1、南鋼新2號高爐2500m3工程爐體系統(tǒng)焊接方案編制人:審核人:批準人:十九冶南鋼項目部2005年4月1.編制依據： 1.1重院提供的南京鋼鐵股份有限公司2500m3高爐工程 爐體系統(tǒng)施工圖（圖號387.07tj0502）；1.2我公司編制的南京鋼鐵股份有限公司2500m3高爐工程 高爐系統(tǒng)鋼結構安裝工程施工組織設計；1.3冶金部標準冶金機械設備安裝工程施工及驗收規(guī)范 煉鐵設備（ybj208-85）；1.4 現場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范（gb50236-98）1.5 鋼結構工程施工及驗收規(guī)范（gb50205-2001）1.6 高爐爐殼 技術條件（yb4079-91）1.7 我公司編制

2、的焊接工藝評定報告：50mm、bb503板手工電弧焊對接立位焊接工藝50mm、bb503板手工電弧焊對接橫位焊接工藝40mm、bb503板co2氣體保護焊對接平位焊接工藝2.概況：南京鋼鐵股份有限公司2500m3高爐工程爐體結構高為43.200m，最大直徑為14.5m,最小直徑為3.1m 。共分為爐殼底板、爐缸1段、爐缸2段、鐵口段、爐缸3段、風口段、爐腹段、爐腰段、爐身1段、爐身2段、爐身3段、爐身4段、爐身5段、爐身6段、爐身7段、煤氣封罩1段、煤氣封罩2段、煤氣封罩3段、煤氣封罩4段、煤氣封罩5段等20帶。有20mm、40mm、50mm、60mm、65mm五種厚度；總重572t；焊縫總長

3、1099.526 m（其中底板焊縫長度為90.466m，爐殼環(huán)縫為699.875m，立縫為309.185m。高爐爐殼鋼材選用按寶鋼標準要求生產bb503鋼，高爐爐底板采用q235-b鋼（gb700-88）。bb503鋼均要求正火狀態(tài)供貨。高爐爐殼安裝2005年6月至11月,工期為152天，并于2005年11月初安裝完畢交筑爐公司進行耐火磚砌筑。爐殼共20帶，爐底板安裝6天，鐵口帶、風口帶組裝、安裝每帶為9天，其它爐殼組裝、安裝每帶為7天，特殊原因影響時間在內，所有工期包括焊接時間。因此，本高爐的焊接具有工程量大、工期短、技術質量要求高（雨季施工質量難控制）和焊接變形不易控制等特點。高爐殼體分帶

4、圖見附圖1；高爐焊縫布置圖見附圖2；高爐底板焊縫布置圖見附圖3；高爐焊接防雨措施見附圖4。3.高爐焊接工藝3.1編制依據3.1.1現場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范（gb50236-98）3.1.2鋼結構工程施工及驗收規(guī)范（gb50205-2001）3.1.3高爐爐殼 技術條件（yb4079-91）3.1.4 我公司編制的焊接工藝評定報告：50mm、bb503板手工電弧焊對接立位焊接工藝50mm、bb503板手工電弧焊對接橫位焊接工藝40mm、bb503板co2氣體保護焊對接平位焊接工藝3.2焊接方法的選擇對于=4065mm的大厚度壁板焊接，由于其拘束度大，焊縫冷卻速度快，焊接層次多，雖

5、然鋼材的焊接性能是好的，但還是要注意防止冷裂紋和氣孔、夾渣等焊接缺陷的產生。為確保焊接質量，提高焊接效率，在南京鋼鐵集團有限公司煉鐵新廠2500m3高爐爐殼殼體的焊接中，結合我公司以往攀鋼4號高爐（1350）、昆鋼6號高爐（2000m3）、南鋼1號高爐（2000 m3）等爐殼焊接的成功經驗，高爐爐殼焊接采用半自動co2氣體保護焊，焊絲牌號為yj502的co2氣保護藥芯焊絲。3.3焊接設備3.3.1高爐爐殼半自動焊設備，主要由焊接電源、送絲機、焊槍組成。半自動co2氣體保護焊采用dc600林肯焊機及500kr2松下焊機。dc600是美國林肯公司制造的多工藝，可控硅直流電源，能夠得到理想電弧特性，

6、在恒壓、恒流下產生優(yōu)質電弧。ln-9gma送絲機，是林肯公司推出適合高速模式細化熔化極氣體保護焊工藝，送絲速度范圍2.0324.9m/min，可事先輸定工藝評定參數，并可一直精確保證下去。林肯焊機與其它焊機相比較飛濺減少約60%，提高焊接穩(wěn)定性；操作簡單、使用便利，各種開關、調節(jié)器等數字一體化全集中送絲機上；現場適用性好，采用抗灰塵、抗沖擊的全金屬機殼；采用平穩(wěn)性、送絲性能更好的新型焊槍；細致周到的安全性考慮。yd-500kr2型為松下晶閘管控制co2/mag自動焊機。手工焊選用zx7(igbt)500s/st逆變式直流焊機。最大特點是無論大小電流焊接均很穩(wěn)定，焊把線長時壓降很小，現場使用是非

7、常可貴的。配備氣刨專用的zx7630焊機，用此種焊機刨縫特別光滑平整，可提高碳弧氣刨的刨縫質量，確保根部焊接質量。3.4焊接材料3.4.1 bb503鋼的化學成份及力學性能bb503鋼的化學成份 化學元素鋼 號csimnpsnbtialnvbb5030.120.180.30.61.251.600.0250.020.010.0350.0080.0350.010.050.007/bb503鋼的力學性能 化學元素鋼 號鋼板厚度(mm)抗拉強度b(n/mm2)屈服強度s(n/mm2)延伸率s(%)v型0 沖擊功(j)1800冷彎bb503174049061031521(縱向試樣)47d=3a40295

8、23(bb503鋼板供貨狀態(tài)為正火狀態(tài))3.4.2 yj502 co2氣保焊藥芯焊絲符合gb/t10045-2001 e501t-1和aws a5.20 e71t-1標準。其特點有：全位置焊接；電弧穩(wěn)定，低飛濺，煙塵少，脫渣性好；焊縫成形好，熔敷金屬流動性好；熔深大，抗氣孔能力強；焊縫致密，力學性能好。 熔敷金屬的化學成份（%） 化學元素牌 號csimnpsyj502保證值0.180.901.750.030.03實測值0.050.531.540.0160.008熔敷金屬的力學性能 化學元素牌 號屈服強度s(n/mm2)抗拉強度b(n/mm2)延伸率s(%)v型-20 沖擊功(j)yj502保證

9、值4004802227實測值45054028104適用的焊接參數范圍焊絲直徑送絲速度（cm/min）推薦電壓（v）焊接電流（a）焊絲熔化速度(kg/hr)焊縫熔敷率(kg/hr)1.2mm44521-231301.51.270022-241802.31.295525-272203.21.2127027-292654.31.2159030-323055.41.2不同焊接位置的焊接參數 焊接位置牌 號1g2f2g3g（up）4gyj5021.2mm電流（a）230-260230-260200-240200-240160-220電壓（v）26-2926-2925-2825-2823-263.5焊接工

10、藝評定 由于設計、制作、安裝及其它焊接變數會影響到所進行的焊接工作，諸如板材化學成分、板材表面條件（如油污及氧化皮）、板厚、預熱、冷卻、接縫裝配、保護氣體類型、氣體流量及所使用的設備等變數都會影響所期待的焊接結果。對于不同的條件應進行適當的調整，應根據實際施工條件對工藝進行試驗。根據合格工藝評定報告，編制焊接工藝規(guī)程和焊接工藝卡。并以此作為現場焊接規(guī)范，要求焊工嚴格執(zhí)行。3.5.1工藝要求為了在高爐殼體焊接上得到最佳的機械性能、抗裂紋性能及硬度，采用預熱并控制層間溫度。這在多道焊及厚板焊接時特別重要。不同的工作條件、施工標準、工件合金成分以及拘束度較大等因素也影響預熱溫度和層間溫度的控制。以下

11、的最低預熱溫度和層間溫度為所推薦的最低值。如發(fā)生裂則需要更高的預熱溫度和層間溫度。預熱溫度與板厚的關系板厚mm預熱溫度層間溫度4010013040-651201503.5.2 焊接操作方法干伸長（導電嘴到工件的距離：ttw） 導電嘴應如圖所示與噴嘴 平齊或縮進3.2mm 3.2mm 干伸長=20mm 焊槍角度： 15-20 焊接方向 0-5 焊接方向 拖曳角度 推進角度焊槍角度定義為焊槍在行進方向的傾斜角度。推進角度或拖曳角度為焊絲的軸向與焊縫的垂直線之間的夾角，如圖所示。在平焊、橫焊或仰焊時建議用拖曳方式進行焊接。垂直焊接時建議用小角度推進方式進行焊接。3.6焊前準備：3.6.1焊工：高爐的

12、焊接工作應由持有質監(jiān)局頒發(fā)的鍋爐壓力容器、壓力管道特種焊工合格證的焊工擔任并只能從事合格證注明合格焊位的焊接工作。由于高爐的焊接量相當大，工期要求緊，勞動強度高，質量要求嚴，所以特別要求高爐的焊接工作應由身體好、技術高、責任心強的焊工擔任。焊工人數：不少于18人。3.6.2焊接設備和輔助機具：序號名 稱規(guī) 格 型 號單位數 量1林肯直流電焊機dc-600臺52松下co2電焊機500a臺63直流電焊機400a臺204空壓機6m3/h臺25焊條烘烤箱450，容量100kg臺26焊條保溫筒w12020只207風動磨光機180只508電動角向磨光機125只209碳弧氣刨工具套23.6.3焊材：根據設計

13、要求，高爐爐殼焊接采用的焊材其質量、力學性能和化學成分應符合國家焊條標準的規(guī)定，并要求提供質量證明書并且質量證明書上項目齊全。用于高爐焊接的焊材儲存在干燥并通風良好庫內，需專人和專房保管，焊材存放于離地和墻300mm以上的貨架上，庫房的相對濕度不宜大于60%。溫度高于5，使用前，應檢查焊材包裝是否完好。嚴禁將破損包裝的焊絲直接用于高爐爐殼焊接，另外對于被雨水淋濕的焊絲嚴禁使用用于高爐焊接的焊材，必須專人進行烘烤、發(fā)放和回收，并做好焊材烘烤、發(fā)放和回收記錄，以及每天的溫度、濕度記錄。焊接用co2氣體應具有出廠質量合格證。其純度co299%，o20.1%,h2o2m/s），應采用擋風板或擋風罩，擋

14、風板夾于焊槍兩側，底部采用橡膠板，并由專人在焊道處，測定風速，負責記錄施焊環(huán)境。3.7.8焊接中應密切觀察熔池形成情況，發(fā)現異常立即停機，并找出原因，無法確定原因時應向焊接技術人員報告，一同分析解決。3.7.9 在每次熄弧時，應填滿弧坑，并剪掉焊絲端部的圓球，接頭處應打磨成斜坡，方可焊接，以免造成夾渣缺陷。焊道中的層間接頭應錯開30mm40mm。3.7.10焊接操作人員應認真填寫施焊記錄，焊接技術員按記錄繪制焊工焊接部位排版圖。4.主焊縫的焊接4.1 嚴格按工藝評定要求進行，施焊前及施焊過程中應排除一切影響焊接的不利因素。施焊時所有工藝參數及敷焊層次序應與工藝評定基本相同。4.2 焊接順序焊接

15、順序總的原則：每帶先焊立縫。在每帶立縫焊接之前，其下一帶爐殼的立縫應焊接完畢，其上一帶爐殼應安裝到位并找正完畢。相鄰兩帶立縫焊接完畢之后，即焊其間的橫縫。先焊內側，后焊外側。內側焊完后，即進行外側碳弧氣刨清根，并把間隙墊及點固焊道全部刨掉，然后焊接外側。焊接工位布置應均勻分布，同速同向分段退步焊接，為確保層間溫度，每一段分為8001200mm長為宜。每一焊道焊完后，方可轉入相隔的下一道焊接，以保證高爐焊縫在組焊中的可靠性。4.2.1 立焊縫高爐坡口形式的選擇根據圖紙技術要求，或參考選用有對稱x形，坡口角度為55o，間隙為4mm。焊接施工全在組合平臺進行，每一帶爐殼的立縫需對稱焊，焊口在焊前一律

16、用電動角向磨光機或風動角向磨光機打磨。焊接開始需間斷起弧，一般起弧電壓比焊接電壓高12v，起弧電流要大50a左右，打底焊接中注意保證焊絲在坡口兩側熔化均勻，防止焊偏而造成夾渣、未熔合等缺陷，并通過調整擺頻、擺寬、焊速來控制熔池成形均勻，形成微平微凹的焊道，以便于清渣；填充中的擺寬以焊絲擺到坡口一側，并將坡口熔化12mm為宜；蓋面時，為保證焊縫的外觀成形質量，在蓋面焊的前一層焊縫應注意調節(jié)焊接速度，使蓋面焊之前的坡口深度保持在2mm左右，以利于蓋面。為保證焊接質量立縫必須焊上與爐殼厚度相同、長度大于200mm的鋼板作引弧板和收縮板，如下圖所示。立縫的首末端的焊肉應達到引弧板100mm以上。立縫都

17、是先焊內口，氣刨刨外口，內口焊三層焊肉就開始氣刨刨外口，刨后可以焊外口三、四層焊肉再內口外層焊接二層，再焊外口外層焊縫二層。在外口和內口象這樣交叉焊接直至蓋面完成。每條焊縫應連續(xù)一次焊完，如因特殊原因停焊，應采取措施（即焊后采取250350的消氫處理，重新焊接前要進行120150的預熱）防止出現裂紋，重新施焊前應仔細檢查，確認無裂紋后才能焊接。4.2.2 橫焊縫高爐爐殼橫縫對接時，采用不對稱k形坡口，坡口外小內大，外坡口45，內坡口40。由于爐殼板厚不同，爐殼又有斜度，所以坡口形式、尺寸有些差異、坡口角度都開在上面一塊板下端，當兩板厚不等時，厚板要削薄過渡。施焊前，應將縱縫端部多余焊肉刨去，并

18、進行修磨，以便于橫焊焊接，每層間的起焊位置應錯開80mm100mm，且離開丁字縫200mm。打底焊，焊槍垂直于焊道中心，采用之字形運條方式，通過微焊槍高度來保證焊絲在坡口兩側熔化均勻，以免焊偏造成未熔合及夾渣；填充采用壓道焊，在填充中盡量將焊絲中心對準底層焊道熔合處，可將底層焊肉可能存在的缺陷消除，并在填充中根據焊道實際情況微調各參數，保證每層盡量平整，為蓋面打好基礎；蓋面前，熔敷金屬厚度應離表面約2mm左右，保證熔池略高于母材，坡口表面熔化1mm2mm。以后每道保證熔池壓到前一道最高處，焊道成形略高于或與前一道持平。最后一道關系整個焊道成形，保留34mm左右最好。4.2.3 底板：底板的焊縫

19、布置及順序，見附圖3，按如下順序施焊：1. 施焊底板邊緣板之間的對接縫中將被壁板壓住的約為250mm長的一段焊縫（r68507100間）；2. 待爐殼安裝到風口帶，焊接完爐缸（指立縫焊接完），找正完爐缸一、二帶和鐵口帶三帶后，再焊接底板；3. 底板中間板部分按圖3所示、上系順序執(zhí)行；4. 施焊焊接孔內底板與墊梁間的角焊縫； 5. 在爐缸一、二段立縫施焊完（拼裝平臺上已焊完）并吊裝就位后，施焊爐缸一段與底板邊緣板間的角焊縫； 6. 邊緣板間剩余對接縫施焊； 7. 中間板與邊緣板間環(huán)形縫焊接； 8.待水冷壁安裝完畢后再焊接爐缸一帶與環(huán)板間的內外加勁 4.2.4爐殼托圈：爐殼托圈的焊接應在爐殼組焊完

20、畢之后進行。爐殼的現場開孔和設備焊接亦應在爐殼組焊完畢之后進行。5.焊接變形的控制：由于前述幾方面的原因，對高爐的焊接變形控制是比較困難的，須從輔助加固措施和焊接工藝措施兩方面進行。5.1輔助加固措施：在爐殼構件找正完畢后，為防止施焊過程中造成幾何尺寸的較大變化和錯邊超標、角變形過大等缺陷，在立縫內側用型鋼加固，防止焊縫向內角變形，在每帶的上下口用鋼絲繩、倒鏈、型鋼、絲杠進行加固，防止直徑差超標，要用型鋼鋼板等做成工卡具固定。所需材料見表：序 號名 稱規(guī) 格單 位數 量備 注1工 字 鋼i12kg24002工 字 鋼i25akg35003角 鋼908kg32004鋼 板=25kg70005槽

21、鋼10kg3500合 計196005.2焊接工藝措施：5.2.1環(huán)縫的焊接應先焊完內側，在外側清根打磨，然后施焊外側焊縫。立縫先焊內側焊縫，在外側清根打磨后焊外口外層焊縫二層但要至少留二至三層焊縫不焊，再內口外層焊接二層。在外口和內口象這樣交叉焊接直至蓋面完成。5.2.2焊工的焊接應在統(tǒng)一指揮下，采用分段退步對稱焊法，同時同向等速焊接；立縫的焊接，四條焊縫安排的焊工應同時施焊；環(huán)縫的焊接，應根據參加焊接的人數，均勻劃分為相同的等份，使每位焊工焊接長度相同。每位參加焊接的焊工，所用的焊接規(guī)范應一致，焊接電流的最大值與最小值相差應小于15a。在焊接過程中，各焊工應保持同步。5.2.3每條焊縫應連續(xù)

22、一次焊完，如因特殊原因停焊，應采取措施防止出現裂紋，重新施焊前應仔細檢查，確認無裂紋后才能焊接。5.2.4焊縫“t”型接頭的處理：立縫兩端應焊滿，橫縫焊接至與立縫相交時，要特別注意，加強該處的層間清理，避免在此處起弧和熄弧，防止缺陷的產生。5.2.5底板焊接前，利用底板上開好的焊接孔將壓碼焊在墊梁上，用鐵楔壓緊底板，以控制焊接變形。在焊完底板中間板拼縫和焊接孔與墊梁間角焊縫之前不得送開壓碼，必要時將壓碼點焊固定。6.焊接質量控制工藝：6.1焊接環(huán)境要求：當有雨、雪，或風速超過要求時（co22m/s;自保護焊14m/s;手工電弧焊9m/s），若沒有有效的防護措施，禁止施焊；在焊接過程中應測量并記

23、錄天氣情況、溫度、濕度和風速。為保證焊接過程順利進行，需制作一施工雨蓬，見附圖4。6.2 要求按焊接工藝執(zhí)行，嚴格控制線能量，強調半自動焊時的同向、同速的焊接。6.3打底焊前，對于間隙超過6mm處，應先在一側坡口上堆焊，將間隙減小至6mm,再進行打底焊。6.4層間接頭：每層焊縫各層焊道的起頭和收尾及層間接頭均應錯開50mm以上，分散缺陷集中點和焊接偏析，標準焊接質量。層間清理落實到位，做到自檢與互檢相結合。6.5打底焊及中間層的焊接：打底焊可采用連續(xù)焊法或熄弧焊法焊接，視間隙大小而定，但必須保證熔透鈍邊。包括打底層在內的前三層必須分段退步焊，以后各層可用直通焊法。6.6層間清理：每層焊道焊完后

24、，打掉焊渣，仔細檢查，用磨光機清除夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，以保證焊層與母材間、各焊層間熔合良好，防止產生夾渣和未熔合等缺陷。6.7焊根的清理：焊根的清除采用碳弧氣刨，用磨光機修磨刨槽。6.7.1用碳弧氣刨從打底焊的背面將定位焊道和打底焊道一起刨掉，為減少焊接工作量，降低材料消耗，應盡量減少刨槽的深度。但刨的深度應視打底焊道質量和穿透情況而定。6.7.2碳弧氣刨要求電流為350500a，采用直徑8mm的碳精棒；需0.40.6mpa的壓縮空氣氣源，采用直流反接。6.7.3碳弧氣刨操作應由技術熟練、責任心強的氣刨工擔任。操作時，應盡量弧長、刨速、碳棒傾角穩(wěn)定均勻，以達到刨槽平直、光滑、深淺寬窄一致的

25、要求。6.7.4氣刨清根后的刨槽，用磨光機磨去刨槽表面的滲碳層和夾渣等缺陷，并打磨圓滑。6.7.5打磨完畢后，焊工應和檢查人員對其進行檢查確認，無目視缺陷方可進行焊接作業(yè)，有裂紋懷疑時進行著色檢查。6.8 藥芯焊絲防潮措施，當每天結束焊接時，應用塑料袋加硅膠干燥劑將焊絲密封。6.9保護氣體質量是影響焊縫質量的一個關鍵環(huán)節(jié)，當co2氣體壓力小于1mpa，瓶內水蒸氣急劇上升，在焊道易出現氫氣孔，因此當co2氣體壓力小于1mpa時應及時更換。6.10 高爐組焊中，技術員與檢查員應密切配合，協(xié)助檢查作好記錄，每班交接應有詳細記錄，對有問題部位，必須注明處理方法及造成缺陷的原因，以防再次發(fā)生。6.11 焊接中，嚴格將現場質量保證體系落實到位，做到人員職責明確。7. 焊后清理和質量檢驗7.1清理主要是指吊耳、馬架和引弧板的割除。氣割前須對與殼板焊接處預熱，預熱溫度與焊接時相同，割后用砂輪磨平。7.2 外觀質量檢查7.2.1 焊工應將其所焊焊縫表面的藥渣及飛濺物清理干凈，打上焊工鋼印代號，在對其所焊焊縫自檢合格的基礎上，由專檢員進行外觀檢查。7.2.2 合格標準a.不允許有表面裂紋、氣孔、夾渣、熔合性飛濺；b.咬邊和表面凹陷，深度不大于0.5mm，長度不大于焊