1.本发明涉及一种炼钢转炉水箱式水冷炉口的焊接工艺。
背景技术：
2.炼钢转炉是炼钢的主要设备，水冷炉口为转炉上一个关键部件。在实际生产中，水冷炉口处于转炉炼钢水的上部，温度在1600℃以上；为了保护炉口，普遍采用循环水强制冷却的水冷炉口。其内部通循环水，进口压力（3-4）
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10'n/m；水冷炉口在生产过程中易出现漏水，迫使停炉造成停产事故。
3.水冷炉口的优点是：可以减少炉口上的粘结物，即使粘结也易于清除，并可以加强炉口刚性，减少炉口的变形，改善应力状态，延长炉帽的金属壳和炉衬的使用寿命。水冷炉口的主要缺点是：一旦损坏大量漏水，摇炉时操作不当易引起爆炸；另外水冷炉口易损坏漏水，增加了设备的维修工作量，但是只要注意检查就可以避免危险。就其优点而言远大于缺点，因而水冷炉口还是得到了广泛的应用。水冷炉口结构形式：水冷炉口有两种结构形式，水箱式和铸铁埋管式。水箱式水冷炉口的结构为钢板焊接结构，它冷却强度大，工作效果好，易于制造，并且漏水时可以补焊，维修方便。
4.水箱式水冷炉口，首先注意使回水的出水口接近水箱的顶部，以减少水箱顶部积聚的水蒸气；其次，炉口内侧面应设计成倒锥形，倾角为15
°
左右，这样有助于煤气流动及出钢，出渣时不会粘结；再次，底板应伸出倒锥形内侧板15mm左右，以防止炉气冲刷，烧蚀焊缝，引起漏水。
5.循环水从水冷炉口的进水管进入，由φ152*20的环形管的首部开口处流到尾部开口处，向炉口腔内填水，腔内有两种隔水板，把炉口内部，分成若干个腔，强制性注满一个腔后，再循环到下一个腔，然后流入出水口，达到周身水冷却循环。
6.在两种隔水板处的焊缝应力分布复杂，在急冷急热的情况下，焊缝裂开而漏水。上盖板由3块扇形板组成，如果形成高压蒸汽，接头的焊缝易开裂；进水口被阻住而进不去水，会在焊缝附近母材上，出现裂纹的情况发生。尤其是环形管的两个堵头处，因为是焊缝的死角，焊接时，容易出现夹渣，产生气孔，造成漏水现象。水冷炉口受损原因如下：炉口使用时，不断地产生来自内部冷却水流，冲刷带来的冲击载荷。在经过冲击后，钢板强度降低时效，增大的部位会产生冲击疲劳，疲劳裂纹不断扩展，使钢板承受载荷的有效面积不断增大，钢板即发生开裂。在操作过程中，加废钢的斗子与炉口的环形管接触摩擦，不可避免地产生废钢斗等外部冲击炉口表面形成的冲击载荷，由于其冲击能量高，加速了疲劳的产生，进一步导致钢板的开裂。炉口长期在温度反复变化状态下工作，会产生热应力循环变化引起热疲劳，炉口会发生塑性开裂。生产人员操作不当或失误、个别炉口制作时隔水板分布不当、回水部位异物阻塞等原因，也易使炉口面板变形开裂。水箱环形管的制作采用360
°
整体环形管，选用强度、塑性和韧性等综合力学性能高的中低压锅炉管（20g）制作水冷炉口的环形管。定期监测进、出水温度，保证充分的供水流量，当供水压力和流量低于规定值时，立即检查进出水管的畅通情况，同时对炉口水箱主供水管加装过滤器，保证水路的畅通，防止因水
流不足或者管网阻塞造成环形管开裂。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于提供一种炼钢转炉水箱式水冷炉口的焊接工艺，可以快速有效地焊接水冷炉口的开裂处，降低生产损失。
8.本发明采用的技术方案是，一种炼钢转炉水箱式水冷炉口的焊接工艺，1）、焊接操作要求：焊条、熔嘴、焊剂和药芯焊丝在使用前，必须按产品说明书的规定进行烘干；低氢型焊条烘干温度：350～380℃，保温时间：1.5～2h，烘干后缓冷放置于110～120℃的保温箱中存放、待用；使用时置于保温筒中；烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次；受潮的焊条不得使用；实芯焊丝及熔嘴导管必须无油污、锈蚀，镀铜层完好无损；2）、焊缝坡口表面符合下列要求：焊接坡口用火焰切割或机械方法加工，缺棱为1～3mm时，修磨平整；缺棱超过3mm时，用直径不超过3.2mm的低氢型焊条，并修磨平整；3）、焊接作业环境符合以下要求：焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时，设防风棚或采取其他防风措施；焊接作业区环境温度低于0℃时，将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20℃以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度；4）、引弧板、引出板、垫板符合下列要求： t形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引出板，其材质和被焊母材相同，坡口形式与被焊焊缝相同，焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度大于25mm，其引弧板和引出板宽度大于50mm，长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度不小于6mm；钢衬垫的定位焊在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊焊缝长度大于40mm，间距为500～600mm，并填满弧坑，定位焊预热温度高于正式施焊预热温度； 5）、防止层状撕裂的工艺措施：t形接头、十字接头、角接接头焊接时，采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接；采用低强度焊条在坡口内母材板面上堆焊塑性过渡层；ⅱ类及ⅱ类以上钢材箱形柱角接接头当板厚≥80mm时，板边火焰切割面用机械方法去除淬硬层；采用低氢型、超低氧型焊条或气体保护电弧焊，焊后消除应力处理，构件焊缝每侧面加热板的宽度至少为钢板厚度的3倍，且不小于200mm。
9.检验标准要求，根据生产计划和生产进度，持有图纸与生产计划所下发图纸及要求完全一致，与质量及工艺技术人员共同完成对构件的质量情况进行检测或判定。填写生产过程中下料、拼装、焊接、热处理中的质量状况；汇总和编制构件产品质量情况的报表；对接接头的平面度要求：对接接头的平面度f在200mm长度上不应超过板厚的3%，但不大于1mm。对接接头错边要求：对接接头两板平面错边h不应超过板厚的3%，但不得大于1mm。焊缝质量：应无裂纹、未熔合、未焊透、无气孔、焊瘤等。性能：试装配与使用性能符合产品要求。构件检验中的所有缺陷(问题),均应以数据的形式反映，如：外形几何尺寸、表面光洁度、焊缝质量等。新疆八钢佳域工业材料有限公司经过长期的跟踪观察摸索，通过改进工艺措施，整体提高了其使用寿命，使水冷炉口寿命更长，能炼钢8000炉次以上。
具体实施方式
10.一种炼钢转炉水箱式水冷炉口的焊接工艺，1）、焊接操作要求：焊条、熔嘴、焊剂和药芯焊丝在使用前，必须按产品说明书的规定进行烘干；低氢型焊条烘干温度：350～380℃，保温时间：1.5～2h，烘干后缓冷放置于110～120℃的保温箱中存放、待用；使用时置于保温筒中；烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次；受潮的焊条不得使用；实芯焊丝及熔嘴导管必须无油污、锈蚀，镀铜层完好无损；2）、焊缝坡口表面符合下列要求：焊接坡口用火焰切割或机械方法加工，当采用火焰切割时，切割面质量符合国家标准zbj-59002.3热切割、气割质量和尺寸偏差的相应规定，缺棱为1～3mm时，修磨平整；缺棱超过3mm时，用直径不超过3.2mm的低氢型焊条，并修磨平整；施焊前，焊工检查焊接部位的组装和表面清理的质量，各种焊接方法焊接坡口组装间隙除有熔透要求外均不得超过3mm，坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时，不应用堆焊方法增加构件长度和减小组装间隙；搭接接头及t形角接接头组装间隙超过1mm或管材t、k、y形接头组装间隙超过l.5mm时，施焊的焊脚尺寸至少为设计焊脚尺寸+间隙，但t形角接接头组装间隙超过5mm时，应事先在板端堆焊并修磨平整或在间隙内堆焊填补后施焊。
11.焊接工艺文件应符合下列要求：施工前应由焊接技术责任人员根据合格的焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，并向有关操作人员进行技术交底，施工中应严格遵守工艺文件的规定；焊接工艺文件应包括下列内容：焊接方法或焊接方法的组合；母材的牌号、厚度及其他相关尺寸；焊接材料型号、规格；焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差；夹具、定位焊、衬垫的要求；焊接电流、焊接电压、焊接速度、清根要求、焊接顺序等焊接工艺参数规定。焊接作业环境应符合以下要求： 焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时，应设防风棚或采取其他防风措施。制作车间内焊接作业区有穿堂风或鼓风机时，也应按以上规定设挡风装置；焊接作业区的相对湿度不得大于90％；当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施；焊接作业区环境温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于l00mm范围内的母材，加热到20℃以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度。实际加热温度应根据构件构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性、焊接材料熔敷金属扩散氢含量，焊接方法和焊接热输入等因素确定，其加热温度应高于常温下的焊接预热温度，并由焊接技术责任人员制订出作业方案经认可后方可实施。作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响，同时对构件采取必要的保温措施。
12.引弧板、引出板、垫板应符合下列要求：严禁在承受动荷载且需经疲劳验算构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊夹具；不应在焊缝以外的母材上打火、引弧； t形接头、十字形接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式应与被焊焊缝相同，禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板；焊条电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出长度应大于25mm。其引弧板和引出板宽度应大于50mm，长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度应不小于6mm；焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整。不得用锤击落引弧板和引出板。所用焊接材料应与正式施焊相
同。定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊焊缝长度宜大于40mm，间距宜为500～600mm（视具体情况而定），并应填满弧坑。定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。
[0013] 防止层状撕裂的工艺措施：t形接头、十字接头、角接接头焊接时，宜采用以下防止板材层状撕裂的焊接工艺措施。采用双面坡口对称焊接代替单面坡口非对称焊接；采用低强度焊条在坡口内母材板面上堆焊塑性过渡层；ⅱ类及ⅱ类以上钢材箱形柱角接接头当板厚≥80mm时，板边火焰切割面宜用机械方法去除淬硬层。采用低氢型、超低氧型焊条或气体保护电弧焊。焊后消除应力处理，对焊后消除应力有要求时，根据构件的尺寸，工厂制作宜采用加热炉整体退火或电加热器局部退火对焊件消除应力，仅为稳定结构尺寸时可采用振动法消除应力。焊后热处理应符合国家标准《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》（gb/t 6046）的规定。当采用电加热器对焊接构件进行局部消除应力热处理时，尚应符合下列要求：使用配有温度自动控制仪的加热设备，其加热、测温、控温性能应符合使用要求；构件焊缝每侧面加热板(带)的宽度至少为钢板厚度的3倍，且应不小于200mm；加热板(带)以外构件两侧尚宜用保温材料适当覆盖。