龐社賓（冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠，河北　邢臺(tái)　054000）

高強(qiáng)度鋼板的預(yù)熱焊接處理

龐社賓
（冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠，河北邢臺(tái)054000）

摘要：高強(qiáng)度鋼板的焊接需要進(jìn)行預(yù)熱處理，并要求焊后整體退火；而預(yù)熱及退火處理自然離不開(kāi)時(shí)效預(yù)熱爐。隨著國(guó)家節(jié)能減排要求的提高，傳統(tǒng)的電阻爐系列時(shí)效預(yù)熱爐逐漸被更加節(jié)能環(huán)保的燃油、燃?xì)庖约坝蜌饣鞜A(yù)熱爐所取代。本文系統(tǒng)介紹了邢臺(tái)機(jī)械廠利用天然氣燃?xì)忸A(yù)熱爐成功節(jié)能減排的情況。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?；預(yù)熱爐；臺(tái)車(chē)；節(jié)能；碳排放

1　概述

隨著采煤機(jī)械化程度及安全要求的提高，煤礦生產(chǎn)對(duì)設(shè)備的要求越來(lái)越高，大采高、高工作阻力液壓支架日益得到推廣。而提升煤礦設(shè)備安全性能的最直接措施，就是在煤礦設(shè)備制作時(shí)大量使用高強(qiáng)度鋼板。因此，液壓支架高強(qiáng)度鋼板的焊接質(zhì)量越來(lái)越受到重視。為了適應(yīng)煤礦生產(chǎn)的需要，提升設(shè)備的安全性能，邢臺(tái)機(jī)械廠決定引進(jìn)5000×2000預(yù)熱爐，以解決高強(qiáng)板焊接的預(yù)熱及焊后時(shí)效處理問(wèn)題，提高高強(qiáng)板的焊接質(zhì)量，為大采高、高工作阻力液壓支架制作提供設(shè)備保障。

2　預(yù)熱爐的選型、改進(jìn)及安裝

2.1預(yù)熱爐的選型。焊接過(guò)程中工件的預(yù)熱和焊后時(shí)效處理設(shè)備是整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備，一般傳統(tǒng)方式可采用電加熱的方式完成，建造一臺(tái)預(yù)熱爐需要1200kVA的電力容量，需要電力增容。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的調(diào)研，基于節(jié)約成本，降耗節(jié)能，提高效率的原則，我們擬采用節(jié)能環(huán)保的天然氣加熱方法，以提高效率，減少碳排放，保護(hù)環(huán)境，降低成本。同時(shí)，天然氣的加熱時(shí)間要比電加熱時(shí)間縮短1/2以上，運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)要低。經(jīng)過(guò)對(duì)方案的反復(fù)比對(duì)與論證、對(duì)合作廠的認(rèn)真篩選，最終選定采用工作可靠、安全性能好的阿爾法燃燒器，并使用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制燃燒器的工作狀態(tài)，通過(guò)溫度控制器，實(shí)時(shí)檢測(cè)爐膛的溫度，控制爐膛的升溫、保溫、降溫曲線，使?fàn)t膛溫度按照設(shè)定的工藝曲線工作。預(yù)熱爐的結(jié)構(gòu)件部分由邢臺(tái)機(jī)械廠根據(jù)具體使用要求制作并改進(jìn)，爐體砌筑、保溫、燃燒器、控制系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)系統(tǒng)相配套，保證設(shè)備的質(zhì)量。燃?xì)忸A(yù)熱預(yù)熱爐的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

2.2預(yù)熱爐的改進(jìn)及安裝。預(yù)熱爐的改進(jìn)機(jī)安裝工作主要注重了一下幾點(diǎn)：（1）預(yù)熱爐的選址。如果預(yù)熱爐距焊接工位較遠(yuǎn)，預(yù)熱工件出爐后運(yùn)輸距離長(zhǎng)，則工件溫度會(huì)下降較多，焊接時(shí)就達(dá)不到預(yù)熱理想效果。因此，預(yù)熱爐的選址要合適。（2）增加通風(fēng)口與加熱槍數(shù)量。工件的預(yù)熱效果在很大程度上與通風(fēng)口及加熱槍的設(shè)置有關(guān)。我們根據(jù)工件的最大尺寸，將原設(shè)計(jì)的通風(fēng)口及加熱槍位置由6個(gè)改為8個(gè)，這樣可以使工件加熱時(shí)熱量更加均勻，提高預(yù)熱效果。（3）臺(tái)車(chē)的改進(jìn)。臺(tái)車(chē)電機(jī)選用YEJ電機(jī)，減速機(jī)為BWEY型擺線針輪減速機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)為雙排滾子鏈鏈輪，同時(shí)，盡可能降低了臺(tái)車(chē)的高度，這樣可以增加預(yù)熱工件的最大高度。（4）其它。合理布置通風(fēng)系統(tǒng)、保證爐門(mén)的密封性能，都是提高預(yù)熱效果的關(guān)鍵。同時(shí)，在地基施工、爐體施工及燃?xì)庋b置設(shè)計(jì)方面，我們都與施工方及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了充分的溝通與論證，以達(dá)到預(yù)想的設(shè)計(jì)效果。

3　應(yīng)用及效果

2009年9月11日，該預(yù)熱爐在邢臺(tái)機(jī)械廠投入使用。通過(guò)對(duì)邯礦集團(tuán)充填支架Q550、內(nèi)蒙支架Q690等高強(qiáng)板的焊接及近4年跟蹤監(jiān)測(cè)，該設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，使用方便，性能可靠，并具有以下優(yōu)點(diǎn)：（a）爐溫均勻，工件受熱均勻，能有效保證焊縫質(zhì)量；（b）裝載量大、生產(chǎn)率高，可適用于各種類(lèi)型的機(jī)件回火、預(yù)熱用；（c）爐襯保溫性能好，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本；（d）無(wú)污染，低碳環(huán)保；（e）升溫速度快；（f）與電爐比較，大幅度降低了能源消耗摩羯能效果達(dá)65%左右。目前，該預(yù)熱爐已用于多種支架高強(qiáng)板的批量焊接中。該預(yù)熱爐實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如下：

升溫時(shí)間：1.5小時(shí)；

設(shè)備容量：15t每爐；

預(yù)熱耗氣量：2m3/t；

時(shí)效耗氣量：2.3m3/t。

天然氣按2.4元/m3計(jì)算，預(yù)熱每噸費(fèi)用4.8元，時(shí)效每噸費(fèi)用5.52元。

表1

中圖分類(lèi)號(hào)：TG457

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：龐社賓，1985年生，2010年畢業(yè)于河北工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠助理工程師。