新旧炉壳焊接的研究与应用

摘 要：本文主要根据高炉炉检修施工管理经验，相关炉壳焊接资料，从新、旧炉壳结合坡口形式、焊接选择、焊接参数的确定等方面阐述新、旧炉壳的焊接方法。

关键词：炉壳；焊接；应用

中图分类号：TG333 文献标识码：A

前言

钢铁生产的集中专业化、和设备的大型高效化是现代国内外钢铁工业发展的趋势。高炉大型化是炼铁原料、设备、操作综合发展的结果，同时也是衡量一个国家生产水平的重要指标。作为钢铁生产的主要设备，在生产中承担着主要角色。长时间使用，会影响其使用寿命，降低高炉的安全可靠性。而高炉炉壳局部更换则是解决这一问题的主要途径。当今冶炼事业飞速发展，高炉新旧炉壳焊接，被越来越多的炼钢生产厂家和冶金施工企业所采用。高炉局部更换的恢复性大修比较常见，目前我国没有专门的有关高炉结构、焊接规程和规范，现行相关设计规程和控制标准；相关的科技文献也极少，基本上还是以经验和参照国外设计图纸为主方式进行。

1 高炉炉壳更换

对高炉炉壳局部更换或者焊接，主要还是凭借经验进行操作。采用拆一块、镶补一块的逐块更换施工法，有时炉壳要分成十几块进行更换，这种方法使炉壳的更换质量难以得到保证。施工工期长，不利于高效生产。高炉本体炉壳更换分两种情况：

第一种情况：为满足工艺需要进行的更换。即高炉炉壳在生产中变形超过设计允许的变形范围时；

第二种情况：为满足施工需要进行的炉壳更换。即位现场开控部分而进行的炉壳更换。新炉壳是用新轧制的钢板冷制作出来的，其材质一般选用Q235B，化学成分未发生任何变化。而旧炉壳则在日常炼铁生产中常年处于高温环境，其化学成分已经发生了非常大的变化。通过对两者的成分进行分析，和在新、旧炉壳间的焊接实验证明，新、旧炉壳结合焊接在改进焊接工艺的基础上是可以进行的。

更换高炉炉腰以上的炉壳时，有时采取将需要更换的炉壳以上的炉体及附属部件悬吊处理，从而实现炉壳整圈更换。这样可以加快工期，有利于施工质量。无论采取哪一种更换方式，都存在由于上部炉体在自身重力、新旧炉壳水平缝焊接时的收缩应力和其他因素的作用下，上部炉体会出现下沉现象。因此，必须要有可靠的措施将其下沉量控制在允许范围内。

2 焊接方法

在新、旧炉壳的焊接过程中，要根据新、旧材料的机械性能、化学成分、工作环境等制定撞门焊接工艺，严格对辅助材料进行选择，对焊条要按照规范烘干，对焊接规范、焊接顺序等进行调整。在考虑钢板的进料时，应考虑因制造和安装时需要的对焊缝收缩余量以及气割缝等的加工余量。还应该考虑旧炉壳的制造安装误差和实际生产过程中的可能变形量等因素。炉壳焊缝竖缝时为x型坡口，采用数控自动火焰切割；水平缝时为单面V型坡口，采用机械刨削加工。

为保证新、旧炉壳焊接牢固，密封严密，新、旧炉壳一律打双面K形坡口，双面焊接，坡口角度45°，钝边2mm，对口间隙2mm，坡口形式日下图：

炉壳安装过程中，如果发现旧炉壳变形比较严重，与新炉壳对接焊接错边比较大时，需要用火焰将其烤软，然后用大锤或其他工具进行捶击，使其向相反方向变回初始状态，以便与新路口入对接焊接。所有新、旧结合处焊缝必须都用磨光机将焊道打磨干净，露出金属光泽，并经技术人员检验确认后方可施焊。所有新、旧炉壳的焊接尽量采用CO2气体保护焊，以减小焊接变形，加快焊接速度。焊接过程中，应采用大电流、快速度的方法进行焊接。赶热闹局对缝隙的间隙和板材的厚度，掌握焊缝熔敷系数和焊接的热循环规范参数要求进行施焊。

一般情况下，高炉炉壳的厚度都在3mm以上，所以，要进行多层次的焊接，对每层焊接缝都要清理干净后，方可进行下道焊缝的焊接。在对新、旧炉壳结合吃进行打底焊接、填充焊接的过程中，必须进行分段对称焊接，尽量减小焊缝变形中的残余应力。新、旧炉壳结合焊接也可以采用电焊条进行焊接，此时应根据母材选择焊材，常采用E4316焊条焊接。E4316焊条是低氢型焊条，主要用于焊接重要的低碳钢和低合金钢的结构，如造船、桥梁、压力容器等。焊接参数列表：

结语

按照上述方法焊接后的新、旧炉壳焊缝，表面不会有裂缝、焊瘤、气孔等缺陷，焊缝表面非常平整光滑。焊接完毕对其进行探伤，合格率在100%。随着高炉大修、检修的新探索新实践，新、旧炉壳结合焊接的成功案例越来越多，其独特的技术优势和经济效益越来越明显。此技术既节约了临时支撑的材料用量，同时也节约了制作、安装费用，为今后高炉炉壳检修施工提供了宝贵经验。

参考文献

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