2 000m3高爐水冷壁更換與檢修方法

龐玉柱

（天津鋼鐵有限公司，天津 300301）

天津鋼鐵有限公司2 000m3高爐從2004年2月投產，到2011年8月已連續運行7年多，期間出現個別水冷壁漏水。2010年11月12日，2 000m3高爐燜爐15天期間，冷卻壁漏水更加嚴重，且高爐送風時恢復困難及高爐爐況下降等因素的存在，更造成了高爐各項消耗指標增大，高爐利用系數降低。

根據高爐運行和外殼溫度情況，確定高爐水冷壁損壞主要發生在6、7、8三帶銅質水冷壁和第9帶鑄鐵水冷壁，其中三帶銅質水冷壁塊數為126，重量為250t，鑄鐵水冷壁為40塊，重量約為140t。為盡快解決高爐水冷壁漏水，決定對高爐進行中修，更換水冷壁。

一、高爐中修更換水冷壁，確定的主要項目

材料準備、運輸；制作一個吊盤，四個運輸支撐架，200個油頂支架；166塊水冷壁試壓；工機具設置準備；檢修現場水、電、氣源設施安排；試壓后的水冷壁運輸；風口中、小套56件拆除；運輸出入口切割，打開大方孔；爐內清理；166塊水冷壁拆除，相關管道拆除；安裝吊盤；166塊水冷壁回裝；爐喉鋼磚更換兩塊；調整冷卻壁；回裝風口中、小套56件；高爐噴涂、砌筑、灌漿施工方法及技術要求；焊接水管護罩；試壓。

二、關鍵過程控制點及其控制措施

1.水冷壁的拆除專用頂架

拆除水冷壁時，由于水冷壁緊貼在爐殼上，需在爐外靠油頂對水冷壁定位銷施加外力才能拆掉。在檢修前，需要制作166個油頂架，并焊接在爐殼上。

2.水冷壁的安裝專用工具

（1）吊盤。因高爐內的四帶水冷壁在爐內位于不同高度，檢修人員安裝水冷壁需要有檢修平臺，并調節高度，現場制作一直徑10m的吊盤，主梁用300mm×100mm工字鋼12根、吊耳用30mm鋼板、八個次梁用25mm×100mm工字鋼20根、16#槽鋼20根，并且在上面鋪40mm鋼板，用八個手拉葫蘆垂直掛在爐內。

考慮到水冷壁安裝時會出現爐皮基礎孔與水冷壁進出水管路位置或尺寸不符的現象，在吊盤上，制作安裝工具，便于使用千斤頂將水冷壁復位。

（2）固定支撐架。為確保水冷壁運輸時的安全、水冷壁運至現場不變形，提前在每臺運輸車上制作一個水冷壁固定支撐架。

3.水冷壁安裝要點

（1）按排定順序從下至上安裝水冷壁，在開口處會合。

（2）由于水冷壁的形狀不一、安裝位置不一樣，安裝時一定要對號入座。為了確保安裝無誤，可采用對水冷壁在爐內的位置重新編號，從爐殼臨時吊裝孔處一側開始編號（1～42）到吊裝孔另一側結束。把號碼提前寫在水冷壁上，運輸、吊裝時也要按號碼順序進行，安裝前校對水冷壁與爐殼號碼，以防裝錯。

（3）安裝水冷壁時應先將下方進出水管與爐孔對齊，其中第一塊定位一定要準確。水冷壁找正就位時，撬棍不得作用在水冷壁進出水管上，應作用在本體上；水冷壁吊裝到位后，螺栓、螺栓孔必須保持清潔，螺栓涂機油后再擰，一定要對正螺孔，不允許強行擰進，以防亂絲。

（4）銅質水冷壁安裝到位后，固定螺栓的緊固一定要交替對稱緊固；每塊水冷壁安裝到位后，將定位銷及墊圈點焊到爐殼上；每段水冷壁全部安裝到位后，檢查進出水管與爐殼開孔相對位置，符合要求后將定位銷焊接到爐殼上。

（5）水冷壁就位后，在水冷壁相互之間的水平縫、垂直縫上都填以填料。銅管與爐殼之間、螺栓與爐殼之間都用石棉繩沾鉛油塞滿，以防漏煤氣。

（6）每塊水冷壁的固定螺栓在安裝時應擰緊到同等程度，以保證受力均勻，安裝完畢后，將螺栓墊板與爐殼焊死，再將螺栓、螺母、墊板間焊滿，以免泄漏煤氣。

4.分項工程質量驗收標準及驗收要求允許偏差值

（1）銅質水冷壁長度公差+2.0mm，寬度公差+2.0mm，厚度公差+1.0mm。

（2）水冷壁安裝需在爐殼上割孔時，進出水管與爐皮開孔間隙不得小于6mm，并要垂直爐殼開孔。水冷壁之間的垂直及水平縫間隙極限偏差均為±10mm，且最小縫隙不得小于15mm。

三、關鍵項目檢修方案

1.水冷壁吊裝方法與機具設置

在爐臺上提前設置5t卷揚機并固定，卷揚機主要用于水冷壁的吊裝，高爐的水冷壁都是從爐41m平臺的大方蓋吊出和吊入。

2.吊盤安裝

吊盤制作采用提前預制、爐內組裝的方法，吊盤搭設完畢后，用八個5t手拉葫蘆吊住，吊盤升降靠葫蘆完成。水冷壁安裝時，吊盤要從八個方向頂住，以保證吊盤的穩定。吊盤組裝應在舊水冷壁全部拆除完畢，爐內通風良好，具備水冷壁安裝條件時進行。吊盤拆除時應將吊盤分解，從開洞處或風口處運走。

3.水冷壁拆除方法

把水冷壁聯接螺栓用氣割切割（此工作在停爐后即可進行），外部管路的切割待水冷壁停水后開始。然后焊接安裝爐頂水冷壁門型架。

休風4h后，降低爐體循環水量到500～600t/h，設專人測量水溫差，要求水溫差不大于0.2℃，否則增加循環水量。

休風12h后停水，割水冷壁連管，將舊水冷壁全部頂入爐內。

完成從爐頂41m平臺外運水冷壁、檢修人員撤離及起吊半徑等流程。水冷壁全部吊出需72h。

4.水冷壁的安裝

（1）提前將水冷壁密封圈粘貼在進出水管上，將螺栓和定位銷安裝上，之后安裝銅質水冷壁。

（2）用25t吊車將水冷壁用吊裝帶吊離臨時支架，放在U型吊架上，以確保水冷壁進出水管和定位銷鋼管不被臨時支架碰歪，由高爐50t吊車吊至風口平臺西側，輕放在風口平臺和爐頂檢修口平臺上，然后用3t電葫蘆吊起，從高爐大方蓋吊入。進爐時讓水冷壁有吊耳的一頭朝向爐內，然后用5t卷揚機鉤住吊耳，用另一臺卷揚機吊住尾部，吊離U型吊架，采取防歪倒措施，然后擰上安裝螺栓和定位銷，將水冷壁吊到安裝位置，用細鋼絲繩穿過爐皮的套管口或螺栓孔捆住水冷壁下部，把水冷壁拉到爐殼上頂緊，鋼絲繩與水冷壁間墊木塊防護，最后擰上外部螺母，調整進出水管與爐殼孔間隙不小于6mm，固定定位銷并焊死。

5.高爐噴涂及灌漿

（1）噴涂前準備。安裝好噴涂標尺；清理爐內掛結物；檢查覆蓋料的密封情況；正式噴涂之前，檢查有無松動物、能否與噴涂層形成牢固結合；將壓縮空氣管接到爐前，確保暢通。

（2）噴涂技術要求。噴涂形成新爐襯(根據圖紙及甲方要求確定噴涂厚度)不僅要與冷卻壁牢固結合，與殘存的舊襯也要牢固結合。回彈率不大于10%。要求新形成的爐襯符合爐型尺寸要求，做到表面均勻、平滑、平整。

（3）水冷壁與爐皮縫隙灌漿。在第九帶與第七帶水冷壁上部位置，分四個方向把爐皮開四個灌漿孔，孔直徑為50mm。分別焊四個長300mm的1.2″鋼管用壓漿泵開始灌漿。完畢后，把壓漿鋼管去除，恢復爐皮。

四、檢修后的效果

檢修后，2 000m3高爐運行正常，指標較檢修前有了大幅的提高，高爐利用系數由2.1升至2.59，燃料比從檢修前的650kg/t降至目前的556kg/t，為公司的經營提供了保證。