[发明专利]100mm厚高炉壳体用BB503钢板焊接接头埋弧焊接方法

说明书

本发明公开一种100mm厚高炉壳体用BB503钢板焊接接头强韧性优良的埋弧焊接方法，BB503钢板抗拉强度为500～600MPa，屈服强度为330～400MPa，延伸率为≥24%，‑20℃低温冲击功≥100J。采用和力学性能优良的高炉壳体用BB503钢板相匹配的焊接材料，采用对称K型坡口；埋弧焊剂进行（200~350）℃×2h处理；焊前免预热，对厚度为100mm+100mm组合钢板采用多层多道埋弧焊焊接，焊缝层间温度≤200℃。本发明焊接接头具有优良的综合力学性能，生产效率高，实用性强，适合于高炉壳体用钢焊接的应用推广。

技术领域

本发明属于钢铁材料焊接领域，特别是涉及一种100mm厚高炉壳体用BB503钢板焊接接头强韧性优良的埋弧焊接方法。

背景技术

随着钢铁去产能及节能环保要求的提高，高炉炼铁对能源和环境的影响日益受到关注。高污染、高消耗、环保指标低的小型高炉逐渐被淘汰，随着高炉炉役时间的临近，自动化、大型化、生产效率高、低成本且节能环保的高炉将成为高炉改造的新需求和发展方向。

高炉结构外有钢体结构支撑、内有循环水冷设备系统和耐火炉衬的一个密封高温的竖炉，用于将铁矿石、焦炭、石灰石、空气等通过化学反应冶炼生产铁水及副产品。

高炉炉壳作为炉体结构重要的支撑构件，起到密闭煤气泄漏的作用，同时需要承受自重、设备荷重、炉料冲击力、炉内煤气压力、内衬膨胀作用力、温度应力及环境腐蚀等作用，使用工况复杂。随着对高炉炉壳大型化、长寿命等要求提高，大型高炉炉壳用钢需要进行微合金化成分设计，钢板厚度规格在30～100mm内，且趋于大厚度。对高炉炉壳结构用钢在强度、韧性、加工性能及时效性能方面都提出较高的要求；尤其在关键的高炉壳体拼装过程中，对高炉壳体用钢大厚度钢板的焊接性能提出了更高的要求。

为确保高炉炉壳的制造和运行安全，需要充分研究大厚度(100mm厚)BB503钢焊接接头的力学性能强韧性匹配。要求焊接接头的拉伸性能不低于母材，对接接头低温韧性KV₂(-20℃)≥47J。焊接热输入量是影响焊接接头强度和低温韧性的关键。为确保高炉壳体用钢BB503焊接接头的强韧性能，合理匹配焊接材料、控制焊接热输入量、优化焊接工艺参数显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种100mm厚高炉壳体用BB503钢板焊接接头强韧性优良的埋弧焊接方法，焊接接头强韧性优良，焊前免预热，使得大厚度钢板焊接接头力学性能优良和焊接效率较高。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种100mm厚高炉壳体用BB503钢板焊接接头埋弧焊接方法，其特征在于：

㈠高炉壳体用BB503钢板，抗拉强度为500～600MPa，屈服强度为330～400MPa，延伸率为A≥24％，-20℃低温冲击功≥200J；

㈡焊丝采用与高炉壳体用BB503钢板相匹配的焊接材料；

㈢坡口型式为对称K型坡口；

㈣埋弧焊接工艺参数：焊前免预热，并对埋弧焊剂进行(200～350)℃×2h处理，焊接电流400～750A，焊接电压26～40V，焊接速度30～45cm/min，焊接热输入量15～60kJ/cm；对厚度为100mm+100mm组合钢板对接接头采用多层多道埋弧焊焊接，其焊缝层间温度控制在≤200℃。

本发明进一步限定的技术方案是：

选用匹配的焊丝，焊丝直径Φ3～6mm，焊丝抗拉强度≥540Mpa。

焊剂为880M，埋弧焊丝配880M焊剂熔敷金属的力学性能为：抗拉强度≥540MPa，屈服强度≥350MPa，延伸率A≥30％，-20℃冲击功KV2≥47J，焊缝组织以细小的铁素体为主。