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1、鋼渣罐修復裂紋原因分析及對策彭潤平（武鋼研究院湖北武漢430080）摘要：經過分析鋼渣罐修復出現裂紋的原因，總結出具體的解決措施，指導現場焊接生產，提高鋼渣罐的修復效率。關鍵詞：鋼渣罐；裂紋；原因；措施CountermeasuresandanalysisonthereasonsofrepaircrackforslagcansPENGrun-ping(Research&DevelopmentCenterofWISCO,Wuhan430080,China)Abstract:Byanalysisonthereasonsofrepaircrackfor
2、slagcans,Thepresentpapersummarizesspecificalsolutionsforguidingon-sceneproductionofweldingandimprovingtherepairefficiencyofslagcans.Keywords:slagcans;crack;reason;measure武鋼股份公司煉鋼總廠四分廠（以下簡稱四煉鋼）使用的18.6m3鋼渣罐，材質為ZG230-450，罐體厚度為100mm，上口直徑為φ4200mm，下口直徑為φ2300mm，高度為3100mm，重量為37.5t（具
3、體形狀尺寸見圖1）。圖1鋼渣罐主要形狀尺寸使用過程中，經目視檢查發(fā)現裂紋，主要位于耳軸加強筋板與鋼渣罐本體連接處，采用常規(guī)焊接方法修補后，修復焊縫外表面經磁粉檢測仍發(fā)現裂紋。一般認為鑄鋼件焊接修復在本質上與軋鋼件焊接修復并沒有區(qū)別，鑄鋼件焊接修復并沒有引起足夠的重視，造成鋼渣罐修復效率不高；又由于鋼渣罐是煉鋼生產中重要設備，出現裂紋若修復不及時可能會影響煉鋼生產；所以有必要對鋼渣罐修復焊縫產生裂紋的原因進行分析。1原因分析這類裂紋經過觀察，大部分產生在修復焊縫的熱影響區(qū)，產生該類裂紋原因主要是碳當量偏高、材質、表面狀況、焊接熱影響區(qū)淬硬以及熔敷
4、金屬中含有大量的氫等所致。1.1可焊性分析根據鋼渣罐的材質為ZG230-450,其化學成分見表1，其力學性能見表2。表1:ZG230-450化學成分WB/%CSiMnSP殘余元素≤0.30≤0.50≤0.90≤0.04≤0.04≤1.00第4頁作者簡介：彭潤平（1976-），男，工程師，13720206024表2:ZG230-450力學性能屈服強/MPa抗拉強/MPa伸長率/%收縮率/%沖擊吸收功AKV焦耳AKU焦耳≥230≥450≥22≥32≥25≥35根據國際焊接學會推薦的碳當量公式[1]：(%)式中：WC——鋼中碳的百分含量；WMn——鋼
5、中錳的百分含量；WCr——鋼中鉻的百分含量；WMo——鋼中鉬的百分含量；WV——鋼中釩的百分含量；WNi——鋼中鎳的百分含量；WCu——鋼中銅的百分含量。依據表1鋼渣罐化學成分百分含量的上限值，計算出該鋼渣罐的最大碳當量值為0.45%，這說明其焊接性不好，淬硬傾向明顯，焊接前需要采取預熱等適當的工藝措施。1.2表面狀況分析在鑄造過程中，為了改善鋼渣罐的抗機械粘砂性能，一般會在型砂中添加一定量的煤粉（主要是碳），在澆注過程中可能形成活性的碳原子而滲入鋼渣罐的表面，從而使得表面含碳量較高。在干砂造型,負壓的條件澆注時,鑄件有表面增碳現象,增碳層厚度
6、為0.50～2.50mm,增碳量在0.01%～0.60%之間[2]。1.3氫的影響焊接中若使用含有水分的焊條，在焊接過程中，氫從電弧氣氛中進入液態(tài)金屬，使熔敷金屬中含有大量的氫，這些氫是原子態(tài)的。隨著溫度的下降，一部分氫向外逸出，一部分氫擴散到熱影響區(qū)，并且每二個氫原子結合成分子狀的氫要占據稍大的空間，而熱影響區(qū)淬硬部分不易產生變形，使得產生裂紋的幾率大大提高。1.4熱影響區(qū)硬度的影響[3]鋼渣罐修復是在極狹小的范圍內進行的，易造成冷卻速度像淬火那樣的迅速，因此鋼渣罐修復焊縫熱影響區(qū)都被淬硬。圖2是經過實驗得出的焊接斷面硬度分布圖，從這個圖上可
7、以看出焊接熱影響區(qū)的硬度比母材高得多，再者，修復焊縫位于耳軸加強筋板和罐體拐角處，形狀突變易造成應力集中，這些助長了裂紋的產生。第4頁圖2焊接熱影響區(qū)的硬度分布2解決措施由上述分析可知，采取特殊的焊前準備，采用恰當的焊接材料，選取準確的預熱溫度，規(guī)范的焊接操作可以大大減少這類焊接裂紋的產生。2.1焊前準備由于鑄造過程中可能會使得表面硬度偏高，表面處理不干凈導致氫進入熔敷金屬，所以焊前準備尤為重要。先在裂紋兩端鉆直徑φ6mm的止裂孔，再用電弧氣刨清理大的缺陷，然后用角向拋光機在表面上清除滲碳層，再用磁軛法檢測表面是否還殘留缺陷。缺陷完全消除后，最
8、后將挖掘部分的拐角處做成如鼓肚碗狀，上面口寬，便于焊接操作。焊前用角向磨光機將該修復部位周圍60mm內清理干凈，直至露出金屬光澤并修磨平滑。2.2焊接
