安鋼1#高爐風口大套在線修復

江戰波

摘 要：風口大套是高爐進風系統的重要組成部分，其錐形密封面變形嚴重影響高爐進風系統的穩定。本文介紹了利用動力箱體傳動，結合變徑刀桿進給，實現在線快速修復風口大套錐形密封面的一種加工方法。

關鍵詞：風口大套，變徑進給，在線修復

0 引言

安鋼1#高爐有效面積為2200m2，自2005年10月投產以來，日平均風量達4200m3/min，利用系數2.2。28個進風口圓周均布在標高為13.8m的爐體第四段上，工作溫度約300℃。

隨著高爐爐溫升高，爐殼受熱產生變形，進而擠壓風口大套發生變形；風口大套自身受熱也會發生變形。綜合多方面原因，高爐經過長期使用后，風口大套錐形密封面均會產生不同程度的變形。從而導致風口大套與中套的錐面密封面接觸面變小，無法形成有效的密封，造成煤氣泄漏。跑煤氣較嚴重的泄漏點現場測試火焰達到1m左右，煤氣量在2000ppm以上。

現場通過采用更換中套、壓漿、焊接等方法進行處理，效果均不是很理想。因高爐經過長期使用，爐殼成分和材質已經發生變化，風口大套與爐殼的焊接應力釋放不均，后期易產生裂紋造成更加嚴重的煤氣泄漏，所以冶金行業一代爐齡均不會采用更換風口大套的方案解決該問題。而利用機械加工手段在線修復風口大套，能有效去除錐形密封面變形量，實現風口大套和風口中套的錐形密封效果。

1 風口大套變形量檢測

采用“米”字四點測量法，利用內徑千分尺對風口大套大端直徑和小端直徑進行尺寸測量，從測得的4個數據中找出最大值和最小值，計算出大端和小端變形量。風口大套錐形密封面大小端尺寸值參考表1。

2 在線修復的設計原理

根據1#高爐現場施工情況設計動力箱體，利用動力箱體傳遞動力帶動刀桿轉動，刀臺隨刀桿轉動做圓周運動，利用旋轉刀臺上的拖板的軸向進給，實現風口大套錐形密封面軸向和徑向的切削加工，消除風口大套錐形密封面的變形量。箱體式變徑刀桿結構示意圖如圖1所示。變徑刀桿結構示意圖如圖2所示。

1、動力箱體2、接手3、刀桿4、爐殼5、后支撐6、風口大套7、刀臺8、前支撐

參考風口大套的原始尺寸及變形量，選用合適的加工刀具、加工工序和加工工藝，保證風口大套錐形密封面的加工精度和粗糙度，確保大套和中套的密封效果。風口大套錐形密封面原始尺寸如圖3所示。

3 在線修復

3.1鋪設底板

根據高爐檢修施工風口大套外部備件拆卸情況、高爐平臺施工情況、現場作業吊裝環境及加工需求，選擇合適的底板尺寸。

底板鋪設時，根據動力箱體的回轉中心和風口大套的中心位置，底板上平面要保持基本水平，底板上表面距爐體外部風口大套外表面最低點約200mm處，且底板中心線與風口大套中心線在豎直方向保持基本一致。

底板是動力箱體的支撐平臺，為避免加工過程中動力箱體產生震動，調整好位置后，必須采用型鋼焊接的方式進行加固。

3.2 前支撐的定位焊接

按照風口大套中心線位置，在風口大套小端端面畫出φ900mm端面線，調整前支撐大端外圓位置與端面線基本重合后，焊接加固。

3.3變徑刀桿的找正

變徑刀桿的找正精度直接影響到風口大套錐形密封面的加工尺寸精度，是在線修復風口大套的前提。

（1）粗找

將變徑刀桿倒運至風口大套內，使刀臺座支撐在風口大套錐形密封面上。利用鋼板尺測量風口大套外部圓周四個方向的尺寸，調整外部刀桿使得測量的4個數值基本一致，焊接固定后支撐。

（2）精找

首先，利用水平儀，通過調整前后支撐將刀桿調整到水平。利用百分表測量風口大套錐形密封面大端豎直方向尺寸，采用刀桿整體調整的辦法，將刀桿中心與風口大套中心在豎直方向調整一致。利用百分表測量風口大套小端水平方向尺寸，采用刀桿整體調整的辦法，將刀桿中心與風口大套中心水平方向調整一致。然后配合打表進行微調，使得刀桿中心與風口大套中心重合，誤差需控制在0.05mm以內。

3.4床頭箱的找正

根據已找正的刀桿，利用百分表、水平儀及角度尺，調整動力箱體位置，使動力箱體回轉中心與刀桿中心重合。

3.5加工

根據風口大套錐形密封面的變形量，選擇合適的刀具和切削用量，確保密封面加工后的精度和粗糙度。

（1）刀具材料的選用

粗加工風口大套的錐形密封面時，因密封面變形，在加工時圓周上切削深度不同，會產生不連續切削。因此我們使用強度較高，抗沖擊、抗振性能較好，耐磨性和允許的切削速度較低的YG8刀具。

半精加工和精加工時我們選用YA6刀具，因為YA6屬細胞粒碳化鎢合金，由于加入了少量的稀有元素，合金耐磨性和使用強度均有提高，適用于硬鑄鐵件的半精加工及精加工。

（2）切削用量的選擇

綜合考慮加工精度和加工效率等各方面因素，將整個加工過程分為“粗加工、半精加工、精加工”三個工序，各工序的切削用量及有關參數選擇參考表2。

4 在線修復后的結果

使用內經千分尺對在線修復后的風口大套錐形密封面進行測量，其不圓度均小于0.1mm，符合高爐風口大套在線修復驗收標準；使用0.1mm塞規對修復后風口大套錐形密封面與風口中套配合間隙進行檢測，進入深度均小于密封面長度的1/3，符合風口中套安裝驗收標準；高爐檢修完成后，通風試壓檢測無泄漏，達到了預期治理效果，滿足了高爐生產工藝需求。

5 結束語

通過采用上述風口大套的在線修復方法，能有效消除風口大套錐形密封面的變形量，實現風口大套和風口中套的錐形密封效果，從而快速高效的治理高爐煤氣泄漏。

參考文獻：

[1]謝建民，郭鵬華，龔柏林，劉鵬，寧曉峰.高爐風口套的損壞形式及原因分析.河南安陽. 中國材料科技與設備，2007，95-97

[2] 安繼儒，郭強.金屬材料手冊.化工工業.2013.06

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