首钢5500m^3高炉热风炉板带焊后时效处理技术研究与应用.pdf

维普资讯 豳 幽点 母锄 首钢 5500m3高炉热风炉板带 焊后时效处理技术研究与应用 首钢集团首钢京唐钢铁联合公司 (河北唐山 063200) 周 雁 赵君岩 张劲锴 大连理工大学 (辽宁 116o23) 房德馨 魏福群 正在建设中的地处唐山曹妃甸的首钢5500m 高炉， 隙进行。而电加热法处理每一构件都要经历加热、恒温 是 目前我国有效容积最大的高炉。与之相配套的热风炉 到缓冷 ，约需20～30h，所以振动时效的技术特征之二 (4座)采用了俄罗斯KaluginYa．P改造型顶燃式技术， 是可以大幅度缩短施工时间和节约电耗。振动时效的技 设计风温为 1300％。由于热风炉壳钢板比较厚 (40mm 术特征之三是适用性很强，它可以在任何环境和条件下 以上)，因此必须考虑焊接制造成形后，壳体内存在的 进行，不受环境和场地条件制约。 较大的内应力问题。该内应力包含焊接成形产生的焊接 1．振动时效工艺规程的制定 应力和由于拼装时采用强制拉、压成形，焊后去掉强制 振动时效工艺规程及实施程序都必须与现场条件及 成形设施时壳体内产生的较大的结构内应力。这两种应 建造施工程序相符合。被处理的4座热风炉的施工程序 力在每条焊缝上叠加，必然造成许多高应力区。这些高 为：每座热风炉炉壳共由25带板带组成，每一带都在 应力区如果不消除，将是炉壳产生开裂和应力腐蚀的根 地面上焊好纵向焊缝，然后吊装到炉体上，对好后焊接 源。因此，炉壳焊后消除应力工艺是必不可少的。 环向焊缝。就这样从V ．4-0第一带一直到拱顶 +52m 由于热风炉炉体及其分段直径大，重量重，因此适 共25带板带。外面的环向焊缝全部焊好后，再集中焊 于这种大型构件的时效处理工艺只有两种：一种是电加 接炉体里面的环向焊缝。 热法；另一种则是振动时效法。经过两种方法的反复对 根据上述工序，为消除焊接应力可采用整体处理工 比论证，最后确定对首钢5500m 高炉4个热风炉的高 艺。即在整体炉壳焊接完成后，对整体进行大激振力、 温段及拱顶处相关的板带，采用振动时效的方法消除内 多点多频激振处理。但整体焊好后，由于整个壳体太 应力。 大，总体处理有可能出现消除应力不均匀等现象。因此 振动时效的原理是对被处理件施加～个较大的机械 确定采用分带处理与整体处理相结合的方法。当每一带 能，使构件产生共振，并按一定的振型振动。因此极容 纵向焊缝焊好后 ，就在焊接平台对已焊好的这一分带做 易使内应力大的地方产生较大的动应力，并使这些点产 振动消除纵向焊缝应力处理，再将处理好的分带吊装到 生晶格滑移，形成塑性变形而释放应力，所以振动时效 炉体上做环向焊接，整体焊接好后再次做整体处理，这 的主要技术特征之一是降低高应力和均化应力分布。 样可消除环向焊缝的应力。 振动时效处理焊接构件与电加热法所耗用的时间相 从受力分析可见，当上一层壳体吊装到炉体上之 比，振动时效处理一个构件只需 1—2h，可以在施工间 后，其 自重对下层壳体产生较大的压力。这样会使下层 圜 兰 璺 蔓!璺塑 堡堡皇塑型 参磊 工热加工 WWw machlnist．CO171．crl 维普资讯 纵向焊缝在平行焊缝方向受压，而垂直焊缝方向受拉 ， 后，去掉拼装约束即开始振动处理。由于支撑条件的差 增大了纵向焊缝垂直焊缝方向的应力。当热风炉工作 别 ，被处理件之间处理参数也不相同。 时，由于内部压力的增大，也将使纵向焊缝垂直焊缝方 由于设备本身具有自动处理功能，因此我们对每一 向的应力增大。因此，纵向焊缝根部是高应力危险