爐體鋼板鋼板的焊接

1、焊工應(yīng)經(jīng)過(guò)考試并取得合格證后方可從事焊接工作。合格證應(yīng)注明施焊條件、有效期限、焊工停焊時(shí)間超過(guò)6個(gè)月，應(yīng)重新考核。

2、焊接時(shí)，不得使用藥皮脫落或焊芯生銹的焊條和受潮結(jié)塊的焊劑及已熔燒過(guò)的渣殼。

3、焊絲、焊釘在使用前應(yīng)清除油污、鐵銹。

4、焊條、焊劑使用前應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)規(guī)定的烘焙時(shí)間和溫度進(jìn)行烘焙。保護(hù)氣體的純度應(yīng)符合焊接工藝評(píng)定的要求。低氫型焊條經(jīng)烘焙后應(yīng)放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。

5、施焊前，焊工應(yīng)復(fù)查焊接接頭質(zhì)量和焊區(qū)的處理情況。待焊接的邊緣兩邊至少15mm范圍內(nèi)應(yīng)保持干凈，無(wú)銹跡、渣子、油漆或油污。當(dāng)不符合要求時(shí)，應(yīng)在修整合格后方可施焊。

6、焊接時(shí)，焊工應(yīng)遵守焊接工藝，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。 對(duì)接焊縫應(yīng)當(dāng)完全焊透，焊縫尺寸與鋼板厚度相一致。如焊縫機(jī)械強(qiáng)度需要，角焊縫內(nèi)側(cè)也可以加上間斷焊縫。原則上搭接焊縫搭接的寬度應(yīng)為較薄鋼板厚度的四倍。圓筒形殼體的縱向焊縫不允許用搭接焊縫。

7、多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，如發(fā)現(xiàn)有影響焊接質(zhì)量的缺陷，應(yīng)清除缺陷后再焊。

8、定位焊所采用的焊接材料型號(hào)，應(yīng)與焊件材質(zhì)相匹配；焊縫厚度不宜超過(guò)設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3，且不應(yīng)大于8mm；焊縫長(zhǎng)度不宜小于25mm，定位焊應(yīng)在焊道以內(nèi)，并應(yīng)由持焊工合格證的焊工施焊。定位點(diǎn)焊也應(yīng)象常規(guī)焊接一樣在能避風(fēng)雨的室內(nèi)進(jìn)行。

9、焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，焊工不得擅自處理，應(yīng)查清原因，訂出修補(bǔ)工藝后方可處理。

10、焊縫同一部位的返修次數(shù)，不宜超過(guò)兩次。當(dāng)超過(guò)兩次時(shí)，應(yīng)按返修工藝進(jìn)行。

11、焊接完畢，焊工應(yīng)清理焊縫表面的熔渣及兩側(cè)的飛濺物，檢查焊縫外觀質(zhì)量。檢查合格后應(yīng)在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。

12、碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度、低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在完成焊接24h以后，方可進(jìn)行焊縫外觀及內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)。

1、工業(yè)爐鋼結(jié)構(gòu)工程所采用的鋼材，包括不銹鋼等要求耐氧化、耐熱的材料，應(yīng)具有質(zhì)量證明書(shū)，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)對(duì)鋼材的質(zhì)量有疑義時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

2、鋼結(jié)構(gòu)工程所采用的連接材料和涂裝材料，應(yīng)具有出廠質(zhì)量證明書(shū)，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3、使用的所有材料均應(yīng)是全新的可以焊接的材料，不得有有損其使用的制造缺陷和外觀缺陷，不得有油漆銹跡和氧化鐵皮。

4、使用的鋼板應(yīng)當(dāng)平直、無(wú)疤痕和明顯變形，外觀良好，厚度均勻。鋼板規(guī)格應(yīng)注意選配，盡量減少焊縫。

5、型鋼應(yīng)當(dāng)在使用前矯直，除圖上正常考慮的情況外，型鋼不允許對(duì)焊成型。

爐體鋼板根據(jù)材料分類

爐體鋼板可分為專用碳素鋼板和低合金耐熱鋼板兩類。爐體鋼板所用的材料對(duì)化學(xué)成分，特別是對(duì)磷、硫等有害元素和鉻、鎳、銅等殘余元素有嚴(yán)格的控制；冶煉時(shí)還應(yīng)進(jìn)行良好的脫氧和去除非金屬夾雜物，以保證良好的塑性和韌性；組織結(jié)構(gòu)要求均勻，晶粒度控制在一定范圍內(nèi)（通常希望晶粒度在3～7級(jí)之間）；對(duì)表面質(zhì)量和內(nèi)部缺陷也有嚴(yán)格的要求；此外常溫和高溫力學(xué)性能必須保證。在GB713-1997《鍋爐用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定應(yīng)采用爐外精煉方法冶煉鍋爐用鋼。

爐體鋼板根據(jù)工作條件分類

爐體鋼板可分為制造室溫及中溫承壓部件鋼板和制造高溫承壓部件鋼板兩大類。室溫及中溫（蠕變溫度以下）用爐體鋼板，大多采用碳素鋼，包括碳鋼、碳錳鋼、碳錳硅鋼等，即GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的20g、22Mng、16Mng、19Mng鋼，以及ASME SA-515/SA-515M《中高溫壓力容器用碳鋼板》、SA-299/SA-299M《壓力容器用碳錳硅鋼板》等。主要用于制造鍋爐的鍋筒、中溫以下集箱端蓋等承壓部件。要求其應(yīng)具有較高的室溫強(qiáng)度；良好的沖擊韌性和較低的缺口敏感性；由于鍋筒等部件在加工時(shí)需要大量的冷變形，因此還要具有良好的時(shí)效韌性；另外還要具備良好的加工工藝性和焊接性能；以及良好的低倍組織等。

高溫（蠕變溫度以上）用爐體鋼板，一般采用低合金耐熱鋼，常用有鉻鉬鋼、鉻鉬釩鋼、鉻鉬鎢鋼等。例如GB713-1997《鍋爐用鋼板》中的15CrMog、12Cr1MoVg，以及ASME SA-387/SA387-M《壓力容器用鉻-鉬合金鋼板》中的Gr22、Gr91和ASME SA-1017/SA1017-M《壓力容器用鉻-鉬-鎢合金鋼板》中的Gr23、Gr911、Gr122鋼等。主要是用以制造高溫集箱封頭端蓋、蒸汽管道堵板等高溫承壓部件。要求其必須具有足夠的高溫持久強(qiáng)度和持久塑性；良好的高溫組織穩(wěn)定性；良好的高溫抗氧化性（耐熱性）；以及良好的冷熱加工工藝性（主要指冷彎變形和可焊接性）等。

爐體鋼板是鍋爐制造中非常關(guān)鍵的材料之一，主要是指用來(lái)制造鍋爐中的鍋殼、鍋筒、集箱端蓋、支吊架等重要部件用的熱軋專用碳素鋼和低合金耐熱鋼中厚鋼板材料。爐體鋼板常常處于中、高溫和高壓狀態(tài)下工作，除承受較高溫度和壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣的腐蝕，工作條件較差。如果鍋爐在使用過(guò)程中發(fā)生破壞性事故，將會(huì)造成嚴(yán)重的損失。因此爐體鋼板必須具有良好的物理性能、力學(xué)性能和可加工性，并在材料標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條款中給予嚴(yán)格的規(guī)定，以滿足其使用中的安全。

1、鋼結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)按施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行。安裝程序必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導(dǎo)致永久性變形。

2、安裝前，應(yīng)按構(gòu)件明細(xì)表核對(duì)進(jìn)場(chǎng)的構(gòu)件，查驗(yàn)產(chǎn)品合格證和設(shè)計(jì)文件；工廠預(yù)拼裝過(guò)的構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)拼裝記錄進(jìn)行。還應(yīng)清除其表面上的油污、冰雪、泥沙和灰塵等雜物。

3、鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中，制孔、組裝、焊接、螺栓連接時(shí)均應(yīng)符合本《技術(shù)要求》的有關(guān)規(guī)定。

4、安裝鋼架時(shí)，宜先在框架或柱子的適當(dāng)位置上劃出基準(zhǔn)標(biāo)高線；找正框架或柱子時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠房的標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定各框架或柱子上的基準(zhǔn)標(biāo)高線。該標(biāo)高線應(yīng)作為以后安裝爐子部件、構(gòu)件和檢測(cè)時(shí)的基準(zhǔn)。

5、鋼構(gòu)件在運(yùn)輸、存放和安裝過(guò)程中應(yīng)防止損壞涂層損壞。結(jié)構(gòu)面層涂裝應(yīng)在安裝完成后進(jìn)行。

6、鋼結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)對(duì)建筑物的定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高、地腳螺栓位置等進(jìn)行檢查，并應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)檢測(cè)和辦理交接驗(yàn)收，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；

2）基礎(chǔ)周?chē)靥詈粚?shí)完畢；

3）基礎(chǔ)的軸線標(biāo)志和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)準(zhǔn)確、齊全。

在電爐內(nèi)，由于電弧放出的高溫使?fàn)t料熔化和進(jìn)行還原反應(yīng)而生成合金。爐體內(nèi)由爐襯構(gòu)成圓桶形爐膛，三相電極呈正三角形垂直布置在爐膛上部。電極下部是主要反應(yīng)區(qū)，電能通過(guò)電弧和電阻轉(zhuǎn)化為熱能。爐膛直徑、深度、電極與爐膛的相對(duì)位置等幾何尺寸對(duì)爐內(nèi)電流分布和溫度分布影響很大。由于反應(yīng)溫度高達(dá)2000℃以上，爐體的容積一般大于反應(yīng)的空間，使反應(yīng)區(qū)與爐襯之間留存一層爐料，用以保護(hù)爐襯。

爐體由爐殼、爐襯和出鐵口等組成。爐殼大部分為圓桶形或倒錐形，用16～25mm厚的鍋爐鋼板焊接制成，并裝設(shè)水平加固圈和橫豎加強(qiáng)筋加固。出鐵口流槽用鋼板焊接或鑄鋼制成。

爐體采用炭磚砌筑的爐襯，要求在爐殼的焊接接口處必須焊上薄鋼板以密封接縫，以防止?fàn)t殼受熱后接縫松開(kāi)，漏入空氣而使炭磚氧化。爐殼的底面是水平的，固定式爐子的爐體浮放在間隔布置的工字鋼梁上，這樣在受熱時(shí)，爐殼和工字鋼梁都能自由膨脹而不互相影響。工字鋼梁之間形成爐底的空氣通道，有利于爐底冷卻。

爐體爐殼

爐殼是立式退火爐重要設(shè)備之一，也是隔絕爐內(nèi)氣氛與外界氣氛的主要屏障，使帶鋼在相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)熱處理功能。爐殼是耐火材料的主要載體，包括爐底的輕質(zhì)隔熱磚，側(cè)墻及頂部的陶瓷纖維，還有實(shí)現(xiàn)耐火材料固定的錨固釘及保護(hù)板都是爐殼的主要組成部分。爐殼也是全部爐體設(shè)備的支撐架，包括爐輥、輻射管、燃?xì)庀到y(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、保護(hù)氣體系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、糾偏系統(tǒng)、攝像頭等都是固定安裝在爐殼上。在冷卻段，爐殼與風(fēng)箱還可設(shè)計(jì)為一體，實(shí)現(xiàn)爐殼風(fēng)箱一體化，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩種功能。其爐殼結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)右圖1。

（1）輥室區(qū)域爐殼。輥室區(qū)域的爐殼位于爐子的頂部和底部，爐殼上安裝的附件較多，如輥蓋、頂蓋、檢查孔、板溫計(jì)孔等設(shè)備，對(duì)于輥室爐殼的制作和安裝形式，目前有兩種方式：第一種是單片式結(jié)構(gòu)，就是將頂部爐殼以片狀結(jié)構(gòu)制作，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。這種單片式結(jié)構(gòu)有利于批量運(yùn)輸，但是給現(xiàn)場(chǎng)的安裝留下了很大的工作量；第二種是箱式結(jié)構(gòu)，就是將單片制作的側(cè)板、頂板進(jìn)行預(yù)組裝，形成一個(gè)箱式整體，內(nèi)部的錨固釘可預(yù)先焊接，并可對(duì)部分相關(guān)的安裝尺寸進(jìn)行校核修正，這樣就減少了現(xiàn)場(chǎng)的施工量和校正工作。但是箱體結(jié)構(gòu)成型后體積較大，不利于運(yùn)輸。

（2）輻射管區(qū)域爐殼。輻射管區(qū)域爐殼位于爐子傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)，立面安裝，殼體上主要有輻射管的安裝法蘭，以及取樣孔、熱電偶孔等輔助裝置。對(duì)于側(cè)板的制作和安裝，一般采用單片式制作和安裝，非常有利于批量運(yùn)輸。

（3）頂板和底板。頂板位于爐子頂部，水平安裝，以爐子側(cè)板為支撐。殼體上主要有頂蓋安裝法蘭、檢查孔（穿帶孔）、排氣管道、板溫控制儀孔等設(shè)備。

底板位于爐子的底部，水平鋪設(shè)在爐子的鋼結(jié)構(gòu)上，以加熱段中部作為固定端可向兩端進(jìn)行自由滑動(dòng)，爐底板設(shè)計(jì)有底蓋的安裝法蘭。

（4）爐子頂蓋。爐子頂蓋位于爐子頂部，是異常情況下人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行處理的進(jìn)出口，或者是定期對(duì)爐內(nèi)設(shè)備進(jìn)行檢查的進(jìn)出口。頂蓋設(shè)計(jì)有較厚的鋼制法蘭，可采用平面高溫硅膠密封或法蘭止口高溫硅膠密封，在與爐內(nèi)高溫氣體接觸的一側(cè)，安裝有具備隔熱性的隔熱陶瓷纖維，并用錨固釘和保護(hù)板進(jìn)行固定。

（5）爐子底蓋。爐子底蓋位于爐子底部，是異常情況下檢修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行處理的進(jìn)出口，或者是檢修人員定期對(duì)爐內(nèi)設(shè)備進(jìn)行檢查和清理的進(jìn)出口。底蓋由較厚的鋼制結(jié)構(gòu)支撐，采用止口高溫硅膠密封，在與爐內(nèi)高溫氣體接觸的一側(cè)進(jìn)行安裝。采用具備隔熱性能的隔熱磚砌筑，并用錨固釘和保護(hù)板進(jìn)行固定。

（6）爐子輥蓋。爐子輥蓋位于爐子兩側(cè)的爐輥區(qū)域，用于爐輥的拆裝，輥蓋一般由較厚的鋼板制成，采用平面高溫硅膠密封，與爐內(nèi)高溫氣體接觸的一側(cè)，安裝有具備隔熱性能的隔熱陶瓷纖維，并用錨固釘和保護(hù)板進(jìn)行固定。

爐體耐火材料及保護(hù)板

在退火爐爐內(nèi)，由于帶鋼退火工藝的需要，加熱爐爐內(nèi)溫度高達(dá)900℃以上，而爐外溫度只有20-30℃，與室溫相比溫度差將近900℃，所以通過(guò)選擇合適的耐火材料及相應(yīng)的耐火材料厚度，就能保證爐內(nèi)溫度的穩(wěn)定，降低熱能損失，減少溫度對(duì)外部設(shè)備的影響。目前在立式爐內(nèi)一般采用兩種類型的耐火材料：一種是含有氧化鋁的陶瓷纖維，另一種是輕質(zhì)隔熱磚。

（1）陶瓷纖維。常用的陶瓷纖維密度為96kg/m³或128kg/m³，其質(zhì)量較小，在立面施工中基本不受高度的影響，對(duì)爐殼及鋼結(jié)構(gòu)的承重影響也較小，可明顯降低爐子的總體重量。其絕熱性能也好，可減少爐內(nèi)溫度對(duì)外的熱能損失。另外，低熱容量也可以提高爐內(nèi)溫度控制響應(yīng)的及時(shí)性。較好的穩(wěn)定性，可使陶瓷纖維在長(zhǎng)壽命下性能恒定。由于陶瓷纖維易加工和成型，所以使其制造和施工也容易，方便。目前主要用于爐側(cè)墻、爐頂、爐頂蓋、輥蓋等設(shè)備的隔熱保溫。但是其纖維結(jié)構(gòu)的特殊性使之不耐壓也不耐碰撞，故無(wú)法抵御爐內(nèi)的強(qiáng)氣流沖刷，使用時(shí)必須加以保護(hù)。

（2）輕質(zhì)隔熱磚。輕質(zhì)隔熱磚有較低的熱導(dǎo)率，可有效地減少爐子的熱能損失，較低熱容可以提高爐內(nèi)溫度控制響應(yīng)的及時(shí)性。輕質(zhì)隔熱磚較陶瓷纖維的密度大，使之具有一定的耐壓耐沖擊性，標(biāo)準(zhǔn)的尺寸易于施工和砌筑。例如常用的TJM23，使用溫度為1260℃，密度約為500kg/m³，而TJM26，使用溫度為1425℃，其容重可達(dá)到800kg/m³，主要用于爐底結(jié)構(gòu)及底蓋的隔熱。爐子底部耐火材料結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖2。

（3）不銹鋼保護(hù)板及錨固釘。不銹鋼保護(hù)板是對(duì)耐火材料進(jìn)行保護(hù)、防止氣體對(duì)陶瓷纖維沖刷的屏障，也可減少人或其他物體對(duì)耐火材料的沖擊。因增加了其抗沖刷性，就減少了耐火材料散落、擴(kuò)散、附著在設(shè)備或帶鋼上的機(jī)會(huì)，由此提高了帶鋼的表面質(zhì)量。根據(jù)不同的使用溫度其不銹鋼材質(zhì)有所不同，在低溫區(qū)一般選用AISI304或AISI410材質(zhì)的不銹鋼板，在高溫區(qū)則選用AISI309或AISI310材質(zhì)的不銹鋼板，通常不銹鋼板使用厚度在0.8- 1mm之間，通過(guò)焊接在爐殼上數(shù)以萬(wàn)計(jì)的錨固釘進(jìn)行固定，將其鋪設(shè)在陶瓷纖維及輕質(zhì)隔熱磚表面，可防止帶鋼跑偏對(duì)耐火材料的刮擦，減少保護(hù)氣體對(duì)陶瓷纖維的沖刷，增強(qiáng)陶瓷纖維的抗壓性。

爐體爐體鋼結(jié)構(gòu)

爐體鋼結(jié)構(gòu)提供爐子的全部支撐，并且要滿足退火爐與支撐機(jī)構(gòu)間的膨脹要求，提供維修與操作的通道（包括通往合金化爐的多層通道）。

退火爐鋼結(jié)構(gòu)主要包括支撐結(jié)構(gòu)、平臺(tái)、梯子及欄桿等。退火爐鋼結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)和焊接而成。在退火爐的傳動(dòng)側(cè)有活動(dòng)平臺(tái)，以方便廠房吊車(chē)拆裝爐輥和輻射管。平臺(tái)均為自立式，平臺(tái)不與爐殼連接。退火爐鋼結(jié)構(gòu)也要滿足預(yù)熱段循環(huán)通道和快冷段循環(huán)通道布置的要求。爐子底蓋將考慮放置在傳動(dòng)側(cè)的第二層平臺(tái)下。爐體鋼結(jié)構(gòu)見(jiàn)右圖3。