为淘汰落后工艺，达到结构优化、产业升级， 提高产品的总体竞争力，本公司新建了炼铁高炉。 高炉容量为4 150 m3,钢结构制作工程量约为1 300 t,最大直径为17 130 mm,炉壳壁厚为45~100 mm。 高炉炉皮共有二十一带，每一带炉皮分4~14块，每 两带炉皮之间存在横缝，每一带炉皮块与块之间存 在纵缝。高炉外壳结构如图1所示。

高炉建设的规模已步入巨型化趋势：炉体容量越来越大，炉体钢板厚度越来越大，焊接的工作量越来越大。传统的炉皮焊接方法，焊接施工劳动强 度大，远不能满足施工进度和建设质量的要求。在本次炉皮焊接中，本公司首次釆用了立缝气电自动焊和横缝埋弧焊工艺，这2种焊接方法能大大提高焊接速度，获得优良的焊缝质量。

 

1焊接性分析

根据设计图样，新高炉炉壳板材质为BB5O3钢, 板厚为45~100mm。BB503钢的化学成分和力学性 能见表1和表2。

* 1 BB503钢化学成分（质*分数）（%）

 

C	Si	Mn	P	s
0.12-0.18	03-0.55	1.25-1.60	W0.02	W0.01
Nb	Ti	Al	N	V
0.015-0.04	0.01-0.035	0.01-0.05	W 0.007	0.02-0.15

 

表2 BB503钢力学性能

 

钢板厚 度/mm	屈服强度 MPa	抗拉强度 RJMPa	伸长率（%）	冲击吸收功4kv /j（or,纵向）	弯曲180。
40	2=315	490-610	。21	N47	d=3a完好
45-65	2295		N23
N70

 

 

采用IIW推荐的碳当量计算公式，计算BB503 钢的碳当量为0.34%~0.48%,其平均值约0.4%,该 钢淬硬倾向不大，焊接性较好。但由于炉壳板厚为 45-100 mm,因此，焊接时需釆取预热和后热措施， 以防止冷裂纹的产生。

2焊前准备

1. 焊前将坡口及其附近40 mm范围内的净油、 锈等污物清除。
2. 对接焊缝焊前设置引弧板及熄弧板，其材 质、板厚、坡口形式同炉壳板块的正式焊缝。自动焊时，引弧板及熄弧板的伸出长度不短于100 mm。
3. 定位焊釆用CO2气保焊，焊接要求同正式 焊接。定位焊焊缝应牢固可靠，焊缝中不得有裂纹、 气孔、夹渣等缺陷。焊后不合格者要用气刨清除后 补焊。定位焊焊缝要求长度小于60 mm，间距为 500-600 mm_o两端的丁字口部位不施焊。
4. 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。
5. 施焊前，复査组装及定位焊质量和焊接部 位的清理情况，如不符合要求，需修正，合格后施 焊。
6. 因炉壳均为40 mm以上的BB503钢厚板， 施焊前要进行预热。预热范围为坡口及其两侧，每 侧宽度不小于板厚的2倍，且不小于100 mm,预热 测温点在距坡口 50 mm处。炉壳间焊缝釆用电加热 片伴随预热。施焊现场环境温度低于0Y时，在始焊点附近 100 mm范围内采用火焰预热至30 Y以上方可施焊。

3炉売焊接工艺

3.1焊接设备

炉壳立缝焊接釆用气电立焊自动焊机，炉壳横 缝焊接釆用横缝埋弧焊机。

3.2坡口形式

立缝的坡口形式为60。的X形坡口，横缝的坡口 形式为40。的K形坡口.其形式如图2所示。

 

 

3.3焊接顺序

1. 三带拼装完后，先进行立缝焊接，立缝每 端留300 mm不焊(丁字口处)。相邻两带炉皮的各 立缝焊完(丁字口处不焊)后，才能开始焊此两带 炉皮间的横缝。在横缝焊接前，将各丁字口处所留 的立缝焊完，然后才能开始焊横缝。
2. 先从炉壳里侧立缝的下端起焊，向上焊接， 焊完第2遍后从外侧清根(内侧不停焊)，这时要把 第1遍的焊层也清掉一部分，当第2遍焊层中的气 孔等缺陷多时，也有必要清除掉重新焊接，确保清 根区域内无夹渣、裂纹，清根后外侧进行焊接，从 立缝的下端起焊，向上焊接。清根后内侧、外侧同 时施焊。
3. 在横缝焊接时，不论是内侧还是外侧，焊 工总体焊接方向必须一致，顺时针或逆时针，且采 用分段退焊的顺序，所用焊接电流、焊条必须相同， 焊接速度基本相同，相邻焊道的接头不允许重叠， 应错开30-50 mm₀先焊内横缝，焊完2遍后，从外 侧清根(内侧不停焊)，这时要把第1层焊层也清掉 一部分，当第2层焊存在的气孔等缺陷多时，也有 必要清除重新焊接，确保清根区域内无夹渣、裂纹， 清根后内侧、外侧同时施焊。
4. 长立缝的焊接应釆取分段退焊的方法，即 将立缝等分2段，从立缝的下端起焊，向上焊接。 这样有利于使焊缝的内应力趋于均匀，且横向收缩 超于一致，便于错边量的调节。
5. 焊接立缝时内、外侧的焊工在焊接速度上 要尽量保持一致，且每条焊道的厚度也应一致，这 样可有效控制角变形的量。

3.4焊工的分布

1. 立缝 每道立缝内、外侧各配1名焊工， 炉壳高超过1 600 m时，内外各配2名焊工(以炉 壳一半高度分开)，但打底焊时内侧先进行，清根后 外侧再进行打底焊。
2. 横缝 每隔2 m内、外侧各配1名焊工， 内外侧相同，打底焊时内侧先进行，清根后外侧进 行打底焊。

3.5焊接工艺参数

根据焊接工艺评定结果确定的焊接工艺参数见 表3。

                                                                    3立焊焊接工艺參數

 

数 方旨、	焊接材料	焊丝规格 /mm	焊接电流 /A	电弧电压	焊接速度 A(cm，minT)	气体流量 /(LTnin-1)	焊接 位置
埋弧焊	H08MnA+ HJ431	巾3.2	420-500	42-48	45-60	一	横缝 对接
气电立焊 自动焊	H08Mn2SiA	(/>1.2	1~3 层: 110-140； 其余： 150-180	20-24	—	—	立缝 对接
C02焊	ER50-6	巾1.0	280-320	32-36	25-35	15-25	定位焊

 

 

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