宝钢4#高炉是国内21世纪自行设计、制造，具有完全知识产权的首座******型的高炉，高炉设计容积为4800m3。这一任务由武冶冶金设备研究所承担，本人有幸参加建设并担任高炉炉壳工厂制造焊接责任工程师。本文就宝钢4#高炉炉壳用钢及采用的焊接方法、焊接材料；编制依据及采用标准；焊接工艺评定项目；焊接工艺规程；焊接检验；高炉炉壳工厂制造各部位采用的焊接方法进行了阐述。 关键词：宝钢四号高炉；高炉炉壳；工厂制造；焊接技术施工方案
1 工程简介
宝钢4#高炉工程，高炉设计容积为4800m3。高炉炉壳用钢为BB503低合金高强钢，板厚为50~ 100mm，炉底板为δ=25mm的Q235C，风口法兰材质为ZG35；高炉炉壳用钢的化学成分及力学性能见表1~表4。
2 采用的焊接方法、焊接材料
2.1 丝极电渣焊（KES）
a、电渣焊焊丝采用H08MnMoA Φ2.4mm；
b、电渣焊焊剂采用HJ431（干粉状）。
2.2 熔嘴电渣焊（SES）
a、熔嘴采用焊条：管DZ-1/XTH.SES-1X
Φ12mm×4mm；
b、电渣焊焊丝采用H08MnMoA Φ2.4mm；
c、电渣焊焊剂采用HJ431（干粉状）。
2.3 手工电弧焊及半自动CO2气体保护焊
a、焊条采用：E5015 Φ4.0mm Φ5.0mm；
b、焊丝采用：KFX 712C Φ1.2mm；
或者ER50-6 Φ1.2mm。
2.4 埋弧自动焊
a、焊剂采用：HJ431；
b、焊丝采用：H08MnA Φ4.0mm。
3 编制依据及采用标准
3.1 《宝钢4#高炉工程炉体系统高炉炉壳设计图总说明》；
3.2 《宝钢4#高炉工程炉体系统高炉炉壳分块总图》；
3.3 《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708 -2000）；
3.4 《钢制压力容器焊接工艺规程》（JB4709 -2000）；
3.5 《压力容器无损检测》（JB4730-1994）。
4 焊接工艺评定项目
根据JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准及母材材质和板厚，对同种母材及异种母材做焊接工艺评定试验，宝钢4#高炉工程炉体系统，高炉炉壳工厂制造焊接工艺评定项目共做9项，如表5。
5 焊接工艺规程
5.1 手工电弧焊平、立、横焊
5.1.1 焊前准备
a、将焊条E5015进行烘焙，烘焙温度为350 ~380℃，时间为2h，然后冷却至150℃保温；
b、焊接时将焊条放置在保温筒内，随用随取；
c、组装前，必须将坡口及其两侧30~50mm 范围内进行彻底打磨，直至露出金属光泽；
d、定位焊采用火焰预热，预热温度100~ 120℃；
e、预热 板厚δ＞65mm时，焊接用电热片预热且温度≥150℃；δ≤65mm时，预热温度≥120℃。范围为钢板两侧各3倍板厚，且≥100mm。
5.1.2 焊接顺序
采用Φ3.2mm、Φ4.0mm的焊条打底，Φ4.0mm、Φ5.0mm的焊条填充、盖面焊。先将大面坡口焊完2/3后，反面清根焊满，然后将大面坡口剩余的1/3焊满。
5.1.3 焊接规范参数（见表6）
5.2 CO2气体保护焊平、立、横焊
5.2.1 焊前准备
a、组装前，必须将坡口及其两侧30~50mm 范围内进行彻底打磨，直至露出金属光泽；
b、定位焊采用火焰预热，预热温度100~ 20℃；
c、预热 板厚δ＞65mm时，焊接用电热片预热且温度≥150℃；δ≤65mm时，预热温度≥120℃。范围为钢板两侧各3倍板厚，且≥100mm。
5.2.2 焊接顺序
高炉炉壳采用KFX712C Φ1.2mm或ER50-6 Φ1.2mm焊丝打底、填充、盖面焊。先将大面坡口焊完2/3后，反面清根焊满，然后将大面坡口剩余的1/3焊满。
5.2.3 焊接规范参数（见表7）
5.3 埋弧自动焊
5.3.1 焊前准备
a、将焊剂按产品说明书的要求进行烘焙，烘焙温度为200~250℃，时间为1~2h，然后保温；
b、组装前，必须将坡口及其两侧50mm范围内进行彻底打磨，直至露出金属光泽；
c、定位焊采用火焰预热，预热温度100~ 120℃。
5.3.2 焊接顺序
采用H08MnA Φ4.0mm的焊丝、焊剂HJ431 打底、填充、盖面焊。先将大面坡口焊完2/3后, 反面清根焊满，然后将大面坡口剩余的1/3焊满。
5.3.3 焊接规范参数（见表8）
5.4 KES电渣焊
5.4.1 焊前准备
a、将焊剂按产品说明书的要求进行烘焙；
b、将点固焊用的焊条按要求烘焙好后，放置在保温筒内，随用随取；
c、组装前，必须将坡口及其两侧60~80mm 范围内进行彻底打磨，直至露出金属光泽；
d、装配后检查坡口尺寸，错边≤3mm，以免电渣焊时滑块跑渣；间隙保证3.5~4mm。
e、定位焊采用火焰预热，预热温度100~ 120℃；
f、定位焊长100mm，间隙200mm，焊道要薄而平滑，以免电渣焊丝与之短路；
g、电渣焊的引弧板、熄弧板尺寸为80mm×150mm，坡口与相应的立缝相同，材质和板厚与母材相同；
h、在后焊侧装焊门型马；
i、点焊焊机导轨。
5.4.2 焊接顺序
正面一次焊满后，反面清根、清理、打磨，然后一次将反面焊满。
5.4.3 焊接规范参数（见表9）
5.5 SES电渣焊
5.5.1 焊前准备
a、将焊剂按产品说明书的要求进行烘焙；
b、将点固焊用的焊条按要求烘焙好后，放置在保温筒内，随用随取；
c、组装前，必须将坡口及其两侧60~80mm 范围内进行彻底打磨，直至露出金属光泽；
d、装配后检查坡口尺寸，错边≤3mm，以免电渣焊时滑块跑渣；间隙保证3.5~4mm。
e、定位焊采用火焰预热，预热温度100～120℃；
f、定位焊长100mm，间隙200mm，焊道要薄而平滑，以免电渣焊丝与之短路；
g、电渣焊的引弧板、熄弧板尺寸为80mm×150mm，坡口与相应的立缝相同，材质和板厚与母材相同；
h、在后焊侧装焊门型马；
i、点焊焊机导轨；
j、管焊条内壁除锈和烘干。
①内壁除锈：将管焊条固定在工作平台上，然后将一根Φ2.4mm的焊丝插入管焊条内孔，往返摩擦移动并转动，使内壁各部位均得以彻底除锈。每根焊条除锈时间≥15min。
②烘干：先在管焊条内插入热电偶测温装置，然后两端通电加热，烘干温度120℃，时间1h。
5.5.2 焊接顺序
正面一次焊满后，反面清根、清理、打磨，然后一次将反面焊满。
5.5.3 焊接规范参数（见表10）
6 焊接检验
6.1 焊接完毕，24h后进行外观检验，外观检验执行GB50205-2000。
6.2 外观执行一级标准，焊缝表面不得有裂纹、咬边、焊瘤、气孔、弧坑、未焊透等缺陷。
6.3 外观检验合格后进行超声波探伤（UT）检查和射线探伤（RT）检查。
6.4 探伤执行标准JB4730-1994，RT Ⅱ级合格，UT Ⅰ级合格。
7 高炉炉壳工厂加工制造各部位采用的焊接方法
7.1 炉壳2段、3段纵、环缝；4段、5段、7段、8~17段、19段、20段纵缝采用丝极电渣焊（KES）。
7.2 炉壳6段（风口段）、18段（过渡圆）纵缝采用熔嘴电渣焊（SES）。
7.3 炉壳6段（风口段）与风口法兰、炉底环板与炉壳2段、炉顶法兰与炉壳20段、出铁口框与炉壳4段角焊缝；炉壳19段与20段环缝采用手工电弧焊。
7.4 炉顶法兰、炉底板、炉底环板对接焊缝采用埋弧自动焊。
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