高强度钢板的预热焊接处理

2015-07-18庞社宾冀中能源机械装备集团邢台机械厂河北邢台054000

中国新技术新产品 2015年14期

庞社宾（冀中能源机械装备集团邢台机械厂，河北　邢台　054000）

高强度钢板的预热焊接处理

庞社宾
（冀中能源机械装备集团邢台机械厂，河北邢台054000）

摘要：高强度钢板的焊接需要进行预热处理，并要求焊后整体退火；而预热及退火处理自然离不开时效预热炉。随着国家节能减排要求的提高，传统的电阻炉系列时效预热炉逐渐被更加节能环保的燃油、燃气以及油气混烧预热炉所取代。本文系统介绍了邢台机械厂利用天然气燃气预热炉成功节能减排的情况。

关键词：燃气；预热炉；台车；节能；碳排放

1　概述

随着采煤机械化程度及安全要求的提高，煤矿生产对设备的要求越来越高，大采高、高工作阻力液压支架日益得到推广。而提升煤矿设备安全性能的最直接措施，就是在煤矿设备制作时大量使用高强度钢板。因此，液压支架高强度钢板的焊接质量越来越受到重视。为了适应煤矿生产的需要，提升设备的安全性能，邢台机械厂决定引进5000×2000预热炉，以解决高强板焊接的预热及焊后时效处理问题，提高高强板的焊接质量，为大采高、高工作阻力液压支架制作提供设备保障。

2　预热炉的选型、改进及安装

2.1预热炉的选型。焊接过程中工件的预热和焊后时效处理设备是整个生产工艺过程中的一项关键设备，一般传统方式可采用电加热的方式完成，建造一台预热炉需要1200kVA的电力容量，需要电力增容。经过认真的调研，基于节约成本，降耗节能，提高效率的原则，我们拟采用节能环保的天然气加热方法，以提高效率，减少碳排放，保护环境，降低成本。同时，天然气的加热时间要比电加热时间缩短1/2以上，运行费用也相对要低。经过对方案的反复比对与论证、对合作厂的认真筛选，最终选定采用工作可靠、安全性能好的阿尔法燃烧器，并使用自动控制系统控制燃烧器的工作状态，通过温度控制器，实时检测炉膛的温度，控制炉膛的升温、保温、降温曲线，使炉膛温度按照设定的工艺曲线工作。预热炉的结构件部分由邢台机械厂根据具体使用要求制作并改进，炉体砌筑、保温、燃烧器、控制系统、送风系统排风系统相配套，保证设备的质量。燃气预热预热炉的性能指标见表1。

2.2预热炉的改进及安装。预热炉的改进机安装工作主要注重了一下几点：（1）预热炉的选址。如果预热炉距焊接工位较远，预热工件出炉后运输距离长，则工件温度会下降较多，焊接时就达不到预热理想效果。因此，预热炉的选址要合适。（2）增加通风口与加热枪数量。工件的预热效果在很大程度上与通风口及加热枪的设置有关。我们根据工件的最大尺寸，将原设计的通风口及加热枪位置由6个改为8个，这样可以使工件加热时热量更加均匀，提高预热效果。（3）台车的改进。台车电机选用YEJ电机，减速机为BWEY型摆线针轮减速机，传动系统为双排滚子链链轮，同时，尽可能降低了台车的高度，这样可以增加预热工件的最大高度。（4）其它。合理布置通风系统、保证炉门的密封性能，都是提高预热效果的关键。同时，在地基施工、炉体施工及燃气装置设计方面，我们都与施工方及设计单位进行了充分的沟通与论证，以达到预想的设计效果。

3　应用及效果

2009年9月11日，该预热炉在邢台机械厂投入使用。通过对邯矿集团充填支架Q550、内蒙支架Q690等高强板的焊接及近4年跟踪监测，该设备运行状态良好，使用方便，性能可靠，并具有以下优点：（a）炉温均匀，工件受热均匀，能有效保证焊缝质量；（b）装载量大、生产率高，可适用于各种类型的机件回火、预热用；（c）炉衬保温性能好，节约能源，降低了生产成本；（d）无污染，低碳环保；（e）升温速度快；（f）与电炉比较，大幅度降低了能源消耗摩羯能效果达65%左右。目前，该预热炉已用于多种支架高强板的批量焊接中。该预热炉实际运行参数如下：

升温时间：1.5小时；

设备容量：15t每炉；

预热耗气量：2m3/t；

时效耗气量：2.3m3/t。

天然气按2.4元/m3计算，预热每吨费用4.8元，时效每吨费用5.52元。