专利名称：高炉炉底更换方法
技术领域：
本发明涉及一种在高炉大修过程中应用的高炉炉底更换方法。
背景技术：
对于炉底损伤严重的高炉检修，现有技术中，更换高炉炉底一般做法有两种其一是锯割法，即对炉底以下基础一定部位进行切割置换，以利于安装牵引炉底的滑轨或滚动部件，对炉内残留固化物上表面处炉壳切割，而对于炉壳切割面以上的炉壳部分采用钢结构焊接固定或用钢绳悬挂。此方法存在的主要问题是采用的锯割设备及滑轨横移机构比较复杂，投资大，在高炉炉底有限的空间内操作困难；对炉底基础有损害，必须对基础重新修复；拆除量大，采用锯割法、滑轨出料速度慢，工期长；由于上部炉体是固定的，恢复炉底及割除部分炉壳安装恢复时因无吊装空间，只能镶嵌，施工较为困难。其二是对整个高炉炉体进行更换，采用整体推移方式，整体推移式也就是先将旧的高炉由上而下全部拆除，然后将新的高炉通过平移的方式运输到原高炉的炉基上，例如中国专利98125169. 2公开了一种高炉大修整装推移技术和装置。此方法也存在工期长，工程投资大，工艺复杂，成本高的不足。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种工期较短且成本低的高炉炉底更换方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是高炉炉底更换方法，包括以下步骤A、将炉基上的高炉分割成炉底和上部炉体，将上部炉体通过升降机构起升后固定；B、将炉基上的炉底拆除；C、在炉基上确定理论炉底中心点以及理论炉底标高；D、根据步骤C确定的理论炉底中心点以及理论炉底标高在炉基上安装新的炉底；E、将上部炉体下降并与炉基上的新的炉底相连。进一步的是所述步骤A中的上部炉体通过升降机构起升是通过以下方法实现的在高炉周围搭设支架，在上部炉体的顶部安装托架，在支架的顶部设置升降机构，通过升降机构顶升托架将上部炉体起升。进一步的是步骤A中，所述支架包括支架本体，还包括与支架本体相连的支撑梁结构，支撑梁结构的上方连接有与支架本体相连的拉杆结构，支撑梁结构的下方连接有用于支撑所述支撑梁结构的八字撑杆结构，所述升降机构设置在支撑梁结构上。进一步的是所述步骤A中的升降机构包括沿上部炉体周向均布的至少3个顶升
直ο进一步的是所述顶升装置为液压缸。进一步的是在支架上位于各个顶升装置处都设置有高度可调的托架支撑结构。
进一步的是所述托架支撑结构为叠放的N个垫块。进一步的是所述各个顶升装置处都设置有用于指示顶升装置对应的上部炉体一侧沿竖直方向的位移量的指示装置。进一步的是所述指示装置包括设置在托架上的指针以及设置在顶升装置的外侧的支架上的沿竖直方向延伸的标尺，所述指针指向所述标尺。进一步的是所述步骤B中的炉底的拆除方法为先在炉底的侧壁上开一个排料通孔，然后将挖掘机械通过排料通孔开进炉底内部，通过挖掘机械将炉底由内到外依次拆除。本发明的有益效果是1、由于不需要拆除上部炉体，可显著缩短炉底更换工期，有利于提高生产效益，在回装新的炉底时，如果安装空间不足，可通过升降机构将上部炉体起升至合适高度，这样就有足够的安装空间安装新的炉底；2、支撑梁结构通过连接拉杆结构并用八字撑杆结构支撑，受力传递简洁合理，对安装空间适应性强，并能充分发挥钢材的力学性能，减少钢材用量，有利于降低炉底更换的成本；3、通过设置指示装置，可便于精确控制上部炉体沿竖直方向的位移量，有利于缩短炉底更换工期；4、通过设置托架支撑结构12，可起到临时支撑的作用，还可起到安全保护的作用；5、通过设置排料通孔，有利于快速拆除炉底，有利于缩短炉底更换工期。
图1为通过升降机构将上部炉体顶升并通过托架支撑结构将上部炉体支撑固定的示意图；图2为图1中A区域的放大图；图3为在炉底设置排料通孔并通过挖掘机械将炉底内部拆除的示意图；图4为指针和标尺的设置方式示意图；图5为八字撑杆结构、拉杆结构、支撑梁结构和支架本体的位置关系示意图。图中标记为八字撑杆结构1，拉杆结构2，支撑梁结构3，支架本体4，上部炉体5， 炉底6，炉基7，牛腿8，托圈9，托架10，顶升装置11，托架支撑结构12，排料通孔13，挖掘机械14，指针15，标尺16，框架17，上部炉体径向限位结构18。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。如图1至图3所示，高炉炉底更换方法，包括以下步骤A、将炉基7上的高炉分割成炉底6和上部炉体5，将上部炉体5通过升降机构起升后固定；B、将炉基7上的炉底6拆除；C、在炉基7上确定理论炉底中心点以及理论炉底标高；
D、根据步骤C确定的理论炉底中心点以及理论炉底标高在炉基7上安装新的炉底；E、将上部炉体5下降并与炉基7上的新的炉底相连。上述步骤C中，在炉基7上确定理论炉底中心点以及理论炉底标高与现有技术中在炉基上重新修筑高炉时用于确定理论炉底中心点以及理论炉底标高的方法相同。上述步骤D中新的炉底的安装方法与现有技术中在炉基上重新修筑高炉时用于安装新的炉底的方法相同，此外，所述步骤D中安装新的炉底时，可采用垂直提升卷扬机配合水平拖拉卷扬机来安装新的炉底，这样可提高新的炉底的安装效率。上述高炉炉底更换方法与现有技术相比，可显著缩短工期，以昆钢6号高炉为例，采用本发明的方法更换炉底可缩短工期30 天，按平均日产铁4000吨、铁水单价按每吨3000元计，节省出来的工期可增加效益36000 万元。此外，上述步骤B中，将炉底6拆除的方法有多种，例如可按照现有技术中将高炉整体拆卸时采用的拆卸方法将炉底6由内到外逐渐拆除，但现有技术中，在将炉底拆除时产生的废料需要从炉底上方吊运出去，这样不便于将炉底快速拆除，为了快速拆除炉底，进而有利于缩短工期，所述步骤B中的炉底6的拆除方法为先在炉底6的侧壁上开一个排料通孔13，然后将挖掘机械14通过排料通孔13开进炉底内部，通过挖掘机械14将炉底6由内到外依次拆除。采用上述方法，可从排料通孔将废料排出，快捷方便，由于炉底拆除工作量较大，借助挖掘机械14可实现炉底的快速拆除。此外，上述排料通孔13可设置在高出铁口标高位置至风口带下口缘之间，这时，在切割高炉时要在高炉底部的风口带19或靠近风口带19位置处进行切割，而且需要注意的是，在切割高炉炉壳时，如果风口带炉壳不更换， 则要避免损伤风口带炉壳。风口带19也就是高炉底部周向设置的一圈风口所处的位置，采用上述方式将高炉切割分成上部炉体和炉底，有利于留出足够的空间供挖掘机械14从出铁平台通过排料通孔13开进炉内，采用上述方法能有效降低劳动强度，提主工作效率，有利于节节约检修工期。上述步骤A中的升降机构可以为卷扬索具机构，上部炉体5的起升可通过卷扬索具机构悬吊的方法实现，也就是将上部炉体5悬吊至一定高度后，再通过辅助框架将上部炉体5进行固定，但这种方法需要的相关设备较多，工艺复杂，需要大量人员作业，且工期较长。为了进一步缩短工期，简化工艺，节省人力，所述步骤A中上部炉体通过升降机构起升是通过以下方法实现的在高炉周围搭设支架，该支架可在高炉原有框架17的基础上搭设也可在框架17的内部搭设，在上部炉体5的顶部安装托架10，在支架的顶部设置升降机构，通过升降机构顶升托架10将上部炉体5起升。起升后可通过设置在支架上的位于托架 10下方的托架支撑结构12支撑托架10实现对起升后的上部炉体5的固定。此外，为了防止上部炉体在起升过程中发生大幅度摆动，造成安全隐患，在支架上或高炉原有框架17上可设置上部炉体径向限位结构18，该上部炉体径向限位结构18可为多个支撑杆结构，支撑杆结构的一端与上部炉体接触，其它部分固定在支架上或框架17上，上部炉体径向限位结构18的数量可根据实际情况确定，例如可沿上部炉体的周向设置3个，5个或其它数量，通过上部炉体径向限位结构18将上部炉体的径向移动趋势进行限制，防止上部炉体在外力作用下发生摆动。另外，上述升降机构可将上部炉体5顶升，也可使上部炉体5下降，这样的升降机构可以是液压缸或千斤顶等。通过上述升降机构将上部炉体5进行顶升，快捷方便，不需要耗费大量人力，且使用的相关设备较少，成本较低。为了使上部炉体5上升或下降过程中保持稳定，提高作业的安全性，上述升降机构的优选实施方式为所述步骤A中的升降机构包括沿上部炉体周向均布的至少3个顶升装置11。由于顶升装置11为均布，因此上部炉体5受力均衡，可保证上升或下降的稳定性。上述顶升装置11可为千斤顶，优选为液压缸，因液压缸安装和操作方便，行程控制精确。上述托架10的实施方式有多种，例如可在上部炉体5的周向连接多个托块，每个顶升装置11对应一个托块，但这样有可能使上部炉体5受力不均，在上升或下降过程中造成上部炉体5的损伤，为了克服上述不足，优选实施方式为上述托架10包括安装在上部炉体5的顶部的托圈9以及设置在托圈9的外壁上的沿托圈9的周向均布的多个牛腿8，牛腿8的数量与顶升装置11的数量相同，每个顶升装置通过顶升对应的牛腿8来顶升托圈9，托圈9会带动上部炉体5上升，当然，也可通过顶升装置将上部炉体5下降，当上部炉体5上升或下降完毕后，可通过托架支撑结构12来支撑上述牛腿8，实现对上部炉体5的固定。由以上分析可知，上述托架支撑结构12可起到临时支撑的作用，进一步的是，为了提高顶升装置使用时的安全性，上述顶升装置所在位置处都设置有托架支撑结构12，该托架支撑结构12为高度可调的托架支撑结构，当顶升装置出现故障时，可通过托架支撑结构临时支撑上述托架，进而将上部炉体进行临时支撑，防止上部炉体急速下落引起安全隐患。该托架支撑结构可以为可伸缩的杆件，优选为相互叠放的 N个垫块，垫块的数量可为10个，20个等，可根据实际情况确定，在操作顶升装置时，可将垫块逐一撤出，给顶升装置让出行程。上述支架一般用钢材制成，为了减少支架上用于支撑升降机构所用的钢材量，步骤A中，所述支架包括支架本体4，还包括与支架本体4相连的支撑梁结构3，支撑梁结构3 的上方连接有与支架本体4相连的拉杆结构2，支撑梁结构3的下方连接有用于支撑所述支撑梁结构3的八字撑杆结构1，所述升降机构设置在支撑梁结构3上。由于上部炉体5的重量有上千吨，因此升降机构所受压力较大，相应的支架上用于支撑升降机构的梁结构所受压力也较大，一般需用大量钢材。而本发明中支撑梁结构通过连接拉杆结构并用八字撑杆结构支撑，受力传递简洁合理，对安装空间适应性强，并能充分发挥钢材的力学性能，减少钢材用量。上述拉杆结构2可设置多个，其数量可根据实际情况进行设置，例如可沿上部炉体5的周向均布4个拉杆结构2，当上述升降机构由沿上部炉体5的轴向均布的4个顶升装置组成时，上述4个拉杆结构2可与4个顶升装置一一对应，如图1和图2所示，这样可充分发挥钢材的力学性能，减少钢材的使用量。上述八字撑杆结构1也就是成八字设置的撑杆结构，可设置多个，八字撑杆结构1的数量可根据实际情况确定。为了精确控制上部炉体5在竖直方向上的位移量，便于现场作业人员快速确定上部炉体5具体的上升或下降的位移量，所述各个顶升装置11处都设置有用于指示顶升装置 11对应的上部炉体一侧沿竖直方向的位移量的指示装置，也就是每个顶升装置11配套安装一个指示装置。通过指示装置，现场作业人员可精确控制各个顶升装置11，使上部炉体5 在竖直方向上精确移动。例如需要上部炉体5下降5厘米时，可通过指示装置来指示上部炉体5的下降量，当指示装置显示上部炉体5已经下降5厘米时，可将升降机构停机。上述指示装置可包括位移传感器，显示器和处理器，位移传感器可将上部炉体5的位移信号传递给处理器，处理器可将该信号转化成对应的物理量在显示器上显示出来。为了简化结构， 降低成本，所述指示装置包括设置在托架10上的指针15以及设置在顶升装置的外侧的支架上的沿竖直方向延伸的标尺16，所述指针15指向所述标尺16，如图4所示，上述指针15 可设置在托架的顶部，如果托架由托圈9和牛腿8组成，则指针15可设置在托圈9的顶部， 上述标尺16可设置在拉杆结构2上。上述指示装置设置时，指针15与标尺16配套使用， 且每个顶升装置处都设置指针15和标尺16，这样可精确监测和控制每个顶升装置，也就可以精确控制每个顶升装置所对应的上部炉体5 —侧的上升和下降的位移量，如果上部炉体 5在上升或下降过程中，上部炉体5的一侧发生下倾，说明该下倾侧上升的位移量不足或下降的位移量过多，这时可通过该下倾侧对应的指针和标尺读出相应的位移量，然后通过该下倾侧的位移量与上部炉体其它侧的位移量比较，可确定该下倾侧还需要上升或下降的位移量。
权利要求
1.高炉炉底更换方法，其特征是包括以下步骤A、将炉基(7)上的高炉分割成炉底(6)和上部炉体(5)，将上部炉体(5)通过升降机构起升后固定；B、将炉基(7)上的炉底(6)拆除；C、在炉基(7)上确定理论炉底中心点以及理论炉底标高；D、根据步骤C确定的理论炉底中心点以及理论炉底标高在炉基(7)上安装新的炉底；E、将上部炉体(5)下降并与炉基(7)上的新的炉底相连。
2.如权利要求1所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述步骤A中的上部炉体通过升降机构起升是通过以下方法实现的在高炉周围搭设支架，在上部炉体(5)的顶部安装托架(10)，在支架的顶部设置升降机构，通过升降机构顶升托架(10)将上部炉体( 起升。
3.如权利要求2所述的高炉炉底更换方法，其特征是步骤A中，所述支架包括支架本体G)，还包括与支架本体(4)相连的支撑梁结构(3)，支撑梁结构(3)的上方连接有与支架本体(4)相连的拉杆结构O)，支撑梁结构(3)的下方连接有用于支撑所述支撑梁结构 (3)的八字撑杆结构(1)，所述升降机构设置在支撑梁结构(3)上。
4.如权利要求2所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述步骤A中的升降机构包括沿上部炉体周向均布的至少3个顶升装置(11)。
5.如权利要求4所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述顶升装置(11)为液压缸。
6.如权利要求4所述的高炉炉底更换方法，其特征是在支架上位于各个顶升装置处都设置有高度可调的托架支撑结构(12)。
7.如权利要求6所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述托架支撑结构(12)为叠放的N个垫块。
8.如权利要求4所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述各个顶升装置(11)处都设置有用于指示顶升装置(11)对应的上部炉体一侧沿竖直方向的位移量的指示装置。
9.如权利要求8所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述指示装置包括设置在托架 (10)上的指针(1 以及设置在顶升装置的外侧的支架上的沿竖直方向延伸的标尺(16)， 所述指针(15)指向所述标尺(16)。
10.如权利要求1所述的高炉炉底更换方法，其特征是所述步骤B中的炉底(6)的拆除方法为先在炉底(6)的侧壁上开一个排料通孔(13)，然后将挖掘机械(14)通过排料通孔(13)开进炉底内部，通过挖掘机械(14)将炉底(6)由内到外依次拆除。
全文摘要
本发明公开了一种高炉炉底更换方法，可缩短更换高炉炉底的工期。该方法主要是先将炉基上的高炉分割成炉底和上部炉体，然后将上部炉体起升并固定；再将炉基上的炉底拆除；接着在炉基上确定理论炉底中心点以及理论炉底标高；然后根据理论炉底中心点以及理论炉底标高在炉基上安装新的炉底；最后将上部炉体下降并与炉基上的新的炉底相连。由于不需要拆除上部炉体，可显著缩短炉底更换工期，有利于提高生产效益。此外，上部炉体的起升可通过液压缸实现，这样可进一步缩短工期。
文档编号C21B7/00GK102409120SQ20111033354
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者封广举, 张雨, 徐琦, 杨文辉, 潘银成, 胡健 申请人:中国十九冶集团有限公司