攀鋼1200 m3 高爐熱風爐爐帽更換工藝研究

彭將國

（攀鋼集團工程技術有限公司，四川攀枝花 617000）

0 引言

攀鋼集團1200 m3高爐熱風爐為內燃式熱風爐，由爐襯（墻）、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐篦子、支柱、管道及閥門等組成，燃燒室和蓄熱室平行布置在同一爐殼內，它們之間用隔墻隔開。工藝原理：煤氣和空氣由管道送入燃燒器，在燃燒室內燃燒，熱煙氣向上運動經過拱頂時改變方向，再向下穿過蓄熱室，進入煙道經煙囪排入大氣；在熱煙氣穿過蓄熱室時，將蓄熱室內的格子磚加熱并蓄存一定熱量后，熱風爐停止燃燒，轉入送風；送風時空氣從下部冷風管道進入蓄熱室，通過格子磚時被加熱，經拱頂進入熱風出口再至高爐。從目前研究與實踐表明：溫度急劇變化的工藝特性產生內應力，造成爐襯工作表面熱剝落；燃燒產物引起爐襯化學浸蝕加劇剝落及開裂，對拱頂結構穩定性影響特別大，導致鋼結構爐帽疲勞變形甚至出現事故裂紋，使熱風爐無法生產，需研究熱風爐爐帽更換工藝。

1 更換前準備

熱風爐休風停爐；按涼爐工藝曲線進行降溫；關閉與之相聯各種介質管道閥門，堵設盲板；爐溫降至50 ℃左右；開爐帽側人孔（+35.2795 m），用枕木將蓄熱室格子磚、燃燒室火井上口表面（+34.912 m）平鋪上，另火井處附加25#槽鋼增加強度，再滿鋪緩沖δ10 mm 膠皮形成+34.912 m 保護棚；開爐底側人孔（+10.654 m）在燃燒器頂部鋪枕木再蓋膠皮形成燃燒器頂部+9.706 m 保護棚。確保拆除廢物不得落入格子磚孔及損壞火井下燃燒器。

爐帽爐襯磚預裝完畢，編號、拆除、裝箱，運抵現場（圖1，圖2）。

鋼爐帽按定尺定貨，現場組裝，焊接完畢后進行防腐。鋼爐帽（δ25 mm，材料Q345D）預裝時應順丈自然，不能強制成型，不能有硬彎存在。質量要求：橫縫、立縫間隙為4 mm，偏差為±2 mm；每圈帶爐殼上口水平最大高差＜4 mm；組裝測量點數量按16 點對稱均勻分布；板圈半徑與設計值偏差0～15 mm；爐殼間錯口＜3 mm；三圈帶爐殼全部組裝完畢，上口中心與最底部中心的偏差＜10 mm。組裝完畢后按焊接工藝進行施焊；施焊完畢后拆除所有臨時焊件，不得傷及母材，焊疤應磨平；然后再進行耐300 ℃高溫油漆防腐。

在熱風爐北側空闊地面，根據吊車回轉半徑及拆安鋼爐帽高度，選用500 t 履帶吊，采用48 m 主臂及48 m副臂吊裝參數（爐帽鋼結構重33 t，最遠吊裝距離32.1 m，最大吊裝量42 t）進行拆除、安裝。

圖1 爐帽磚預裝示意

2 爐帽及爐襯拆除

熱風爐爐帽由爐襯磚（重160 t）及包裹襯磚的鋼爐帽爐殼（21、22、23、24 帶爐殼構成，重32 t）組成。采取先拆部份爐殼后拆部份爐帽磚工藝，即拆除24 帶爐殼后，拆爐帽磚（人工）到22 帶；拆除23 帶爐殼，拆爐帽磚（人工）到21 帶；然后依次交替進行拆除爐殼到20 帶上口。拆除爐殼，爐襯磚廢物均由地面500 t履帶吊實施。鋼爐帽爐殼拆至+35.42 m，余下鋼結構利舊。拆除爐內+34.912 m 保護棚；拆除爐墻，蓄熱室格子磚、燃燒室隔墻磚至+32.806 m。搭設+32.806 m 保護棚（結構同+34.912 m保護棚）。

3 鋼爐帽爐殼安裝

安裝前復查熱風爐頂部接口面水平度（最大高差＜4 mm），打磨好留設焊接坡口，將中心標記留設在舊爐殼的東、南、西、北4 個方向上。檢查舊爐體上口中心與最底部中心的垂直偏差（偏差＜10 mm）。將新制作爐殼（中心標記留設在底部東、南、西、北爐殼上）用500 t 履帶吊，采用相應吊裝參數安裝。并與舊爐殼上的東、南、西、北4 個標記點重合。調整新舊爐殼間錯口＜3 mm，橫縫間隙要求為4 mm，偏差＜±2 mm，打鋼卡固定。按焊接工藝將新舊爐殼施焊。

4 爐帽爐襯磚砌筑

以新安鋼爐帽爐頂中心人孔吊鉛垂線作為爐帽襯磚砌筑中心線，對爐帽內殼面+33.172 m 至+41.338 m 噴涂δ50 mm NSP-36 噴涂料（圖2）。爐帽爐襯由圓柱直段及球面弧段組成，從+33.172 m 處托磚板圓柱直段開始砌筑，砌筑前應對托磚板上表面找平，滿足砌筑下表面高差＜5 mm。圓柱直段爐帽磚由42層磚組成，以砌筑中心線為準，確保圓柱直段工作面R3765 mm（誤差±5 mm）尺寸，順序為工作面至噴涂層依次砌筑，工作層每環磚（上表面高差＜8 mm，2 m 水平靠尺＜5 mm）砌筑完畢，才能砌筑至噴涂層爐襯，施工中須逐層檢查控制標高、平整度及逐環工作層砌體內徑。

圖2 爐帽磚砌筑施工

球面弧段砌體由拱角找平磚砌體、45 層弧形磚砌體、拱頂測溫孔塞頭磚砌體組成。拱角找平磚砌體砌筑工藝及質量要求與圓柱直段一致。45 層弧形磚砌體砌筑順序為工作面至噴涂層依次砌筑，工作層每環磚（半徑達到圖2 要求，誤差-5～0 mm）砌筑完畢，才能砌筑至噴涂層爐襯。拱頂磚1～25 環拱磚砌筑時不必支設拱胎，利用磚自帶的溝舌以上一環磚作為依托逐層向上砌筑；第26～35 環時，使用磚卡輔助砌筑，開始時每砌筑4～5 塊用1 個磚卡，隨著環數增大逐步增加磚卡數量，并且每環磚的卡鉤均應在每環磚合門后才能拆除。第36～45 層的拱頂磚應鋪滿胎進行砌筑。砌筑弧形段砌體采用中心輪桿樣板進行尺寸控制，轉動樣板上有每層磚的磚層線作為砌筑時的導向線，當拱頂磚外形尺寸超標，需通過現場磚加工滿足圖紙要求。弧形段外環隔熱磚、耐火纖維和內環的硅磚應交錯砌筑，不宜相隔太遠。拱頂測溫孔塞頭磚砌體為組合磚，根據球面弧形段45 環磚砌筑完畢后孔洞尺寸、按實際加工砌筑，最后再砌塞頭磚至爐頂中心人孔處隔熱磚爐襯。

爐帽爐襯磚砌筑完畢后，拆除+32.806 m 保護棚，恢復爐墻，蓄熱室格子磚、燃燒室隔墻磚至+34.912 m。拆除燃燒器頂部+9.706 m 保護棚，封堵爐帽及點火器側人孔。

5 結語

研究表明，鋼爐殼爐帽安裝精度對爐帽磚砌筑進度、質量影響很大，抓好過程質量控制非常必要。爐帽爐襯嚴格按預裝編號砌筑，同時做到灰縫、飽滿度達標才能確保爐帽更換整體質量。按本工藝實施后，延長了熱風爐爐壽、降低了生產成本，具有很好的經濟、社會效益，應用前景良好。