加以监控，焊前预热措施实施过程繁琐，而安装水平度只能达到全圆周内高低差不大于5mm，达不到炉顶装料设备安装的要求，需要后续再处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉炉顶法兰安装方法，提高安装质量，缩短施工工期，有利于降低施工成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种高炉炉顶法兰安装方法，包括以下步骤：
(1)焊前对法兰预热至190～210℃；
(2)通过刚性固定法采用筋板对法兰进行加固约束变形，所述筋板沿炉顶外围均匀间隔设置；
(3)对法兰进行初步调平，调平后焊接筋板与炉体间的焊缝；
(4)对法兰进行精准调平，沿法兰中心按照十字对称对法兰进行四点调平，并点焊四点方位相应筋板与法兰之间的立焊缝，按照上述方式逐步完成法兰的精准调平和所有筋板与法兰之间的立焊缝点焊后，采用跳反焊法对所有筋板与法兰之间的立焊缝进行焊接；
(5)法兰焊接：焊接时沿法兰中心按照十字中心线的四点位置同步进行焊接，焊接采用分段逆向焊接法，焊接过程中同步换向。
(6)法兰焊接过程中采用水准仪和钢铟尺进行焊接变形监控，若发现焊接过程中的异常变形，及时进行调整处理。
所述步骤(1)的焊前预热温度为200℃。
所述步骤(1)的焊前预热采用电加热的方式。
相邻板筋之间沿法兰的周向长度控制在400mm以下。
炉顶按照法兰孔的位置竖向焊接有螺栓，所述法兰吊装到炉顶上时法兰孔穿过螺栓且法兰孔的上下侧的螺栓上分别设有调平螺母，所述步骤(3)和步骤(4)中通过调节和紧固螺母对法兰进行调平。
所述步骤(5)在对法兰进行焊接时每焊接200mm换向一次。
所述步骤(5)在对法兰进行焊接的过程中，焊接中断时间不得超过20分钟。
有益效果
本发明高炉炉顶法兰安装方法涉及到法兰定位、焊接工艺和过程测量监控的改进：
第一，法兰调平位置通过加焊筋板进行定位加固，能够有效控制法兰在焊接过程中产生的变形，有利于提高法兰安装的精度和质量。
第二，筋板的焊接工艺中，法兰初步调平后对筋板与炉体间的焊缝进行焊接，此时产生垂直方向的收缩变形，再进行精准调平，有效避免筋板与炉体焊接对法兰造成的变形影响。筋板与法兰之间先分批精调、点焊再跳反焊接的工序能够使得对法兰的定位进行准确。
第三，法兰焊接采用分段逆向焊接法，能够使得法兰焊接的变形更加均匀，有利于保证法兰安装的水平度。
第四，法兰焊接过程中采用水准仪和钢铟尺两种监控方法结合对焊接过程的法兰变形进行监控，利用两种方法各自的优点，相互克服两种监控方法的局限，使得对于焊接变形的监控更加精确。
本发明能够有效保证法兰安装的水平度，提高安装质量，避免返修，有利于缩短施工工期，降低施工成本。
附图说明
图1为筋板与炉体和法兰焊接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
在山钢2#5100m3高炉工程中，采用了一种改进型高炉炉顶法兰安装方法，包括以下步骤：
(1)焊前采用电加热的方式对法兰1预热至200℃。
(2)采用刚性固定法用筋板3对法兰1进行加固约束变形：沿圆周方向在炉顶外周均匀间隔设置筋板3，筋板布置过于紧密会增加焊接工作量，筋板布置过于稀疏又会降低焊接变形控制的效果，根据炉顶法兰的厚度和经验，相邻板筋3之间沿法兰的周向长度筋板控制在400mm之内较为合适。如山钢2#5100m3高炉炉顶法兰外径为φ3200mm，则圆周长为10048mm，要求布置30块筋板，炉顶法兰螺栓孔共60个，即每隔两个螺栓孔布置一块筋板。
(3)采用合理的筋板3焊接顺序，控制变形方向：筋板焊接顺序特别重要，根据焊缝变形的特性，在实际操作中，我求在法兰初步调平调正后必须先焊接筋板3与炉体2间的焊缝，此时焊缝主要产生垂直方向的收缩变形，然后精调法兰，精调时沿法兰中心按照十字对称先调好对称的4个点，点焊点位相应位点的筋板与法兰间的立焊缝，然后再选择对称的4个点进行精调、点焊，这样逐步将所有的筋板都与法兰点焊固定好，然后采用跳反焊法将所有立焊缝焊接完。精调、点焊过程中切忌点焊筋板顶部与法兰下表面间的焊缝。炉顶按照法兰孔的位置竖向焊接有螺栓，法兰吊装到炉顶上时法兰孔穿过螺栓且法兰孔的上下侧的螺栓上分别设有调平螺母，步骤(3)中通过调节和紧固螺母对法兰进行调平。
(4)法兰1焊接采用分段逆向焊接法使法兰焊接变形更加均匀：焊接时安排四个电焊工，分布在炉顶法兰纵向中心线和横向中心线的四个中心点位置，焊接应采用分段逆向焊接法，焊接过程中同时换向，换向间隔时间要求每焊接200mm换一次方向。焊接中间不允许发生20分钟以上的中断，这样可以避免焊接中途因焊接中断，焊缝时冷时热引起的焊缝不稳定变形。焊接过程中测量人员进行不间断测量。
(5)焊接过程中采用水准仪和钢铟尺进行焊接变形监控：为了随时了解焊缝变形况，使焊接过程的质量保持在受控状态，必须在焊接过程中加以监控，及时发现焊接过程中的异常变形并加以及时处置。同时采用水准仪监控和平尺监控是为了利用两种方法各自的优点，克服两种监控方法各自的局限。水准仪监控更精确，但因炉顶同时有其他专业施工及风力的影响，水准仪的底座可能产生晃动而影响精度且不直观，平尺监控更为直观但精度不如水准仪。
与山钢2#5100m3高炉工程形成对比的是：在山钢1#5100m3高炉工程中，由于采用的传统工艺，仅仅焊缝焊接和焊缝返修就用了28天，焊后检查法高低差为5mm，达不到无料钟炉顶装料设备安装的要求，经过研究对法兰上顶面进行焊补，然后研磨，又用了9天，合计37天时间。而在山钢2#5100m3高炉工程中，通过采用上述高炉炉顶法兰安装方法，仅用6天时间就完成了炉顶法兰的就位、调整、焊接、报验等工作，缩短工期31天。与现有技术相比，本发明的安装方法能够有效保证法兰安装的水平度，提高安装质量，避免返修，有利于缩短施工工期，降低施工成本。
Claims (7)
1.一种高炉炉顶法兰安装方法，包括以下步骤：
(1)焊前对法兰(1)预热至190～210℃；
(2)通过刚性固定法采用筋板(3)对法兰(1)进行加固约束变形，所述筋板(1)沿炉顶外围均匀间隔设置；
(3)对法兰(1)进行初步调平，调平后焊接筋板(1)与炉体(2)间的焊缝；
(4)对法兰(1)进行精准调平，沿法兰(1)中心按照十字对称对法兰(1)进行四点调平，并点焊四点方位相应筋板(3)与法兰(1)之间的立焊缝，按照上述方式逐步完成法兰(1)的精准调平和所有筋板(3)与法兰(1)之间的立焊缝点焊后，采用跳反焊法对所有筋板(3)与法兰(1)之间的立焊缝进行焊接；
(5)法兰(1)焊接：焊接时沿法兰(1)中心按照十字中心线的四点位置同步进行焊接，焊接采用分段逆向焊接法，焊接过程中同步换向。
(6)法兰(1)焊接过程中采用水准仪和钢铟尺进行焊接变形监控，若发现焊接过程中的异常变形，及时进行调整处理。
2.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：所述步骤(1)的焊前预热温度为200℃。
3.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：所述步骤(1)的焊前预热采用电加热的方式。
4.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：相邻板筋之间沿法兰的周向长度控制在400mm以下。
5.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：炉顶按照法兰孔的位置竖向焊接有螺栓，所述法兰吊装到炉顶上时法兰孔穿过螺栓且法兰孔的上下侧的螺栓上分别设有调平螺母，所述步骤(3)和步骤(4)中通过调节和紧固螺母对法兰进行调平。
6.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：所述步骤(5)在对法兰进行焊接时每焊接200mm换向一次。
7.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶法兰安装方法，其特征在于：所述步骤(5)在对法兰进行焊接的过程中，焊接中断时间不得超过20分钟。
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