广东韶钢松山股份有限公司炼铁厂
摘要：对于高炉冶金生产活动而言，冶金高炉的建筑工程施工质量直接决定了冶金生产工作能否正常进行。而在冶金高炉建筑施工中，如何才能够将冶金高炉的炉体进行高质量焊接，避免其存在缝隙或存在较大的安全隐患成为了当前亟待解决的重要问题。本文便将针对高炉冶金的冶金炉体焊接技术进行研究，以期能够指导选择最为合适的施工技术、施工设备并将其正式投入实际工程项目应用中。
关键词：高炉冶金 高炉炉体焊接 技术选择
我国作为产钢量最高的国家之一，对于高炉冶金技术的需求越来越高。除了需要高炉冶金技术越来越完善、生产效率不断增加之外，更需要高炉冶金生产规模进一步扩大。而高炉冶金的生产规模增加，对冶金高炉炉体提出了较高的要求，不但要使用更为厚重的炉体焊接钢板，而且焊接长度也显著提高。在过去所使用的冶金高炉焊接技术大多是人工焊接或者是半自动化焊接技术，不仅消耗了大量的人力、物力，并且很难达到目前对冶金高炉质量提出的进一步要求。对此，自动化焊接技术将会接替上述几种焊接方式，成为最重要的焊接方法。
一、高炉冶金炉体的建筑施工方法
对于冶金高炉而言，想要其提供足够的优质钢铁产量就需要其拥有更大的建筑规模，因而当前大型冶金高炉成为了高炉的主要建筑形式。一般大型高炉的炉体直径超过5m，如有需要可达25m左右，高度可达数十米，因而整体的容积一般在几千立方米左右。为了能够保证如此巨大建筑物的稳定性和安全性，在选取炉体钢材的时候要尽可能满足一定的厚度。而这样的操作则极大程度上提高了炉体焊接及其准备工作的复杂程度。
1、高炉冶金炉体的安装方法
对于高炉冶金炉体的安装工作，一般有如下几种较为常见的技术：其一是分片正装法；其二是分片倒装法；其三则是现场分节预制后整节吊上正装法。在当前高炉冶金炉体安装工作中，以第三种方法的应用最为广泛，且能够取得最好的处理效果。该方法的安装地点大多选于地基旁，以减少吊装移动距离，从根本消除安全隐患。安装时选用“气电立焊机”设备对炉体材料进行焊接操作，将分段的钢材组合到一起并稳固连接。当既定高度的一节炉体焊接完成之后，便利用吊车将之吊起放置在地基或者之前安装的炉体上，再使用“横缝埋弧自动焊机”进行环状的横缝焊接。如此往复循环，便可以完成整个炉体的焊接安装工作。
2、高炉冶金炉体的焊接技术
上文所说的高炉冶金炉体焊接所主要使用的焊接技术为“横缝埋弧自动焊接技术”，该技术与传统的焊接技术有着较为明显的区别：传统焊接技术焊接所形成的铁水一般都是受重力驱使向下流动，而该技术则通过托弧结构使之横向流动，从而提高了焊接的质量。横缝埋弧自动焊接技术所使用的设备主要由如下几个部分组成：用于提供能源的电源供应装置与供电系统、以计算机为基础的自动化控制系统、焊接材料自动循环系统；焊枪调整装置、焊接送丝装置、大车行走机械系统及控制系统以及铝合金板罩面载体操作车。由于计算机控制系统的应用，该焊接装置与传统焊接技术相比更加自动化、智能化，且焊接效率与精度更高；操作车在冶金高炉炉体上移动，从而可以有更加自由的变向方式，无论是在大直径炉体加工还是小直径炉体加工中都能够有较好的适用性；由于焊接材料可以自动循环，因而焊接成本相对较小，资源消耗也随之降低；而焊枪调整装置可以有效控制焊枪与炉体的相对位置，使之保持相对静止的状态，避免类似人工操作时焊枪抖动而产生的焊接材料过度消耗等问题的发生；除此之外，由于托弧结构的使用，焊接材料融化之后不会顺着炉体向下流动，这使得焊接接口无需像手动焊接那样使用较大的接口夹角，从而提高了焊接操作效率，并且极大程度上提高了焊接工作的安全性与焊接炉体的稳定性。自动化焊接技术与传统手工焊接技术的焊接接口横缝夹角的差异如图1所示[1]。
表1 自动化横缝埋弧焊接技术工艺参数
具体来说，高炉冶金焊接工艺需要注意的要素还包括如下几点：首先，横向焊接莫口需要根据高炉炉体材料的厚度不同而选择适宜的形状，如等边K形坡口或不等边K形坡口等；其次，在选择了合适的坡口形状之后，还应当注意坡口的加工方法。尤其是在需要满足坡口形状统一的时候，大多采用机械加工方法对坡口材料进行切削。对于规模较大的高炉炉体而言，使用机械进行加工往往不够便利，则可以考虑使用气焰切割法进行坡口的加工，而且加工时需要保证坡口几何尺寸的精确度。最后，为了满足炉体焊接接口的稳定性，焊接时一般选取多层焊接的焊接方法。对于不同的炉体厚度，焊接层数也需要着重进行考量。如果炉体的厚度越厚，则单层焊接很难维持较好的稳定性，此时则需要较多的焊接层数，反之亦然。同时，在进行多层焊接时，需要现将炉体的外层结构焊接完成，再进行内层的焊接工作。这样可以尽可能保证焊接工作的精确程度。
三、结论
鉴于传统焊接技术所具有的缺点，以自动化横缝埋弧焊接技术为主的新型焊接技术的使用越来越广泛，在近些年来得到了较多的实践检验，并且取得了极好的效果。自动化焊接技术不但能够降低焊接加工成本的消耗，减轻施工人员的工作负荷，同时还可以提高冶金高炉炉体的稳定性，如抗强风能力、抗震能力等，这些对于冶金高炉的实际应用都起到了至关重要的作用。本文对冶金高炉炉体焊接技术的设备研究以及其实际应用进行了分析，希望能够为后续的施工工作提供一些经验，以期让我国高炉冶金行业更加优质的发展。
参考文献
[1]苏晔，周韦鑫.以宝钢1~#高炉大修项目论冶金钢结构制作安装工程的质量监控[J].设备监理，2012（06）：37-40.
[2]李景波，王东建，王刚，刘振辉，张瑞伟.冶金高炉炉体横环缝自动化焊接技术及设备的研究与应用[J].焊接，2006（04）：47-50.
论文作者:邱义华,郭震宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/7
标签：高炉论文; 焊接技术论文; 焊枪论文; 工作论文; 材料论文; 方法论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;