新型冷卻壁在首鋼長鋼8號(hào)高爐的應(yīng)用

陳高鵬

（首鋼長治鋼鐵有限公司設(shè)備處，山西 長治 046031）

首鋼長治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）煉鐵廠8號(hào)高爐始建于2003年，設(shè)計(jì)爐容1080 m3，2004年9月19日投產(chǎn)。2012年4月18日大修后第二代爐役投入運(yùn)行至2020年底，運(yùn)行8年多，高爐本體高溫區(qū)有8塊冷卻壁損壞，現(xiàn)靠安裝銅冷卻棒、冷卻板和外加噴淋水維持生產(chǎn)，爐殼經(jīng)常燒紅、開裂、串煤氣，高爐不能安全運(yùn)行至下一個(gè)大修周期。因此必須更換損壞的冷卻壁和爐板，以保證高爐后期的安全運(yùn)行。

1 施工方法

目前傳統(tǒng)更換冷卻壁的方法是采用高爐停爐，降料面至作業(yè)面以下，爐溫降低至常溫，作業(yè)人員進(jìn)入高爐內(nèi)的施工方式。這種作業(yè)方式的缺點(diǎn)主要有三點(diǎn)：一是施工周期長，約需20 d以上；二是爐溫降低至常溫，爐況恢復(fù)難度大；三是作業(yè)人員進(jìn)入爐內(nèi)施工，屬于有限空間、煤氣區(qū)域，安全無法保障。通過反復(fù)研究，開發(fā)自制簡易冷卻壁，并制定爐外施工方案，利用高爐定修時(shí)間安全、快速更換爐殼和冷卻壁。該項(xiàng)技術(shù)成功用于長鋼公司8號(hào)高爐8塊冷卻壁的更換工程，解決了高爐后期制約生產(chǎn)的難題，實(shí)現(xiàn)了短平快的施工目標(biāo)，保證了煉鐵的正常生產(chǎn)。

2 主要技術(shù)及施工方案

2.1 簡易冷卻壁的制作方法

因原冷卻壁已燒損，必須更換新冷卻壁。經(jīng)過研究，結(jié)合高爐計(jì)劃在2年內(nèi)要進(jìn)行大修的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種簡易的冷卻壁替代原冷卻壁，達(dá)到爐殼降溫的目的。

根據(jù)冷卻壁的外形尺寸，提前制作爐殼板，在爐殼板上直接安裝冷卻水管，采用四進(jìn)四出的冷卻方式，提前預(yù)制，冷卻水管固定在新爐殼上，并用澆注料澆筑保護(hù)（見圖1和圖2）。

圖1 原冷卻壁圖

圖2 新制冷卻壁示意圖

按圖2制作好冷卻壁，并噴涂后備用，共分6組8塊，其中有3塊相鄰，整體制作為一組（如圖3），其余5組單獨(dú)為一塊冷卻壁。

圖3 新冷卻壁實(shí)物圖

2.2 作業(yè)孔位置確定

由于本次更換冷卻壁分別位于8、9帶不同位置，除9帶有3塊相連外，其余5塊位置夾角大于90°，因此決定在正對(duì)損壞的冷卻壁位置開作業(yè)孔，開孔大小盡量與新制爐殼一致，以減少爐殼切割量，便于快速安裝。

如圖4所示，根據(jù)高爐圖紙及高爐現(xiàn)場(chǎng)水口位置確定各損壞冷卻壁的位置中心線，并進(jìn)一步做出開孔輪廓線，開孔位置要略微小于新制備的爐殼。

圖4 R2段爐殼開孔輪廓線示意圖（mm）

2.3 舊冷卻壁及爐殼拆除

按已做標(biāo)記的爐殼開孔輪廓線用割槍進(jìn)行切割，割縫寬度按圖3所示，坡口要與新制爐殼相對(duì)應(yīng)。爐殼切割后，使用自動(dòng)切割機(jī)切割冷卻壁之間的耐材，使?fàn)t殼完全脫離，因舊冷卻壁已經(jīng)脫落，使用氣割方式，將需更換的爐殼割成數(shù)段小塊，直接掉落至爐內(nèi)，節(jié)省拆除時(shí)間。

2.4 新爐殼及冷卻壁的吊運(yùn)安裝

用130 t吊車將爐殼及冷卻壁吊運(yùn)至8、9帶上方平臺(tái)，用預(yù)裝的輔助支架上手拉葫蘆運(yùn)至作業(yè)孔前，并用工裝上安裝的2臺(tái)手拉葫蘆提升爐殼，吊運(yùn)至安裝位置，對(duì)準(zhǔn)開孔位置，與爐殼孔洞進(jìn)行對(duì)合恢復(fù)（見圖5）。

圖5 輔助支架設(shè)置示意圖

2.5 爐殼焊接恢復(fù)

在新爐殼安裝前，根據(jù)新制作爐殼的外形尺寸，對(duì)爐殼上作業(yè)孔進(jìn)行修割和打磨，焊縫坡口兩側(cè)20 mm范圍內(nèi)不得有油污和鐵銹等雜物。新爐殼與孔洞完全對(duì)合恢復(fù)后，進(jìn)行點(diǎn)焊固定。焊接時(shí)采用氬弧焊打底，手工電弧焊覆蓋，氬弧焊絲牌號(hào)TIGJ50，手工焊材選用J507RH焊條，焊接過程錘擊消除應(yīng)力。焊接完成后，在作業(yè)孔四角上貼補(bǔ)鋼板以提高角部抗拉強(qiáng)度。

2.6 施工作業(yè)優(yōu)化方案

為盡量縮短施工時(shí)間，經(jīng)過反復(fù)推演優(yōu)化，將原噴補(bǔ)工作由全部焊接完后開始噴補(bǔ)提前到焊縫第一遍焊完后開始。在新爐殼對(duì)接好，并完成焊縫打底后，同步安排開始爐內(nèi)噴補(bǔ)。由于爐內(nèi)噴補(bǔ)與爐殼焊接同時(shí)作業(yè)，施工總時(shí)間縮短16 h，總計(jì)用時(shí)56 h。

3 結(jié)語

8號(hào)高爐損毀冷卻壁及對(duì)應(yīng)爐殼更換施工技術(shù)，在考慮了1000級(jí)高爐特點(diǎn)后，針對(duì)性設(shè)計(jì)了吊裝移動(dòng)裝置，作業(yè)人員在爐外完成8塊冷卻壁及爐殼的更換施工，實(shí)現(xiàn)了安全、快速、高效的施工目標(biāo)，整個(gè)施工過程僅用時(shí)56 h，8號(hào)高爐快速恢復(fù)了生產(chǎn)，創(chuàng)造了更換爐殼和冷卻壁時(shí)間最短的記錄。經(jīng)過6個(gè)月的使用證明，該項(xiàng)技術(shù)適用于1000級(jí)高爐爐役后期維護(hù)，對(duì)其他容積高爐維護(hù)也有一定的借鑒意義，具有一定的實(shí)踐推廣意義。