4000m3特大型高炉风口法兰焊接和热处理工艺

包头职业技术学院（内蒙古 014035）生利英

在高炉工程安装施工中，送风装置是高炉能否正常运转和保持生产高效的关键部位，而风口法兰安装的精度直接影响着送风装置的功能。可以说高炉工程中风口法兰安装关系着整个高炉的使用情况，如偏差超限过大，将会影响高炉内设计预想的供风及燃烧状况，造成高炉炼铁利用系数下降，降低高炉的使用寿命。本文介绍4000m3特大型高炉如何在保证质量前提下快速的进行风口法兰安装。

1.风口法兰装配

风口段整带组装后，在风口带上放好风口孔的切割线、检查线、四芯标记，如图1所示。

图1 风口孔划线定位图

风口法兰准备好后，装配于炉壳上，并完成定位焊，如图2所示。装配按照法兰四芯与炉壁四芯标记对齐，并在风口法兰上等分16点，分别测量法兰内壁到炉壳内壁的距离，风口法兰检查线到炉壳外壁的距离，调整风口法兰到正确位置。

风口法兰装配后，按图3检查以下项目：

第一，全部风口法兰中心线水平度：使用水准仪测量。

图2 风口法兰装配

图3 风口法兰检查指标

第二，风口法兰中心线标高：使用水准仪测量。

第三，风口法兰中心线角度：用钢卷尺和全站仪测量。

第四，风口法兰中心线夹角：使用钢卷尺测量。

第五，风口法兰伸出炉壳表面距离：使用钢板尺测量。

第六，风口法兰倾斜检查如图3中L1与L2之差≤2mm。

风口法兰检查符合要求后进行焊接。

2.风口法兰与炉壳的焊接工艺

（1）焊接方法及焊材 风口法兰与炉壳焊接采用CO2气体保护焊，焊接材料为ER50－6。

（2）坡口形式 风口法兰与炉壳焊接坡口形式和尺寸如图4所示。

图4 风口法兰与炉壳焊接坡口形式

（3）风口定位焊接 每个风口在找正完毕后先里面焊接8个点（沿圆周均匀布置），每个点长度约50mm，做好风口法兰焊接前的定位，如图5所示。

图5 风口段焊接状态

（4）焊接顺序 按照高炉的风口个数(4000m3高炉为38个)，首先是在炉壳上两对称法兰同时施焊，即同时对五个风口进行焊接（这五个风口沿圆周均匀布置）。每个风口均先焊接大坡口侧4～5层，后对小坡口侧进行气刨清根并打磨光亮，再对小坡口侧焊接3～4层，然后又对大坡口侧施焊到焊满。每焊接一层都必须对焊缝及坡口进行打磨光亮后才继续施焊，并对焊接过程中的缺陷进行检查和修补。施焊时不允许间断，对每条焊缝应连续焊完。每个风口安排两位焊工同时分道、分层施焊，如图6所示。

图6 焊接顺序

（5）焊接参数 根据焊接工艺评定确定焊接参数，如附表所示。

焊接参数

（6）消氢处理 利用预热设备进行消氢处理。焊完后，立即升温到250℃，恒温2.5～3h，然后缓冷。焊接完成的风口带，再次组装成整圈。重新检查各项尺寸偏差，检查合格的炉壳进行整体热处理。

3.焊后热处理工艺

由于风口段板厚较大（100mm），一周还焊装38个风口大套，使风口法兰焊接残余应力很大，因此焊接完成后要采用炉内热处理。热处理工艺如图7所示。

图7 热处理工艺

入炉时炉内温度≤400℃，400℃以前可以自由升温。当温度升至400℃后，升温速度≤55℃/h，最小可为50℃/h。升温时加热区内任意位置的温差≤120℃，加热至(620±20)℃时保温，保温时间≥2.5h。保温时，加热区内最高与最低温度之差≤65℃。升温和保温期间应控制加热区气氛，防止构件表面过度氧化，到保温时间后开始降温。当炉温高于400℃时，降温速度不得超过65℃/h，最小可为50℃。出炉时炉温≤400℃，出炉后构件应静止在空气中冷却。

已经过焊后热处理的分片若有补焊，必须进行局部热处理或重新进行整体热处理。两个分片之间的纵向对接焊缝焊接后必须进行局部热处理，局部热处理工艺同整体热处理。但焊缝每侧的加热宽度不得小于板厚的3倍。热处理完的炉壳再组装成整圈一次，检查各项尺寸偏差。

4.结语

风口法兰安装是一项严密和紧凑的工序，需要施工项目负责人统一指挥，现场技术人员、施工员及作业人员充分沟通交底，提前把工作安排到位才能在短时间内把本项工作保质保量完成好。