转炉炉口法兰在线更换技术实践

王 盛

（山东钢铁集团日照有限公司，山东 日照276800）

1 前 言

国内的氧气顶吹转炉炼钢均是在1 600 ℃以上的高温进行。转炉炉体一般由炉壳上段、炉壳中段、炉壳下段3部分组成。为延长炉壳上段的使用寿命，一般在炉壳上段顶端设有圆环形炉口，以方便工作时加料、插入氧枪、排出炉气和倒渣。为了保护炉口，普遍采用循环水强制冷却的水冷炉口。其优点是可以减少炉口上的粘结物，而且易于清理，可以加强炉口刚性，减少炉口的变形，改善应力状态，延长炉壳、炉衬的寿命。

2 技术攻关实施

2.1 技术实施难点

炉口法兰在线更换的难点：一是要保证焊接质量；二是要控制炉壳上段锥度的变形，确保炉口法兰的水平度、炉口法兰中心与炉体中心相重合等技术要求。为此，通过精确切割、制定合理的焊接工艺，并运用合理的加固方式以及热处理等措施，成功地完成了转炉炉口法兰在线更换。

2.2 旧炉口法兰拆解

在旧炉口法兰切割前，先将转炉炉口摇至垂直向下，在炉壳上锥段找出转炉十字中心线，距离炉口上端相近位置用钢管做“米”字支撑，防止旧炉口法兰切割后炉壳上锥段变形。此时炉口法兰垂直向下放置，炉底车上气割作业。先将炉口法兰下端面和炉体上锥段各焊4个吊耳，吊耳沿法兰成90°放置，用吊链对法兰进行栓挂。然后将炉口法兰下筋板与炉体法兰结合处割开，切割操作时尽量沿着法兰下表面，这样保证了筋板的上端面处于同一平面上。继续对炉体法兰进行切割，切割过程中每隔2 500 mm 预留100 mm 不割，切割作业时割嘴紧贴炉口法兰下端面，最后由两名操作人员同时对称切割预留的100 mm，使炉口法兰与炉体上锥段脱离，4根倒链平稳将旧炉口法兰放置在炉底车上。摇炉使炉口垂直向上，以炉体上锥段上沿外端为基准，与水平成30°向下进行切割，保证将原焊缝割除干净，修磨表面直至露出金属光泽。

2.3 新炉口法兰的装配

新炉口法兰制作时，已经在中心钻1个直径10 mm的中心孔，方便现场对装法兰时找正中心，如图1 所示。炉口垂直向上进行对装新法兰，将炉口法兰移至到图纸标示的位置后，观察炉口法兰与炉体上锥段闪缝情况，对筋板和炉体上锥段局部高点进行割除，保证闪缝最大尺寸≯8 mm。采用水平尺先将炉体法兰找水平，然后炉口法兰中心分4个部位测量炉口法兰上端面至转炉球铰支撑法兰上端面的实际尺寸，用实际测量尺寸与图纸尺寸对比，尺寸相差控制在10 mm 即可。调整炉口法兰中心与炉体中心重合，从炉口氧枪口正中心垂下线锤，观察线锤与炉口法兰Φ10中心孔的位置关系，用吊链对炉口法兰进行微调，保证线锤与炉口法兰Φ10中心孔的中心重合。此时，炉口法兰的水平度、炉口法兰中心与炉体中心相重合均得到保证。

图1 新炉口法兰

2.4 新炉口法兰的焊接工艺

此时炉口垂直向上，先将炉口法兰下筋板与炉口法兰下端面进行仰焊，焊角高10 mm，对炉口法兰与炉体上锥段进行定位焊，定位焊焊缝长度为80 mm，厚度10 mm，间距700 mm。摇炉至炉口垂直向下，采用CO2气体保护焊进行法兰的焊接作业。焊前先将炉体内、外两侧与炉口法兰焊接处附近20 mm 的铁锈、油污等进行清理。炉口法兰与炉体材质均为16Mn，焊丝选用ER50-6，焊接位置为平焊。由于炉口法兰厚度为80 mm，炉体厚度为60 mm。为了减小焊接应力，防止焊后出现裂纹，焊前进行了预热处理，预热温度150 ℃。采用多层多道的焊接方式，焊接过程中将层与层、道与道之间的焊缝接头错开，层间温度控制在150～200 ℃。为了减小法兰的焊接变形，采用双人双面对称焊接，同时同方向进行施焊，打底层使用较小的焊接电流，适当提高焊接速度，小电流收弧，防止出现弧坑裂纹及缩孔。焊接完成后进行去应力退火，并用石棉被进行保温，防止焊缝出现冷裂纹。

3 结 语

此次转炉炉口法兰的在线更换技术的实践，通过精确切割、加固、装配、焊接、热处理等施工工序中所采用的工艺方法及参数，为在线更换炉口法兰提供了可靠的、值得借鉴的施工经验，有效保证了转炉炉口法兰在线更换的质量，消除了安全隐患，提升了产品质量。