专利名称：高炉中间段炉体更换施工方法
技术领域：
本发明人涉及一种炉体更换施工方法，具体涉及一种高炉中间段炉体更换施工方 法。
背景技术：
目前，在炼铁生产过程中，受生产工艺影响，高炉炉体的中间段部位(即高炉炉身 部位)首先出现冷却设备损坏，从而引起该区域内炉壳受高温作用而破坏，最终导致高炉 生产的不安全而不得不进行高炉炉壳、冷却设备更换检修。按常规，对高炉冷却设备、炉壳 的更换检修施工一股采取的工艺方法是从上至下对炉壳、冷却设备等进行整体拆除至破坏 位置以下后，再重新安装新炉壳、冷却设备等。也就是说，需要将高炉受破坏的炉身部位以 及受破坏的炉身以上部位全部拆除后才能更换新的炉身部位，而在新的炉身部位安装好 后，还需要将受破坏的炉身以上部位进行更换恢复安装。由于高炉冷却设备、炉壳破坏部分在炉体中间位置，采用常规检修工艺方法进行 更换则需对未损坏炉壳、炉体钢砖、上部冷却设备、耐火材料等进行破坏拆除并重新加工安 装，这样不可避免地造成工程成本的浪费以及施工工期的延长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种仅需要将受破坏的中间段炉体进行拆除 与安装的高炉中间段炉体更换施工方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是高炉中间段炉体更换施工方法，包 括以下步骤a、对高炉框架进行荷载验算和检查；b、将损坏炉身的上方炉体结构加固到高炉框架上；C、在损坏炉身的上方炉体结构上开设进出料门，在进出料门处的炉体内外设置吊 装设施；d、利用吊装设施拆除损坏的炉壳与冷却设备；e、利用吊装设施安装新的炉壳与冷却设备；f、拆除步骤c中的吊装设施，封闭进出料门。进一步的是，在步骤a中对高炉框架进行荷载验算和检查后，若高炉框架无法满 足承载要求，则在步骤b之前，对高炉框架进行加固。进一步的是，对高炉框架进行加固时包括al、在高炉框架之间设置垂直构件，并对高炉框架的结构焊缝进行检查和焊接补 强；a2、对炉顶平台大梁的所有焊缝进行焊接补强。进一步的是，在步骤b中将损坏炉身的上方炉体结构加固到高炉框架上时包括bl、在高炉框架的顶部设置吊挂梁，将上方炉体结构悬吊在吊挂梁上；
b2、在上方炉体结构的圆周方向与高炉框架之间设置水平拉杆及斜支撑杆。进一步的是，在b2步骤完成后，将煤气导出管固定连接在炉顶平台大梁上方的框架结构上。进一步的是，在步骤a中对高炉框架进行荷载验算和检查后，若高炉框架在没有加固的情况下能满足承载要求，则直接进入b步骤。进一步的是，在步骤c中进出料门处设置的吊装设施包括设置在进出料门下方的 进出料过渡平台，位于进出料过渡平台上的运料小车，设置在进出料门上方的吊运轨道，设 置在吊运轨道内的吊钩以及设置在高炉炉腔中的吊盘，吊盘通过吊盘钢绳连接在高炉框架 顶部。进一步的是，在步骤d中利用吊装设施拆除损坏的炉壳与冷却设备时，先从上至 下拆除损坏的冷却设备，再从上至下拆除损坏的炉壳。进一步的是，在步骤e中利用吊装设施安装新的炉壳与冷却设备时，先从下至上 安装新的炉壳，再从下至上安装新的冷却设备。本发明的有益效果是通过将对高炉框架以及损坏炉身顶部的上方结构进行加 固，可使损坏炉身以上的设施重量由高炉框架进行承担，从而在拆除与安装过程中，可仅对 损坏后的中间段炉体部分进行拆除与安装，大幅度降低了高炉检修投资，降低了工程成本， 并有效缩短了检修工期，并能够保证更换施工质量。
图1为本发明施工过程中高炉的结构示意图；图2为加固后高炉框架的结构示意图；图3为吊挂梁与上方炉体结构的连接结构示意图；图4为上方炉体结构的圆周方向与高炉框架之间设置水平拉杆及斜支撑杆的结 构示意图；图5为安装的中间段炉体结构示意图。图中标记为高炉框架1、炉壳2、进出料门3、冷却设备4、垂直构件5、炉顶平台大 梁6、吊挂梁7、上方炉体结构8、水平拉杆9、斜支撑杆10、煤气导出管11、进出料过渡平台 13、运料小车14、吊运轨道15、吊盘16、吊钩17、吊盘钢绳18、第一圈带炉壳体19、第二圈带 炉壳体20、第三圈带炉壳体21、第四圈带炉壳体22、第五圈带炉壳体23。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1至图5所示，本发明的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于包括以下 步骤a、对高炉框架1进行荷载验算和检查；若高炉框架1在没有加固的情况下能满足 承载要求，也就是说经过荷载受力计算及对高炉结构的实际质量检查，高炉框架1本身安 全可靠，则直接进入b步骤。相反，若高炉框架1无法满足承载要求，则在步骤b之前，对高 炉框架1进行加固，加固的目的主要是使高炉框架1在中间段损坏炉身拆除后，能承受高炉 损坏炉身(即损坏后需要进行更换的中间段炉身部位，包括损坏的炉壳2与冷却设备4)以上设施的架设荷载以及在拆除与安装施工中架设的其它荷载等。b、将损坏炉身的上方炉体结构8加固到高炉框架1上；此步骤中的上方炉体结构 8仅指损坏炉身上方未损坏的炉壳体与冷却设备，通过该布步骤的加固，可使高炉未损坏的 上方炉体结构8的重力由高炉框架1进行支撑。C、在损坏炉身的上方炉体结构8上开设进出料门3，在进出料门3处的炉体内外设 置吊装设施；进出料门3的设置，可使得在拆除中间段损坏炉身时，便于将该损坏的炉身从 该进出料门3处运出，而在安装新的炉身时，可便于 将新的炉身结构从进出料门3运进。d、利用吊装设施拆除损坏的炉壳2与冷却设备4 ；在损坏的炉身(炉壳2与冷却 设备4)拆除以后，高炉的中部形成中空结构，其上部的所有重量有高炉框架1进行支撑。e、利用吊装设施安装新的炉壳2与冷却设备4 ；f、拆除步骤c中的吊装设施，封闭进出料门3。在新的炉身安装完成后，即可拆除 吊装设施，并将开设在上方炉体结构8上的进出料门3封闭，即完成损坏炉身的更换施工， 更换后的高炉可投入生产。在步骤a中对高炉框架进行荷载验算和检查后，若高炉框架1无法满足对损坏炉 身以上设施的承载要求，则在步骤b之前，对高炉框架1进行加固。加固时，可以在高炉框 架1的第一层框架结构上设置斜支撑的结构形式对损坏炉身的以上设施进行支撑，作为优 选方式，对高炉框架1进行加固时包括al、在高炉框架1之间设置垂直构件5，并对高炉框架1的结构焊缝进行检查和焊 接补强；可增加高炉框架1的稳定性，垂直构件5垂直于水平面方向，如图2所示。a2、对炉顶平台大梁6的所有焊缝进行焊接补强。可保证其强度要求，防止高炉框 架1在生产多年后出现腐蚀等缺陷而造成不安全，同时满足对吊装设施的承载要求。在以上的实施方式中，将损坏炉身的上方炉体结构8加固到高炉框架1上时可以 有多种加固方式，只要能实现高炉框架1对上方炉体结构8进行有效支撑即可，如可仅设置 斜支撑件的形式作用在高炉框架1与上方炉体结构8之间，或在上方炉体结构8上穿插钢 构件，并使该钢构件两端作用在高炉框架1上。而作为优选实施方式，在步骤b中将损坏炉 身的上方炉体结构8加固到高炉框架1上时包括bl、在高炉框架1的顶部设置吊挂梁7，将上方炉体结构8悬吊在吊挂梁7上；则 上方炉体结构8的重量由吊挂梁7承担，其结构如图3所示。b2、在上方炉体结构8的圆周方向与高炉框架1之间设置水平拉杆9及斜支撑杆 10。其结构如图4所示，通过设置的水平拉杆9及斜支撑杆10，可保证上方炉体结构8在中 间段损坏炉身拆除后的稳定性，并可防止上方炉体结构8产生不均勻下沉及中心偏移等不 利因素。由于高炉顶部的煤气导出管11上部接有煤气上升、下降管等，其向下部炉壳传递 的荷载较大，为确保在高炉炉壳中间部位拆断后高炉炉壳的稳定与安全，在b2步骤完成 后，将煤气导出管11固定连接在炉顶平台大梁6上方的框架结构上。可将煤气导出管11 的荷载传递到炉顶平台大梁6上，以确保煤气导出管11下方炉壳的稳定与安全。在以上的实施方式中，进出料门3处设置的吊装设施可仅设置轨道与吊钩的形式 实现，作为优选方式，在步骤c中进出料门3处设置的吊装设施包括设置在进出料门3下方 的进出料过渡平台13，位于进出料过渡平台13上的运料小车14，设置在进出料门3上方的吊运轨道15，设置在吊运轨道15内的吊钩17以及设置在高炉炉腔中的吊盘16，吊盘16通 过吊盘钢绳18连接在高炉框架1顶部。拆除中间段的损坏炉身时，在吊盘16上对损坏炉 身进行拆除，然后通过吊钩17经吊运轨道15运送到运料小车14，从运料小车14将损坏的 炉壳2、冷却设备4运出；而在安装新的炉壳2、冷却设备4时，先将新的炉壳2、冷却设备4 装上运料小车14，通过吊钩17经吊运轨道15运送到吊盘16上，然后完成对新炉身的安装 即可。为便于对损坏炉身的拆除，在步骤d中利用吊装设施拆除损坏的炉壳2与冷却设 备4时，先从上至下拆除损坏的冷却设备4，再从上至下拆除损坏的炉壳2。先拆除中间段 冷却设备4，再拆除炉身壳体2，可便于操作，使得拆除施工过程更为合理。在拆除完成后， 对切割后的旧炉壳按拆除前的设计标高进行修割和打磨，并测量修割与打磨后旧炉壳的水 平面标高、椭圆度与中心偏差值，以作为新炉壳安装的参数依据。为便于对新炉身进行安装，在步骤e中利用吊装设施安装新的炉壳2与冷却设备4 时，先从下至上安装新的炉壳2，再从下至上安装新的冷却设备4。这样操作的目的也是使 得可便于操作，使得安装施工过程更为合理。另外在安装新炉壳时，若安装的新炉壳由三个、四个、五个或六个或更多的圈带炉壳体组成。以五个圈带为例进行新炉壳的安装说明，如图5所示，先安装第一圈带炉壳体 19并在第一圈带炉壳体19与下方的旧炉壳之间设置卡具将第一圈带炉壳体19与原旧炉 壳固定连接在一起，调整该第一圈带炉壳体19的椭圆度、半径偏差值、顶面的水平偏差值 与下方的旧炉壳相适配；然后按照第一圈带的方法，安装并调整第二圈带炉壳20 ；再焊接 第一圈带炉壳19之间的竖缝、焊接第一圈带炉壳19与旧炉壳间的环缝。按照上述方法依 次对第三圈带炉壳21、第四圈带炉壳22与第五圈带炉壳23进行安装与调整，直至第五圈 带炉壳23与上方的旧炉壳之间焊接完成。然后拆除安装过程中设置的卡具并打磨平整即 可。而在新的冷却设备安装前以及安装完成后，需对新的冷却设备进行水压试验，以确保高 炉的正常工作。
权利要求
高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于包括以下步骤a、对高炉框架(1)进行荷载验算和检查；b、将损坏炉身的上方炉体结构(8)加固到高炉框架(1)上；c、在损坏炉身的上方炉体结构(8)上开设进出料门(3)，在进出料门(3)处的炉体内外设置吊装设施；d、利用吊装设施拆除损坏的炉壳(2)与冷却设备(4)；e、利用吊装设施安装新的炉壳(2)与冷却设备(4)；f、拆除步骤c中的吊装设施，封闭进出料门(3)。
2.如权利要求1所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于在步骤a中对高 炉框架进行荷载验算和检查后，若高炉框架(1)无法满足承载要求，则在步骤b之前，对高 炉框架(1)进行加固。
3.如权利要求2所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于对高炉框架(1)进 行加固时包括al、在高炉框架(1)之间设置垂直构件(5)，并对高炉框架(1)的结构焊缝进行检查和 焊接补强；a2、对炉顶平台大梁(6)的所有焊缝进行焊接补强。
4.如权利要求3所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于在步骤b中将损坏 炉身的上方炉体结构(8)加固到高炉框架(1)上时包括bl、在高炉框架(1)的顶部设置吊挂梁(7)，将上方炉体结构(8)悬吊在吊挂梁(7)上；b2、在上方炉体结构(8)的圆周方向与高炉框架(1)之间设置水平拉杆(9)及斜支撑 杆(10)。
5.如权利要求4所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于在b2步骤完成 后，将煤气导出管(11)固定连接在炉顶平台大梁(6)上方的框架结构上。
6.如权利要求1所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征在于在步骤a中对高 炉框架进行荷载验算和检查后，若高炉框架(1)在没有加固的情况下能满足承载要求，则 直接进入b步骤。
7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其 特征是在步骤c中进出料门(3)处设置的吊装设施包括设置在进出料门(3)下方的进出 料过渡平台(13)，位于进出料过渡平台(13)上的运料小车(14)，设置在进出料门(3)上 方的吊运轨道(15)，设置在吊运轨道(15)内的吊钩(17)以及设置在高炉炉腔中的吊盘 (16)，吊盘(16)通过吊盘钢绳(18)连接在高炉框架(1)顶部。
8.如权利要求7所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征是在步骤d中利用吊 装设施拆除损坏的炉壳(2)与冷却设备(4)时，先从上至下拆除损坏的冷却设备(4)，再从 上至下拆除损坏的炉壳(2)。
9.如权利要求8所述的高炉中间段炉体更换施工方法，其特征是在步骤e中利用吊 装设施安装新的炉壳(2)与冷却设备(4)时，先从下至上安装新的炉壳(2)，再从下至上安 装新的冷却设备⑷。
全文摘要
本发明公开了一种高炉中间段炉体更换施工方法，仅需要将受破坏的中间段炉体进行整体拆除与安装即可。该高炉中间段炉体更换施工方法，包括a、对高炉框架进行荷载验算和检查；b、将损坏炉身的上方炉体结构加固到高炉框架上；c、在损坏炉身的上方炉体结构上开设进出料门，在进出料门处的炉体内外设置吊装设施；d、利用吊装设施拆除损坏的炉壳与冷却设备；e、利用吊装设施安装新的炉壳与冷却设备；f、拆除步骤b中的吊装设施，封闭进出料门。可使损坏炉身以上的设施重量由高炉框架进行承担，从而在拆除与安装过程中，可仅对损坏后的中间段炉体部分进行拆除与安装，大幅度降低了高炉检修投资，降低了工程成本，并有效缩短了检修工期。
文档编号C21B7/00GK101812558SQ201010137838
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者吴荣善, 洪定军, 高宗来 申请人:攀钢集团冶金工程技术有限公司;攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司