江戰(zhàn)波

摘 要：風(fēng)口大套是高爐進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，其錐形密封面變形嚴(yán)重影響高爐進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。本文介紹了利用動(dòng)力箱體傳動(dòng)，結(jié)合變徑刀桿進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)在線快速修復(fù)風(fēng)口大套錐形密封面的一種加工方法。

關(guān)鍵詞：風(fēng)口大套，變徑進(jìn)給，在線修復(fù)

0 引言

安鋼1#高爐有效面積為2200m2，自2005年10月投產(chǎn)以來(lái)，日平均風(fēng)量達(dá)4200m3/min，利用系數(shù)2.2。28個(gè)進(jìn)風(fēng)口圓周均布在標(biāo)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(chǎn)生變形，進(jìn)而擠壓風(fēng)口大套發(fā)生變形；風(fēng)口大套自身受熱也會(huì)發(fā)生變形。綜合多方面原因，高爐經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，風(fēng)口大套錐形密封面均會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形。從而導(dǎo)致風(fēng)口大套與中套的錐面密封面接觸面變小，無(wú)法形成有效的密封，造成煤氣泄漏。跑煤氣較嚴(yán)重的泄漏點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試火焰達(dá)到1m左右，煤氣量在2000ppm以上。

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)采用更換中套、壓漿、焊接等方法進(jìn)行處理，效果均不是很理想。因高爐經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用，爐殼成分和材質(zhì)已經(jīng)發(fā)生變化，風(fēng)口大套與爐殼的焊接應(yīng)力釋放不均，后期易產(chǎn)生裂紋造成更加嚴(yán)重的煤氣泄漏，所以冶金行業(yè)一代爐齡均不會(huì)采用更換風(fēng)口大套的方案解決該問(wèn)題。而利用機(jī)械加工手段在線修復(fù)風(fēng)口大套，能有效去除錐形密封面變形量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)口大套和風(fēng)口中套的錐形密封效果。

1 風(fēng)口大套變形量檢測(cè)

采用“米”字四點(diǎn)測(cè)量法，利用內(nèi)徑千分尺對(duì)風(fēng)口大套大端直徑和小端直徑進(jìn)行尺寸測(cè)量，從測(cè)得的4個(gè)數(shù)據(jù)中找出最大值和最小值，計(jì)算出大端和小端變形量。風(fēng)口大套錐形密封面大小端尺寸值參考表1。

2 在線修復(fù)的設(shè)計(jì)原理

根據(jù)1#高爐現(xiàn)場(chǎng)施工情況設(shè)計(jì)動(dòng)力箱體，利用動(dòng)力箱體傳遞動(dòng)力帶動(dòng)刀桿轉(zhuǎn)動(dòng)，刀臺(tái)隨刀桿轉(zhuǎn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)刀臺(tái)上的拖板的軸向進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)風(fēng)口大套錐形密封面軸向和徑向的切削加工，消除風(fēng)口大套錐形密封面的變形量。箱體式變徑刀桿結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。變徑刀桿結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

1、動(dòng)力箱體2、接手3、刀桿4、爐殼5、后支撐6、風(fēng)口大套7、刀臺(tái)8、前支撐

參考風(fēng)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(fēng)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(fēng)口大套錐形密封面原始尺寸如圖3所示。

3 在線修復(fù)

3.1鋪設(shè)底板

根據(jù)高爐檢修施工風(fēng)口大套外部備件拆卸情況、高爐平臺(tái)施工情況、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)吊裝環(huán)境及加工需求，選擇合適的底板尺寸。

底板鋪設(shè)時(shí)，根據(jù)動(dòng)力箱體的回轉(zhuǎn)中心和風(fēng)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(fēng)口大套外表面最低點(diǎn)約200mm處，且底板中心線與風(fēng)口大套中心線在豎直方向保持基本一致。

底板是動(dòng)力箱體的支撐平臺(tái)，為避免加工過(guò)程中動(dòng)力箱體產(chǎn)生震動(dòng)，調(diào)整好位置后，必須采用型鋼焊接的方式進(jìn)行加固。

3.2 前支撐的定位焊接

按照風(fēng)口大套中心線位置，在風(fēng)口大套小端端面畫(huà)出φ900mm端面線，調(diào)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(fēng)口大套錐形密封面的加工尺寸精度，是在線修復(fù)風(fēng)口大套的前提。

（1）粗找

將變徑刀桿倒運(yùn)至風(fēng)口大套內(nèi)，使刀臺(tái)座支撐在風(fēng)口大套錐形密封面上。利用鋼板尺測(cè)量風(fēng)口大套外部圓周四個(gè)方向的尺寸，調(diào)整外部刀桿使得測(cè)量的4個(gè)數(shù)值基本一致，焊接固定后支撐。

（2）精找

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

3.4床頭箱的找正

根據(jù)已找正的刀桿，利用百分表、水平儀及角度尺，調(diào)整動(dòng)力箱體位置，使動(dòng)力箱體回轉(zhuǎn)中心與刀桿中心重合。

3.5加工

根據(jù)風(fēng)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(fēng)口大套的錐形密封面時(shí)，因密封面變形，在加工時(shí)圓周上切削深度不同，會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)切削。因此我們使用強(qiáng)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(shí)我們選用YA6刀具，因?yàn)閅A6屬細(xì)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(qiáng)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(gè)加工過(guò)程分為“粗加工、半精加工、精加工”三個(gè)工序，各工序的切削用量及有關(guān)參數(shù)選擇參考表2。

4 在線修復(fù)后的結(jié)果

使用內(nèi)經(jīng)千分尺對(duì)在線修復(fù)后的風(fēng)口大套錐形密封面進(jìn)行測(cè)量，其不圓度均小于0.1mm，符合高爐風(fēng)口大套在線修復(fù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；使用0.1mm塞規(guī)對(duì)修復(fù)后風(fēng)口大套錐形密封面與風(fēng)口中套配合間隙進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)入深度均小于密封面長(zhǎng)度的1/3，符合風(fēng)口中套安裝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；高爐檢修完成后，通風(fēng)試壓檢測(cè)無(wú)泄漏，達(dá)到了預(yù)期治理效果，滿足了高爐生產(chǎn)工藝需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采用上述風(fēng)口大套的在線修復(fù)方法，能有效消除風(fēng)口大套錐形密封面的變形量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)口大套和風(fēng)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。

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