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1、管理与技术 2006年第1期 转炉炉壳CO2药芯焊材焊接工法一冶机械设备安装公司 刘光秋 余良斌企业工法编号:YYGF-06-2005转炉炉壳在工厂制造成部件,在现场组装焊接成整体。经过武钢三炼钢、三明炼钢厂等转炉现场组装焊接实践证明,科学制定焊接工艺,合理规范施工程序是确保炉壳施工质量和降低工程成本的最佳途径,为使转炉现场组装焊接施工进一步优化,得到可靠的焊接实体,结合以往的施工经验,特制定本工法。1 工艺特点转炉炉壳工厂制造通常分为三段,现场组装焊接两条焊缝。炉壳材质通常为Q345,炉壳
2、厚度为50～95mm。由于材质为低合金钢,炉壳厚度较大,因此焊接时的焊接拘束度也较大,焊接过程中易产生焊接裂纹。针对焊接裂纹问题,本工法在所制定的焊接工艺上对选用焊接方法、焊接材料、焊前预热及焊后热处理等工序都提出了明确的要求,对防止产生裂纹效果明显。此外工法所选定的CO2药芯焊接方法比传统的手工焊接效率有较大的提高(CO2气体保护半自动采用药芯焊丝焊接属于渣气联合保护半自动焊接),而且该方法本身就具有焊接质量好,效率高,适合于厚板焊接等工艺特点。2 适用范围适用于50t以上的转炉炉壳现场组装焊接。3 工艺原理通过采用CO2药芯焊丝焊接工艺
3、,将工厂制造的转炉炉壳部件在施工现场安装焊接成炉壳整体。为了防止(厚板)焊接过程中产生裂纹,采用了焊前预热、焊接和焊后热处理等消除焊接应力和有利于焊缝熔合等技术措施,获得符合焊接质量要求的焊缝。4 工艺流程5 转炉炉壳焊缝退火热处理方案5.1 概述272006年第1期 管理与技术根据转炉设计要求,转炉的现场焊缝焊接完毕应进行消除应力处理。施工中采用了焊缝局部退火消除应力处理方法。根据DL5007—92标准要求,转炉炉壳为16MnR、炉壳厚度95mm,消除应力退火温度应为600～650℃。退
4、火要求:1)升温、降温速度≤65℃/h。2)在300℃以下升温、降温速度可以不控制。3)恒温温度600～650℃、恒温时间2.5小时。 为了保证焊接质量焊缝预热采用红外线加热器,焊缝退火采用两侧均匀布置加热片加热,正反面均铺矿棉保温,矿棉厚度100mm,宽度800mm,并用热电偶控制测温,每四块加热片布置一个测温点。三条焊缝分三次完成。5.2 加热器、热电偶、保温材料的布置5.2.1 加热器布置(如图1)加热器下端支撑在钢筋上,上、下端均用细铁丝绑扎,四块加热器沿焊缝长度方向分布。5.2.2 热电偶布置(如图1)图1在四块加热器背面钢板中
5、间固定一个热电偶。通过与热电偶相联接的XCT-191温度指示调节仪对四块加热器的工作状况实施控制。热电偶的固定采用M16×35的螺栓(帽),在螺帽上开(刨)6×4mm的方槽。三条焊缝共需要M16螺帽和M16×35螺栓各50个;热电偶(EU-2)15个。5.2.3 保温材料及固定(如图2) 为了便于高空作业,减少浪费,加热器上的保温材料采用无碱超细玻璃棉毡或采用矿渣棉,工作温度为600℃。保温材料必须采用软毡,便于布置,也可以采用双层。在加热器旁设置厚80mm,宽600mm的上述保温材料实施保温,焊缝内外也采用相同的方法进行保温。223条焊
6、缝总长78.468m,需用无碱超细玻璃棉毡或矿渣棉:900×80mm,190m;600×50mm,254m。5.2.4 控制柜的放置加热器电缆线路图(如图3)6.3 操作6.3.1 首先对控制柜进行调试,同时培训12名操作人员。6.3.2 退火一次时间较长,需要17小时左右,因此要选择无大风,无雨的天气情况下进行。6.3.3 退火前需要有关部门认可,因为退火后再不能焊接。6.3.4700kw变压器作为退火专用变压器。保证电压稳定,并在事前与甲方及供电部门取得联系,以确保28管理与技术 200
7、6年第1期 施工中不断电。图2图36.3.5 布置加热器和电缆线完毕后,由电工,技术人员检查认可后方可布放保温材料,电缆线两端用胶布做好标记。6.3.6 控制柜上的仪表要由制造厂方人员校核调整。工作时厂方应该有人在场,以保证设备正常工作。6.3.7 所有控制柜(包括备用柜),应该处于完好状态,以便紧急更换。6.3.8 操作中应分工明确,有专门的操作人员,并要求电工巡视检查电缆的安全工作情况。6.3.9 将XC7-191温度指示调节器给定指针调定在600℃,记录仪采用低速度120mm/h。6.3.10 开始工作时导通角定在50%(zk-1定在
8、手动调节),20分钟后根据温升情况再次调节倒通角,即保证升温速度≤80℃/h,降温速度40℃/h,当温度达到600℃后,立即将zk-1定在自动位置。1.5小时后再定为手动,并将z
