刘 水 林

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030006)

谈热风炉壳复合钢板的制作与焊接

刘 水 林

(山西钢铁建设(集团)有限公司，山西 太原 030006)

结合工程实例，对热风炉壳复合钢板的制作工艺流程进行了介绍，并对复合板坡口加工，单筒节纵缝焊接及焊后应力消除技术进行了阐述，分析了复合板焊接工艺的技术要点，以供类似工程施工参考。

热风炉壳，复合钢板，焊接，制作

1 工程概况

某钢厂四高炉大修工程配置四座卡卢金顶燃式热风炉(简称“热风炉KSS”)加热冷风，热风炉炉壳总重量568.36 t，热风炉炉壳结构形式为沿高度方向为不同直径的圆柱体、底部为平底、顶部为半球顶。其冷风压力0.515 MPa，冷风温度180 ℃，热风温度1 300 ℃(设计能力1 350 ℃)。卡卢金热风炉炉壳设计温度不大于100 ℃。

在热风炉生产环境中，介质对热风炉炉壳的腐蚀主要发生在热风炉炉壳的内表面，因此热风炉炉壳耐高温区(第9带～第22带，▽17.713 m～▽41.66 m)采用Q345C+904L复合板(基层+复合层为δ=30+3，δ=38+3，δ=45+3)。特殊的是复合层采用的不是普通的双相不锈钢2205，而是不锈钢904L，因为双相不锈钢2205脆性大，经卷板试验时易产生裂纹。用904L不锈钢做复

合层，大大的提高了耐腐蚀性、耐热性及耐磨性三大功效。目前，这是国内首次采用这种设计应用于高炉热风炉当中。

2 热风炉壳复合钢板的制作

1)钢板制作流程。

2)材料坡口加工。

复合板坡口加工采用铣边机加工开坡口。坡口形式如图1所示。

3)单筒节纵缝焊接及探伤。

纵缝的焊接顺序是外侧碳钢层打底→外侧埋弧焊→内侧不锈钢层焊接。外侧碳钢层打底后要对内侧坡口进行彻底清根，清根采用碳弧气刨方法，碳棒刨到不锈钢层以下10 mm的深度后，使用角向磨光机将坡口两侧打磨光滑，并用压缩空气吹干净，避免坡口内留有杂物，影响焊接质量。

焊接外侧时采用滚台支架进行自动焊接，施焊按焊接工艺参数进行，焊接时要加设与筒节相同厚度及坡口形式的引弧和熄弧板。单个筒节外侧纵缝焊接示意图见图2。

单筒节焊完后进行焊缝检验。焊缝检验采用10%UT探伤。UT探伤执行JB/T 4730.5承压设备无损检测Ⅰ级合格。

4)焊缝焊后应力消除。

焊后耐高温区采用退火消除应力，退火采用履带加热器进行局部退火。退火要求：焊接完毕，焊缝质量满足要求时方可进行；单条环缝整体退火、防止炉体侧倾；经过热处理的区段不得再进行焊接或切割。否则在施焊或切割区段内应重新进行热处理。使用的温控柜总功率360 kW和240 kW两种。可满足0 ℃～1 000 ℃区间的热处理要求，单个履带功率10 kW/块，单块有效加热长度500 mm。复合板退火曲线示意图如图3所示；碳钢板(Q345C)退火曲线示意图如图4所示。

说明：

a.复合板退火时加热速度为50 ℃/h，保持温度2 h以上，保持温度(530±20)℃；退火时降温冷却速度为50 ℃/h。退火范围：

热风炉标高为17.713 m～41.66 m所有现场对接焊缝(均为复合板)。

b.退火时加热冷却速度约100 ℃/h，保持温度2 h以上，保持温度(625±25)℃。退火范围：前置小热风炉标高8.50 m以上所有对接焊缝(均为碳钢板)。

3 复合板焊接工艺

1)四座大热风炉采用Q345C+2205复合板，2205是一种耐腐蚀、耐高温及耐磨的双相钢，需要特殊的焊接工艺，按双相钢特性将焊接，坡口设计如图5所示。

2)复合板焊接示意图见图6。

3)焊接工艺说明。

如图6所示先在复合层侧焊接1和2两遍，留下大约距复合层1 mm的间距，然后在基层侧使用碳弧气刨进行清根，清根后对基层进行3～13道焊肉的连续填充，基层侧填充满后再进行复层过渡层14，15的焊接，焊接采用小电流低输入，最后进行复合层2205的焊接16，17层填充。

4)复合板焊接技术参数及说明。

a.焊接方法：基层采用手工电弧焊接，过渡层和复合层采用手工电弧焊接。

b.焊材：基层焊条型号E5015，过渡层焊条型号E309MoL，复合层焊条采用E2209。

c.焊接参数：基层焊接热输入控制在50 kJ/cm，层间温度控制在200 ℃以下；过渡层焊接热输入控制在10 kJ/cm,层间温度控制在80 ℃以下；复层焊接热输入控制在15 kJ/cm以下，层间温度控制在150 ℃以下。

d.焊接操作要点：基层焊接熔敷厚度小于5 mm，过渡层及复层熔敷厚度应为2 mm左右。不锈钢焊条的摆动宽度应小于直径的2.5倍短电弧操作。

e.双相钢焊接的特殊性，我单位专门制定双相钢焊接工艺评定，并培训能够焊接双相钢的高压焊工60人次，每个焊工经过考试合格上岗，每日一个焊接档案，操作过程中一一跟踪记录，对焊接质量有波动的焊工给予重新考试和考核，不及格的焊工一律淘汰。

On manufacturing and welding at hot wind furnace shell composite steel plate

LIU Shui-lin

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with the engineering examples, the paper introduces the manufacturing procedure of the hot wind furnace shell composite steel plate, illustrates the processing of composite plate groove, monocular longitudinal seam welding and the stress relief technique after welding, and analyzes the technical points for the composite plate welding craft, so as to provide some reference for similar projects.

hot wind furnace shell, composite steel plate, welding, manufacturing

1009-6825(2014)28-0105-02

2014-07-23

刘水林(1977- )，男，工程师

TF578

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