淺談高爐本體進風設備檢修與安裝

摘 要：文章通過對高爐本體進風設備中進風彎管直角坐標系的分析，對進風設備檢修安裝過程中的相關技術要求和操作要點做了進一步闡述，為提高檢修安裝質量提供了保障。

關鍵詞：高爐本體；進風設備；檢修；安裝

由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。

對高爐進行維修，通常主要是對托盤下的爐殼進行更換，對喇叭管和熱風圍管卻往往不會進行更換。當風口和爐殼的位置發生變化時，進風彎管的尺寸往往也會隨之發生相應的變化，從而為安裝增添了困難。為保證安裝方式的正確性與合理性，提高安裝質量，在安裝時就必須結合安裝現場的實際情況，全面分析安裝尺寸所發生的變化，并根據分析結果制定合理、可行的檢修安裝方案。

1 高爐本體進風設備組成要素

高爐本體進風設備主要是指從風口小套到熱風圍管的進風彎管。主要是由風口大中小套、直吹管、90°彎頭、球面短節、鵝頸管以及喇叭管等部分組成。具體構成如圖1所示：

2 高爐本體進風設備工作原理

熱風由熱風爐送進，并通過熱風圍管輸送到各進風彎管，最終到達爐內，在爐內進行氧化還原反應幫助爐內燃燒，將高達900℃至1100℃的熱風利用進風設備送往爐內，該措施能夠使煉鐵焦比有效降低。

3 安裝質量技術標準及相關理論要求

對高爐本體進風設備進行安裝時，風口水平中心中的各聯線必須相交于一點，并保證相交線的交點必須位于爐體中心線上，其垂線在經過喇叭管法蘭中心時，應保證與風口中心水平線相交，其交點到喇叭管法蘭面的長度與到風口法蘭面的長度必須達到設計要求標準。將風口中心線作為x軸，將喇叭管中心垂線作為Y軸，將位于XY軸交點O并與兩軸相垂直的直線作為z軸，得到如圖2所示的直角坐標系。從理論位置的角度而言，坐標原點O為風口中心線與喇叭管中心垂線之間的交點。對應風口平面到風彎管中點O的距離為X，長度必須相等，從而使各風口直吹管的長度相等。喇叭管平面到點O的距離為Y，長度必須相等，則能保證球面短節與鵝頸管之間的長度相等。在圖2坐標系中，喇叭管法蘭中心表示K，風口法蘭中心表示為M。點O為與K點向垂直，并與風口平行直線的交點，作為坐標系遠點。

在對高爐本體進風設備進行安裝檢修時，必須根據上述理論位置進行操作，保證各個環節的合理性。同時，還必須嚴格遵循檢修安裝充操作的相關質量技術標準，具體要求如表1所示：

4 檢修安裝方法

4.1 整體吊裝

如果對熱風圍管、爐腹爐殼以及高爐本體全部進行更行，必須在完成對進風彎管的組裝后才能進行整體吊裝，并對喇叭管進行定位，在完成以上操作后才能對圍管進行開孔操作。對進風設備進行整體吊裝時，必須嚴格遵循以上安裝流程，才能保證檢修安裝質量。

4.2 加調整墊

在對高爐進行大規模檢修時，通常情況下，僅對進風彎管、爐腹爐皮等進行更換，卻不對喇叭管和熱風圍管進行更換。由于喇叭管在進風彎管上的法蘭位置與傾角等都存在著差異，喇叭管中心點到風口中心的垂直距離和水平距離也存在著較大差異，此外，上代風口位置為新開風口位置之間也發生了變化。在實際安裝過程中，風口直吹管與喇叭管中心垂線之間的交點O1必須要與O點之間存在一定的偏離距離。通常情況下，當其偏離距離控制在50毫米以內，可對直吹管和彎頭之間的球面接頭進行調整。當其偏離距離大于50毫米時，由于其距離在球面調節范圍以外，無法對球面進行密封，因此，必須通過調整垂直短節調整墊的方法對其進行調整。具體情況如圖3所示，調整調整墊的具體分析如上，在上圖坐標系中任取一點O1，O1與各坐標距離分別為X1，Y1，Z1。若O1到風口中心的距離相等，則直吹管長度相等；若O1到風口中心的距離不相等，則直吹管長度也不相等。若O1到喇叭管中心的距離相等，則球面短節和鵝頸管長度相等，若O1到喇叭管中心的距離不相等，則球面短節和鵝頸管長度也不相等，此時必須對短管進行調整或加直墊。若O1到與Z軸之間的距離為零，則風口中心聯線與喇叭管中心垂線之間成對正關系，平面成相交關系，符合安裝標準。若O1到與Z軸之間的距離不為零，兩中心線在空間上成相叉關系，則說明風口中心與喇叭管中心存在一定的偏角。若坐標中的z不為零，但其長度相等，則說明風口中心線與其喇叭管偏離位置的角度相同，則可能使上代風口位置于新開風口位置之間存在一定的角度。要解決這一角度偏差，就必須用斜墊對其進行調整，且保證斜墊規格相同。若坐標中的z長度不相等，則說明風口中心線與其喇叭管偏離位置的角度不相同。出現這一差異，主要是由于新舊爐殼位置之間的出現的變化而導致的，在用斜墊對其進行調整時，必須保證斜墊規格大小合理，才能使z 值最大限度的接近于零，此時即將斜墊消除，保證y1的數值達到設計標準，從而實現直吹管長度相等。

從以上分析可以看出，對進風彎管的位置進行嚴格控制，是提高高爐本體進風設備檢修安裝質量的重要環節。在檢修安裝過程中，其偏離距離越小，則其檢修安裝質量也能得到更大的保障；其偏離距離越大，則往往對其檢修安裝質量帶來極大的不利影響。因此，在檢修安裝過程中，應盡可能的將點O1與坐標系中個點的數值控制在合理范圍內，保證球面接頭能夠對其進行有效調整，從而提高檢修安裝質量。若只對大中小套進行更換，而不對90°彎頭、球面短節、鵝頸管以及喇叭管等進行調整，導致在球面調整范圍內無法對實測諸彎管各環節進行調整，在不將喇叭管位置變動的情況下，應采用對進風彎管加設調整墊的方法進行安裝，從而保證進風設備檢修安裝質量。

4.3 對喇叭管法蘭傾角和位置進行調整

將經過風口垂面中的中心線與熱風圍管相交，對圍管的長度和喇叭管法蘭傾角及其位置進行調整，是彎管達到實際安裝標準要求，保證進風設備中喇叭管的檢修安裝質量。

5 安裝流程

5.1 開風口

利用經緯儀線錘將爐底中心對準，保證對爐殼進行安裝時，能以出鐵棚中心線、熱風爐和除塵器中心線以及爐內的斜橋作為基準線，從而保證風口中心角度線的合理性。將爐底的標準高度作為基準，在風口出用水平儀打出水平中心線，水平中心線與角度線的交點則是風口的中心點。將爐殼與風口大套結合處的尺寸作為風口部位的切割線，按照切割線將風口開出。

5.2 對風口大中小套進行安裝

在大套法蘭上焊接一個帶有小孔的扁鋼，并保證小孔與大套中心位置吻合。此外，還需將木制胎具塞入小套內（如圖4所示），對風口風口中心進行反饋，并與風口中心對應，在兩者之間拉一條直線，以便于對爐殼中風口大套的位置進行調整，使其角度與風口套中心點相交，并保證交點位于爐體中心線中，在完成對風口大套的調整后，用壓板將其固定。具體操作如圖5所示（其中，1為喇叭管，2為鵝頸管，3為垂直球面短節，4為90°彎管，5為直吹管，6為風口管，7為風口處爐殼，8為對于風口水平聯線，9為高爐中心線）。

5.3 對彎頭能否造成運行進行檢查

要檢查彎頭是否能夠正常的轉動和拉起，首先必須對直吹管進行安裝，將彎頭壓緊，對球面接頭處進行檢查，必須保證球面接頭處緊密結合，通常通過對彎頭位置進行微調的方法使接頭處結合緊密，保證檢修安裝的質量。

6 結束語

進風設備在運轉一段時間后往往會由于直吹管兩端球面出現密封不嚴密而跑風冒火的情況。出現這一情況主要是由于高爐在生產工程中，爐殼由于高溫而出現上脹現象，而進風彎管此時也會出現下脹現象，當兩者增長到球面調節范圍以外時，則會出現跑風冒火的現象。因此，在檢修安裝過程中，必須對其施工操作過程進行嚴格控制。同時，通過在90°彎管和直吹管之間增設膨脹節，通過膨脹節對尺寸變化進行調節、補償和吸收的方法也能夠有效解決進風設備中出現的問題。

參考文獻

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