热风炉炉壳焊接过程控制

王仿　王振　李艳艳

摘 要：热风炉在高温下工作并承受一定的压力，因此热风炉炉壳的焊接质量直接影响着热风炉的安全使用和节能高效。因此在热风炉的建造过程中，焊接制作是保证热风炉质量的关键。

关键词：热风炉；气电立焊；自动横焊；焊接质量

安钢集团公司工程技术分公司根据总公司承接1#高炉的四座热风炉的拆除重建。热风炉的生产过程中不断承受高温以及一定压力，因此炉壳的质量直接影响到热风炉的使用寿命。

1.炉壳的制作工艺

1.1炉壳的卷制

热风炉从上至下共分为20带，每带高度为1～2.5米，同时每带炉壳又分四片进行制作。先检查原材料，测量没快钢板的厚度和尺寸是否符合要求并附有材质证明。合格后根据图纸进行切割下料，然后进行二次检查，测量下料尺寸是否在允许误差范围内。合格后按照排版图顺序用辊床压成弧形并用事先准备好的样板检测弧度是否合格。要求炉皮不贴合度小于1mm；辊压符合要求后，加临时角钢支撑防止弧形板变形，进行二次号料并切去加工余量。根据图纸要求进行边缘处焊缝坡口加工。坡口制作采用半自动切割机切割或刨边机加工，要求坡口内壁光滑，宽窄均匀，切割损伤位置补焊后用磨光机打磨干净。

1.2炉壳组装

炉壳分带分片制作完后，设置组装平台并用水平仪惊醒抄平。炉壳在组装平台上按照从下网上的顺序一带一带进行组装。在组装中要注意以下几点：①接头处的错边量，允许偏差±2mm；②接头处的曲率半径，用样板检测必须合格；③炉体母线垂直度，允许偏差小于本带炉体高度的1/1000。

组装完成后的炉壳需焊接内衬板进行固定，并用工字钢分上下两层按三角形对单块炉壳内表面进行拉结加固防止变形；组装不符合要求的进行火焰矫正或是重新辊压处理。必要时可使用倒链等工具进行拉压。组装合格的炉体上标注上0?、90?、180?、270?分度垂直素线作为现场安装的就位标记。

2.炉壳焊接工艺

2.1焊接方法及焊接材料

炉壳制作的主要焊缝类型、拟采用的焊接方法及焊接材料选用如下表：

2.2焊前准备

（1）焊接工作由持有相应项目、并在有效期限内的焊工合格证的焊工承担。焊接炉壳的焊工上场前必须通过焊接模拟考试。

（2）焊前进行技术和安全交底。

（3）焊前，焊缝坡口及附近50mm范围内清除净油、锈等污物。

（4）对接焊缝焊前设置引弧板、熄弧板，其材质、板厚、坡口型式等同正式焊缝。手工电弧焊及CO2气保焊的引出长度不少于60mm；自动焊引出长度不少于100mm。

（5）定位焊采用手工电弧焊或CO2气保焊，焊接要求同正式焊接。定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

（6）组装时，应将待焊工件垫置牢固，以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。

（7）施焊前，复查组装质量、定位焊质量和焊接部位的清理情况，如不符合要求，修正合格后方可施焊。

2.3焊前检查

焊前对坡口精度（间隙、错边）、坡口清洁度、焊工合格证、焊材、预热温度、施焊环境、焊接工装设备进行检查，不符合规定的必须整改，不得施焊。

2.4焊接过程

上下两带炉壳安装就位并经测量合格后方可焊接。

堆焊：对于坡口间隙过大的部位，正式开焊前先进行局部堆焊，以减小应力，防止裂纹的产生。

由6～8名焊工均匀分布于圆周上，同时同向对称分段退焊。采用多层多道焊。

内侧焊完后，外侧清根，再焊外侧。

在必要时进行预热以防止焊接裂纹产生，预热采用智能温控电加热设备进行。在一切焊前准备就绪，电焊固定后，并将电加热器固定在焊缝两侧，启动电加热器对焊缝坡口及其两侧进行预热，以减缓焊缝区域的温度梯度。

2.5焊后检查矫正

焊缝质量检验按《冶金机械设备安装工程施工及验收规范—炼铁设备》YBJ208-85及《钢制压力容器》GB150-1998进行，低碳钢焊接完毕冷却后即可进行外观检查。低合金钢焊缝焊接完毕24h后方可进行外观检查。对接焊缝的外观质量检查应符合图纸的设计要求。角焊缝的焊角高度应符合设计文件的规定，其外形应平缓过渡，表面不得有裂缝、气孔、夹渣等缺陷，咬边深度不得大于0.5mm。

焊接完成后，针对局部变形较大，椭圆度超标的地方采用火焰加热进行矫正，根据压成后的曲率与实际需要的曲率差距的大小，决定烘烤的部位、长度、宽度等。同时要再次检查炉壳的母线垂直度是否符合要求。

3.无损检测

无损检测在外观检测合格后并且在焊后24小时后进行。按照要求进行100%超声波无损检测，对不合格的部位进行返修，并在返修后重新进行检测。超过两次返修而检测不合格的焊缝需切割掉重新进行组装焊接。

4.炉壳逐带安装

根据每代炉壳组装后标记的方位（0?、90?、180?、270?）确定炉壳的放置位置，并进行找平、对照中心等。合格后进行焊接，焊前准备和焊前检查等依据上述要求进行。焊接完成后进行对其安装中心、标高、变形量等进行检查，对存在的焊接变形采取火焰加热进行处理并在24小时后进行超声波无损检测，严格确保每一带炉壳的安装质量。

5.结语

按上述工艺进行热风炉炉壳的辊制、组对、焊接、检查后，整个热风炉的炉壳表面变形、截面圓度以及每带炉壳的同心度等都符合验收要求。为保证热风炉的安全使用做好了良好的基础，为生产的节能高效尽我们的一份力。

参考文献：

[1]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

[3]《钢制压力容器焊接规范》（JBT4709-2007）

[4]《冶金机械设备安装工程施工及验收规范—炼铁设备》（YBJ208-85）

[5]《钢制压力容器》（GB150-1998）