淺談高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備檢修與安裝

摘 要：文章通過對高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備中進(jìn)風(fēng)彎管直角坐標(biāo)系的分析，對進(jìn)風(fēng)設(shè)備檢修安裝過程中的相關(guān)技術(shù)要求和操作要點(diǎn)做了進(jìn)一步闡述，為提高檢修安裝質(zhì)量提供了保障。

關(guān)鍵詞：高爐本體；進(jìn)風(fēng)設(shè)備；檢修；安裝

由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時(shí)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(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)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(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。

對高爐進(jìn)行維修，通常主要是對托盤下的爐殼進(jìn)行更換，對喇叭管和熱風(fēng)圍管卻往往不會進(jìn)行更換。當(dāng)風(fēng)口和爐殼的位置發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)風(fēng)彎管的尺寸往往也會隨之發(fā)生相應(yīng)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(zhì)量，在安裝時(shí)就必須結(jié)合安裝現(xiàn)場的實(shí)際情況，全面分析安裝尺寸所發(fā)生的變化，并根據(jù)分析結(jié)果制定合理、可行的檢修安裝方案。

1 高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備組成要素

高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備主要是指從風(fēng)口小套到熱風(fēng)圍管的進(jìn)風(fēng)彎管。主要是由風(fēng)口大中小套、直吹管、90°彎頭、球面短節(jié)、鵝頸管以及喇叭管等部分組成。具體構(gòu)成如圖1所示：

2 高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備工作原理

熱風(fēng)由熱風(fēng)爐送進(jìn)，并通過熱風(fēng)圍管輸送到各進(jìn)風(fēng)彎管，最終到達(dá)爐內(nèi)，在爐內(nèi)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)幫助爐內(nèi)燃燒，將高達(dá)900℃至1100℃的熱風(fēng)利用進(jìn)風(fēng)設(shè)備送往爐內(nèi)，該措施能夠使煉鐵焦比有效降低。

3 安裝質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)理論要求

對高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)，風(fēng)口水平中心中的各聯(lián)線必須相交于一點(diǎn)，并保證相交線的交點(diǎn)必須位于爐體中心線上，其垂線在經(jīng)過喇叭管法蘭中心時(shí)，應(yīng)保證與風(fēng)口中心水平線相交，其交點(diǎn)到喇叭管法蘭面的長度與到風(fēng)口法蘭面的長度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。將風(fēng)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(diǎn)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(biāo)系。從理論位置的角度而言，坐標(biāo)原點(diǎn)O為風(fēng)口中心線與喇叭管中心垂線之間的交點(diǎn)。對應(yīng)風(fēng)口平面到風(fēng)彎管中點(diǎn)O的距離為X，長度必須相等，從而使各風(fēng)口直吹管的長度相等。喇叭管平面到點(diǎn)O的距離為Y，長度必須相等，則能保證球面短節(jié)與鵝頸管之間的長度相等。在圖2坐標(biāo)系中，喇叭管法蘭中心表示K，風(fēng)口法蘭中心表示為M。點(diǎn)O為與K點(diǎn)向垂直，并與風(fēng)口平行直線的交點(diǎn)，作為坐標(biāo)系遠(yuǎn)點(diǎn)。

在對高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備進(jìn)行安裝檢修時(shí)，必須根據(jù)上述理論位置進(jìn)行操作，保證各個(gè)環(huán)節(jié)的合理性。同時(shí)，還必須嚴(yán)格遵循檢修安裝充操作的相關(guān)質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(fēng)圍管、爐腹?fàn)t殼以及高爐本體全部進(jìn)行更行，必須在完成對進(jìn)風(fēng)彎管的組裝后才能進(jìn)行整體吊裝，并對喇叭管進(jìn)行定位，在完成以上操作后才能對圍管進(jìn)行開孔操作。對進(jìn)風(fēng)設(shè)備進(jìn)行整體吊裝時(shí)，必須嚴(yán)格遵循以上安裝流程，才能保證檢修安裝質(zhì)量。

4.2 加調(diào)整墊

在對高爐進(jìn)行大規(guī)模檢修時(shí)，通常情況下，僅對進(jìn)風(fēng)彎管、爐腹?fàn)t皮等進(jìn)行更換，卻不對喇叭管和熱風(fēng)圍管進(jìn)行更換。由于喇叭管在進(jìn)風(fēng)彎管上的法蘭位置與傾角等都存在著差異，喇叭管中心點(diǎn)到風(fēng)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(fēng)口位置為新開風(fēng)口位置之間也發(fā)生了變化。在實(shí)際安裝過程中，風(fēng)口直吹管與喇叭管中心垂線之間的交點(diǎn)O1必須要與O點(diǎn)之間存在一定的偏離距離。通常情況下，當(dāng)其偏離距離控制在50毫米以內(nèi)，可對直吹管和彎頭之間的球面接頭進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)其偏離距離大于50毫米時(shí)，由于其距離在球面調(diào)節(jié)范圍以外，無法對球面進(jìn)行密封，因此，必須通過調(diào)整垂直短節(jié)調(diào)整墊的方法對其進(jìn)行調(diào)整。具體情況如圖3所示，調(diào)整調(diào)整墊的具體分析如上，在上圖坐標(biāo)系中任取一點(diǎn)O1，O1與各坐標(biāo)距離分別為X1，Y1，Z1。若O1到風(fēng)口中心的距離相等，則直吹管長度相等；若O1到風(fēng)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(jié)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(jié)和鵝頸管長度也不相等，此時(shí)必須對短管進(jìn)行調(diào)整或加直墊。若O1到與Z軸之間的距離為零，則風(fēng)口中心聯(lián)線與喇叭管中心垂線之間成對正關(guān)系，平面成相交關(guān)系，符合安裝標(biāo)準(zhǔn)。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(guān)系，則說明風(fēng)口中心與喇叭管中心存在一定的偏角。若坐標(biāo)中的z不為零，但其長度相等，則說明風(fēng)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(fēng)口位置于新開風(fēng)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(jìn)行調(diào)整，且保證斜墊規(guī)格相同。若坐標(biāo)中的z長度不相等，則說明風(fēng)口中心線與其喇叭管偏離位置的角度不相同。出現(xiàn)這一差異，主要是由于新舊爐殼位置之間的出現(xiàn)的變化而導(dǎo)致的，在用斜墊對其進(jìn)行調(diào)整時(shí)，必須保證斜墊規(guī)格大小合理，才能使z 值最大限度的接近于零，此時(shí)即將斜墊消除，保證y1的數(shù)值達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)直吹管長度相等。

從以上分析可以看出，對進(jìn)風(fēng)彎管的位置進(jìn)行嚴(yán)格控制，是提高高爐本體進(jìn)風(fēng)設(shè)備檢修安裝質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在檢修安裝過程中，其偏離距離越小，則其檢修安裝質(zhì)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(zhì)量帶來極大的不利影響。因此，在檢修安裝過程中，應(yīng)盡可能的將點(diǎn)O1與坐標(biāo)系中個(gè)點(diǎn)的數(shù)值控制在合理范圍內(nèi)，保證球面接頭能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效調(diào)整，從而提高檢修安裝質(zhì)量。若只對大中小套進(jìn)行更換，而不對90°彎頭、球面短節(jié)、鵝頸管以及喇叭管等進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致在球面調(diào)整范圍內(nèi)無法對實(shí)測諸彎管各環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，在不將喇叭管位置變動的情況下，應(yīng)采用對進(jìn)風(fēng)彎管加設(shè)調(diào)整墊的方法進(jìn)行安裝，從而保證進(jìn)風(fēng)設(shè)備檢修安裝質(zhì)量。

4.3 對喇叭管法蘭傾角和位置進(jìn)行調(diào)整

將經(jīng)過風(fēng)口垂面中的中心線與熱風(fēng)圍管相交，對圍管的長度和喇叭管法蘭傾角及其位置進(jìn)行調(diào)整，是彎管達(dá)到實(shí)際安裝標(biāo)準(zhǔn)要求，保證進(jìn)風(fēng)設(shè)備中喇叭管的檢修安裝質(zhì)量。

5 安裝流程

5.1 開風(fēng)口

利用經(jīng)緯儀線錘將爐底中心對準(zhǔn)，保證對爐殼進(jìn)行安裝時(shí)，能以出鐵棚中心線、熱風(fēng)爐和除塵器中心線以及爐內(nèi)的斜橋作為基準(zhǔn)線，從而保證風(fēng)口中心角度線的合理性。將爐底的標(biāo)準(zhǔn)高度作為基準(zhǔn)，在風(fēng)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(diǎn)則是風(fēng)口的中心點(diǎn)。將爐殼與風(fēng)口大套結(jié)合處的尺寸作為風(fēng)口部位的切割線，按照切割線將風(fēng)口開出。

5.2 對風(fēng)口大中小套進(jìn)行安裝

在大套法蘭上焊接一個(gè)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(nèi)（如圖4所示），對風(fēng)口風(fēng)口中心進(jìn)行反饋，并與風(fēng)口中心對應(yīng)，在兩者之間拉一條直線，以便于對爐殼中風(fēng)口大套的位置進(jìn)行調(diào)整，使其角度與風(fēng)口套中心點(diǎn)相交，并保證交點(diǎn)位于爐體中心線中，在完成對風(fēng)口大套的調(diào)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(jié)，4為90°彎管，5為直吹管，6為風(fēng)口管，7為風(fēng)口處爐殼，8為對于風(fēng)口水平聯(lián)線，9為高爐中心線）。

5.3 對彎頭能否造成運(yùn)行進(jìn)行檢查

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

6 結(jié)束語

進(jìn)風(fēng)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后往往會由于直吹管兩端球面出現(xiàn)密封不嚴(yán)密而跑風(fēng)冒火的情況。出現(xiàn)這一情況主要是由于高爐在生產(chǎn)工程中，爐殼由于高溫而出現(xiàn)上脹現(xiàn)象，而進(jìn)風(fēng)彎管此時(shí)也會出現(xiàn)下脹現(xiàn)象，當(dāng)兩者增長到球面調(diào)節(jié)范圍以外時(shí)，則會出現(xiàn)跑風(fēng)冒火的現(xiàn)象。因此，在檢修安裝過程中，必須對其施工操作過程進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)，通過在90°彎管和直吹管之間增設(shè)膨脹節(jié)，通過膨脹節(jié)對尺寸變化進(jìn)行調(diào)節(jié)、補(bǔ)償和吸收的方法也能夠有效解決進(jìn)風(fēng)設(shè)備中出現(xiàn)的問題。

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