高爐風口法蘭和鐵口框安裝施工方案
1.編制依據及說明
1.1編制依據
1.1.1中冶賽迪設計院提供施工圖：
03270077dr1504im003 1#，2#高爐風口大套、法蘭及安裝圖 03270077dr1504st003南疆高爐工程爐體系統高爐爐殼設計圖
1.1.2工程相關的技術規範及標準
《冶金機械裝置安裝工程施工及驗收規範煉鐵裝置》（ybj208-85）；
《煉鐵機械裝置工程安裝驗收規範》（gb50372-2006）
《鋼結構工程施工及驗收規範》（gb50205--2001）
《高爐爐殼技術條件》（yb4079--91）
《煉鐵工藝爐殼體結構技術規範》（gb50567-2010）
《現場裝置、工業管道焊接工程施工及驗收規範》（gb50236--98）
《壓力容器無損探測》（jb4730-94）
我公司編制的焊接工藝評定報告：
《36mm、q345-co2氣體保護對接立位焊接工藝》
《建築施工高處作業安全技術規範jgj80-91
《施工現場臨時用電安全技術規範jgj46—2005
《建築施工安全檢查標準jgj59—99
２、工程概況和工程內容
2.1風口裝置屬高爐主要裝置，對於高爐的利用率起很大作用，關於本工程每座有二十四個風口法蘭，此段爐殼屬高溫高壓區域，主要採用地面進行安裝，本工程涉及到異種鋼的焊接（q345c與鑄鋼270-500），風口裝置安裝精度要求高，焊接質量要求高，易產生裂紋，焊後易變形，要求焊前進行預熱，焊後進行熱處理。
風口法蘭的焊接是風口法蘭安裝中的重要工序之一，焊接質量的好壞直接影響風口裝置的使用。同時，不合理的焊接工藝將會產生裂紋、氣孔等缺陷。
2.2對於南疆地區的氣候條件下，風較大，需設防風措施，環境溫度晝夜溫差大，給安裝和焊接帶來影響。
2.3工期要求緊，施工程式多。
2.4鐵口框的材質為q345c，其和爐殼焊接處的壁厚為§=50，其形狀為上部為半圓形，下部為矩形，但轉角處為圓形過渡。
3.施工準備
3.1施工人員、機具、材料的準備。其餘參見資源配置計畫。
焊接工作應由持有質監局頒發的《鍋爐壓力容器、壓力管道特種焊工合格證》的焊工擔任並只能從事合格證註明合格焊位的焊接工作。
3.2焊接工藝評定的準備，現場試件的焊接。
3.3臨時措施的準備:(加筋板、調整螺栓、保溫措施、預熱用措施等)
3.4裝置到貨對裝置進行開箱檢查，主要檢查外觀質量和技術檔案。由總包組織相關單位進行裝置的驗收，並形成記錄。
4.風口裝置主要施工方法
4.1爐殼組裝
爐殼拼裝前應在拼裝平台上測畫出要組裝的該段爐殼、下口外壁直徑圓周線和十字中心線，找出水平度，將爐殼按方位及製作廠提供的二次圖和現場爐殼上的定位中心，吊裝就位，連線各種連線件及卡具，將水平度、垂直度、橢圓度、錯口及間距調整到允許公差範圍內，並做好反變形措施，經檢查確認後，交給焊接進行下道工序，並做好記錄。注意焊縫收縮餘量的餘留，按不同的板厚，不同的塊數進行預留。
在爐殼上畫出安裝方位垂直線和中心定位線，加固上口，焊好吊耳及附屬件，安裝找正與組裝爐殼相同。爐殼安裝找正，採用測量小橋、垂球、測量工配合施工。
4.2爐殼立縫的焊接
為了在高爐殼體焊接上得到最佳的機械效能、抗裂紋效能及硬度，採用預熱並控制層間溫度。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。
以下的最低預熱溫度和層間溫度為所推薦的最低值。如發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係
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55，間隙為4～６mm。焊接施工全在組合平台進行，每一帶爐殼的立縫需對稱焊，焊口在焊前一律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1～2v，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，並通過調整擺頻、擺寬、焊速來控制熔池成形均勻，形成微平微凹的焊道，以便於清渣；填充中的擺寬以焊絲擺到坡口一側，並將坡口熔化1～2mm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焊接速度，使蓋面焊之前的坡口深度保持在2mm左右，以利於蓋面。
為保證焊接質量立縫必須焊上與爐殼厚度相同、長度大於200mm（坡口形式與爐殼坡口形式相同）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，刨後可以焊外口
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。
4.3風口法蘭開孔放樣
爐殼立縫焊接完畢後，按照設計圖紙標高及軸線位置定位，以拼裝高爐的中心點和0線為基準測設，利用經緯儀和水準儀在高爐爐殼內壁上分別測出每個風口的定位位置測量，注意對稱進行測量，確保精確定。經監理驗收後，在監理監督下將風口法蘭中心和控制線打上樣衝。帶樣衝打完後利用經緯儀和水準儀進行複核。
4.4爐殼的安裝
爐殼立縫焊接完畢後，對爐殼進行安裝作業，在安裝過程中要嚴格控制尺寸，包括橢圓度、標高、直徑、間隙等尺寸的控制，同時要預留焊接收縮餘量。
4.5風口施工平台搭設
風口帶爐殼安裝好後，距離風口帶爐殼下口200mm處爐內搭設乙個滿堂平台（見附圖），作為風口法蘭施工、測量平台，爐缸3帶外口將三腳架上搭設滿堂跳板，作為安裝風口法蘭施工平台。
4.6風口開孔放樣複查
利用爐內平台，組織監理對風口放樣進行複測，複測合格後將爐腹、爐腰安裝好，進行風口帶焊接。做好準備風口法蘭開孔、焊接等，確保安全
4.7風口裝置在爐殼上的開孔
在內壁精確定位的基礎上，先在內壁中心位置用火焰進行切割約1000mm直徑的孔，按順序對稱開，先割直口，同時進行加固處理防止爐殼變形，將內壁的中心線引至爐殼外測，並延長，同時檢測所有風口與爐殼中心是否匯交，檢測方法是沿各風口高度中心架設檢測架，所有檢測架均要用儀器測量，達到同一標高，差值≤2mm，將風口中心投到檢測架上，作好標記。通過各風口中心在檢測架上的標記點，沿爐殼中心對稱拉設鋼絲，並通過測心架，將爐口中心投下，視鋼線與爐殼中心是否匯交，確定風口開口精度。根據檢測結果進行調整，進行精修直口，此次切割要求技術相當熟練人員進行操作，並修坡口，用砂輪機進行精修磨坡口角度及坡口表面處理。
4.8安裝風口法蘭
1）在爐殼內處表面上各焊接四個調整螺栓，用於調整風口法蘭用。見附圖一
2）將風口裝置吊裝到爐殼上，用調整螺栓進行臨時固定，並按以下要求進行找正。見附圖二。要求如下：中心位置在爐殼圓周上等分角度 4′
中心標高3.0mm
相鄰法蘭的高低差3.0mm
全部風口法蘭的中心高低差 5.0mm
各相對風口法蘭的水平中心連線10mm
與爐體垂直中心線的應相交
法蘭的水平中心線的水平度2mm
各相對風口法蘭的水平中心連線
與風口蘭水平中心線的垂直度3／1000
法蘭面的垂直度3／1000
法蘭伸出爐殼的表面距離5mm
以上要求都達到要求後，且檢測數值比要求都小，經各方檢查合格後進行下道工序。
3）在風口法蘭與爐殼上測相連線的部位對稱焊接臨時加筋板，需對稱進行焊接，以減少變形。如圖三所示
4.6焊接
1）焊前進行檢查
主要檢查坡口的鈍邊與法蘭的間隙值，當間隙大於4mm時，應對殼體進行預熱後，進行堆焊，可採用電焊進行堆焊，焊條選用∮2.5 j507進行堆焊。
坡口表面的清理，清除坡口表面所有雜物及鐵鏽等。
焊接裝置的確認及焊接環境的確認達到焊接工藝評定的要求。
對於co2氣保護焊，當施焊環境出現下列任一情況，且無有效防護措施時，禁止施焊：
雨天及雪天；
風速超過2m/s；
環境溫度在-5℃以下；
相對濕度在90%以上。
2）焊接順序及方法
每個風口法蘭先焊接內口，採用co2氣體保護焊進行對稱焊接，（即每組風口的兩邊各乙個焊工進行操作,安排12名焊工同時作業）,採用連續焊接的方法進行焊接完每一層。要求每個焊工的焊接速度要基本一致。當焊至離坡口邊緣10mm時，停止內口的焊接。
後焊接外口，採用與內口一樣的焊接方法及要求進行。
3）焊前預熱
風口法蘭組焊的坡口採用單面k型坡口，焊前預熱採用電加熱，預熱溫度一般控制在150-200℃，預熱範圍近焊縫位置100mm內，用紅外線測溫進行過程中的溫度檢測。
4）層間溫度的控制
在整個施焊過程中都要嚴格控制層間溫度在150-200℃，層間間隙時間派專人用風鎬焊接熱影響區（焊縫處200mm內）振動消除焊接應力。
5）焊後的消氫處理和保溫
內焊縫焊至要求時，進行振動後，採取250～350℃的消氫處理，要求均勻加熱，後作保溫棉將整個法蘭及延長400mm內用保溫棉進行包裹，進行緩冷。
6）清根處理
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，應儘量減少刨槽的深度。但刨的深度應視打底焊道質量和穿透情況而定。
碳弧氣刨要求電流為350～500a，採用直徑8mm的碳精棒；需0.4～0.6mpa的壓縮空氣氣源，採用直流反接。
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、碳棒傾角穩定均勻，以達到刨槽平直、光滑、深淺寬窄一致的要求。
焊根的清除採用碳弧氣刨，用磨光機修磨刨槽，並把積炭清理乾淨。
7）外測施焊
在內焊縫焊接完後，緩冷結束後，焊接質量和法蘭的幾何位置尺寸都進行檢查，發現焊接質量或幾何質量偏移都要採用措施及時處理。再焊接外測時，需通過焊接變形消除一部份焊接內焊縫所產生的變形。
8）焊接過程中應注意事項
焊前15分鐘應向co2減壓加熱器通電加熱。當co2氣用至1mpa時，co2氣體中水蒸汽的量將急劇增加，應及時更換。
開焊前，啟動送氣機的送氣開關，放出管內積存氣體，以保證正常送氣，防止起弧時瞬間大氣流量對熔池影響。
將送絲機設定提前3s送氣，滯後2s停氣，使熔敷金屬在熔化狀態中處於氣體保護。為防止收弧時，高速送絲造成粘連焊道，設定3s的返燒時間。
防風防雨篷的搭設應使焊道基本處於無風狀態。當區域性風速過大時（>2m/s），應採用擋風板或擋風罩，擋風板夾於焊槍兩側，底部採用橡膠板，並由專人在焊道處，測定風速，負責記錄施焊環境。
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