高爐本體自下而上由爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐頂五部分組成。爐殼一般由鋼板制作,坐落在高爐基礎之上,是不等截面的圓筒體。它起著固定冷卻壁,保證高爐砌體牢固的作用。同時,還承受爐頂設備和管道的載荷以及高溫高壓。在高爐運行時,有時還要抵抗崩料、坐料甚至可能發生煤氣爆炸的突然沖擊。因此,高爐爐殼的設計、制造、安裝的質量對高爐安全經濟運行起著至關重要的作用。
現僅對高爐爐殼安裝質量要點加以分析。根據以往高爐安裝及運行當中的缺陷處理經驗,通過總結經驗,吸取教訓,在高爐安裝中把爐殼定位、垂直度、開孔和焊接作為安裝質量控制要點。
高爐爐殼的定位
高爐爐殼的定位實質就是底板的定位安裝。由于高爐作為煉鐵的核心設備,其附屬設備及管道較多,這些設備和管道都直接或間接與爐本體發生聯系。故高爐本體定位的準確度直接影響如上料系統的斜橋安裝、煤氣系統的下降管安裝、熱風系統及冷卻系統的管道安裝。
1. 底板定位方法:根據土建施工單位遞交的交接資料,對高爐基礎進行復檢,合格后放出施工線點。爐體縱橫向中心線與工藝中心線正交,并與測量坐標網一致,縱橫向中心線在爐基圈的平立面應有明顯標示,作為爐殼及其它安裝的基準。在高爐中心埋設中心標板,標板標高作為永久絕對標高的依據。
2. 爐底板安裝技術要求
(1)中心位移 ≤2mm。(2)上表面水平差≤D /1000。(3)最大直徑與最小直徑之差≤2 D /1000。(4)對口錯邊量 ≤3mm。(其中 D為爐底板的直徑)(5)焊腳尺寸Hf=6mm。
高爐爐殼的垂直度
影響高爐爐殼垂直度的因素較多,如每帶爐殼制作的橢圓度、上口平整度、環縫的焊接變形、吊裝和就位等。爐殼安裝的垂直度直接影響其下道工序爐墻砌筑的質量和進度,特別將對以后高爐安全經濟運行及使用壽命產生深遠的影響。眾所周知,高爐布料應為均勻分布,這樣對爐體砌筑材料的磨損也應是均勻的,否則由于爐體垂直度偏差過大造成了爐內局部磨損嚴重,勢必影響高爐的安全經濟運行,也將大大縮短其使用壽命。特別強調的是:在爐體安裝垂直度偏差過大時絕對不可采用局部消減和增加爐墻砌體材料厚度的方法進行爐內垂直度的補救。所以,為確保爐殼安裝的垂直度,如何在爐殼制作和安裝時采用適宜的方法和檢驗標準是相當重要的。
1. 拼裝方法
(1)根據現有條件搭設牢固的組對平臺,預先在平臺上用樣沖打出爐殼中心點,并用石筆在平臺上劃出下弧投影線(比理論直徑大3mm),每塊爐殼設三點支承,用水平儀測量支承點的標高,調整各點使其標高一致。
(2)根據排版圖在弧上分出每塊爐殼的起始、終點位置,按預裝爐殼編號依次吊裝就位。
(3)根據排版圖在爐殼上做好0度線標記。
(4)組對時根據圖紙設計和焊接工藝留出間隙。
(5)為保證組對的水平度,防止爐殼板自重引起平臺不均勻沉降,組對完成焊接以前必須用水準儀測量該帶爐殼的上下口水平度。
(6)鐵口及風口帶組對完成后用經緯儀在爐殼內壁打出及風、鐵口中心,打樣沖眼,并用油漆標記。
2. 技術要求
(1)外殼鋼板圈的最大直徑與最小直徑之差≤2 D /1000。D為設計直徑。(2)外殼鋼板圈中心對予裝平臺上檢查中心的位移≤H /1000。H為予裝外殼的高度,但不大于10mm。(3)外殼鋼板上口水平差≤4mm。(4)對口錯邊量≤δ/10,但不大于3mm。δ為板厚。(5)拼裝間隙≥3mm。
高爐爐殼的開孔
高爐爐殼開孔的數量及部位較多,如風口、鐵口、冷卻壁的進出水口等。由于設備本體開孔勢必減弱其原來的強度,且其鋼材內部產生相當大的內應力,對高爐的運行影響較大。特別是由于高爐本身運行原理的需要,風口的標高和圓周的均勻分布將對高爐的運行起著非常關鍵的作用。目前,在施工現場風口開孔較為準確的方法是:兩次放線復核,中心穿線交匯,定位畫規、定位氣割的工藝。風口中心標高最大允許偏差±3mm,角度允許偏差4°
高爐爐殼的焊接
高爐爐殼的焊接工藝應著重焊接的方向和順序。焊接方法現多采用手工電弧焊,焊材采用低氫鈉型優質堿性碳鋼焊條。
1. 縱縫焊接原則先焊里側后焊外側,采用分段、對稱法施焊。由于爐殼板較厚,里側不能一次焊滿,里側焊3-5遍后,外側清根,外側焊接3-4遍再焊里側,里外對稱施焊直到焊縫焊滿。
2. 為減小焊接變形在焊道里側加帶過焊孔的加強板。
3. 縱縫兩端預留150~200mm先不焊,以利上下帶的接口安裝。
4. 當對口間隙較大時,不應采用加塞鋼筋等方式假焊。
5. 由于風口帶的開孔和焊縫較為集中,故內部焊接應力較大,應采取熱處理工藝進行退火以消除內應力。
總 結
本文僅對高爐爐殼安裝的質量要點進行了分析,對于每個要點的施工工藝沒有詳細的闡述。隨著我國冶煉行業的迅猛發展,現代化高爐正朝著大容積,高爐壓,自動化、長壽命方向邁進。所以,必然激發各種施工工藝的改進和提高,如高爐制造實現工廠集約化、運行實現高度自動化等。那樣的話,就能更加有力的保證高爐安裝質量要點的有效控制,使高爐冶煉達到更高的水平。
(作者單位: 阜新市工業設備安裝公司)