一种高炉冷却壁坏水管的穿管装置的制作方法

本发明涉及一种高炉冷却壁坏水管的穿管装置，属于高炉冷却壁维修设备技术领域。

背景技术：

高炉炉役后期，炉体冷却壁水管大面积破损，严重影响高炉的顺利运行，威胁高炉的生产安全。高炉冷却壁水管破损，大量冷却水漏入高炉内部，会造成炉内热量下降，引发冷却壁内侧渣皮的大面积脱落，冶炼指标的大幅退步，甚至诱发了炉况的气流失常。传统的冷却壁水管破损处理方法是排查出的坏水管并切断水路后，一般采取两种方式处理：一种进行炉皮开孔安装点式冷却器，这种处理方式的安装费用和备件费用造价昂贵，安装作业为坏水管处间隔一定距离开孔，插入的冷却器仅顶端起冷却作用，冷却面积非常小，冷却效率仅为原先壁体水管的15%左右；另外一种处理方式是在坏水管内穿入比原水管稍细的水管，进行穿管处理，此法相当于对坏冷却壁水管进行修复，不仅备件价格低廉，而且能恢复坏冷却壁约70%的冷却效率。但是，炉内冷却壁破损水管容易进入焦炭等异物，且管路弯曲复杂，尤其是铜冷却壁内部水管存在多处直角拐弯，穿管操作难度大，成功率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种耗材造价低廉、操作便捷、成功率高、冷却效果良好的高炉冷却壁坏水管的穿管装置。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种高炉冷却壁坏水管的穿管装置，它包括穿管引导装置和穿管装置，穿管引导装置由引导弹簧、弹簧连接杆、手电钻和摇把组成，引导弹簧的前端为弹簧钻头，弹簧钻头的最大直径与坏水管的内径相匹配，引导弹簧的后端与弹簧连接杆的前端相连接，弹簧连接杆的后端与手电钻的卡头相连接，穿管由内外丝变径接头、橡胶垫圈、波纹管套环、外丝接头和不锈钢波纹管组成，不锈钢波纹管的两端分别穿过两个外丝接头，橡胶垫圈位于不锈钢波纹管前端，波纹管套环套在外丝接头前端的不锈钢波纹管上，不锈钢波纹管的前端嵌入内外丝变径接头的内孔中，两个内外丝变径接头分别与两个外丝接头相连接，不锈钢波纹管的长度与坏水管的长度相匹配，不锈钢波纹管的外径与坏水管的内径最狭窄处相匹配。

上述高炉冷却壁坏水管的穿管装置，所述引导弹簧前端的弹簧钻头为两端是锥形的弹簧圈，弹簧钻头的长度为80-110mm，弹簧钻头的后部连接直筒弹簧，直筒弹簧的直径与弹簧钻头两端的锥形弹簧圈的小内径端相匹配，弹簧连接杆的前部为圆钢管，后部为圆钢杆，圆钢管的内孔直径与引导弹簧后部的直筒弹簧的外径相匹配，直筒弹簧的后部嵌入在弹簧连接杆的前端圆钢管的内孔中。

上述高炉冷却壁坏水管的穿管装置，它还有穿管密封装置，穿管密封装置为钢制环形套筒，环形套筒的上端由钢板封闭，钢板上有一个或两个穿管孔，穿管孔的直径与内外丝变径接头的外径相匹配，环形套筒的侧壁上开有灌浆孔，灌浆孔处焊接四分管，四分管上外接阀门与灌浆管。

本发明的有益效果是：

本发明用手电钻和摇把将引导弹簧穿入到坏水管的进水口中，并从坏水管的出水口穿出，通过引导弹簧的后端将不锈钢波纹管穿入的坏水管中，然后在不锈钢波纹管的两端安装内外丝变径接头和外丝接头，最后将穿管密封装置与炉皮固定密封连接，不锈钢波纹管两端的内外丝变径接头分别与冷却水的进水管和出水管相连接。

本发明结构简单、操作便捷、适应性强、成功率高，适用于各种高炉，其中的引导弹簧采用高弹性高锰钢，弹簧钻头形状经过专门设计，非常有利于装置在复杂水管内穿行，尤其在借助手电钻的帮助，穿管速度大幅度提升，克服了现有技术中穿管难度大、效率不高、成功率低的问题，也避免了由于坏冷却壁安装点式冷却器冷却效率不足缺点。

附图说明

图1是本发明的穿管的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的剖视图；

图4是引导弹簧和弹簧连接杆的连接示意图；

图5是摇把和弹簧连接杆的连接示意图；

图6是单孔穿管密封装置的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是双孔穿管密封装置的结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10是本发明的使用状态示意图；

图11是图10的局部放大示意图。

图中标记如下：内外丝变径接头1、外丝接头2、不锈钢波纹管3、橡胶垫圈4、波纹管套环5、摇把6、引导弹簧7、弹簧连接杆8、弹簧钻头9、直筒弹簧10、灌浆孔11、穿管密封装置12、穿管孔13、炉皮14、耐火材料15、冷却壁16、冷却壁破损口17。

具体实施方式

本发明包括穿管引导装置、穿管和穿管密封装置三部分。

穿管引导装置部分由引导弹簧7、弹簧连接杆8、手电钻和摇把6组成。

图4显示，引导弹簧7由弹簧钻头9和直筒弹簧10组成，引导弹簧7的前端为弹簧钻头9，弹簧钻头9的最大直径与坏水管的内径相匹配，弹簧钻头9的后部连接直筒弹簧10。

图4显示，弹簧钻头9为两端是锥形的弹簧圈，弹簧钻头9的长度为80-110mm，钢丝间隔加大，便于穿管时向前穿透，直筒弹簧10的直径与弹簧钻头9两端的锥形弹簧圈的小内径端相匹配。本发明的一个实施例的弹簧钻头9的长度为100mm。

图4、5显示，弹簧连接杆8的前部为圆钢管，后部为圆钢杆，圆钢管的内孔直径与引导弹簧7后部的直筒弹簧10的外径相匹配，直筒弹簧10的后部嵌入在弹簧连接杆8的前端圆钢管的内孔中。弹簧连接杆8的后端与手电钻的卡头相连接，或者与摇把6相连接，由手电钻或摇把6驱动弹簧连接杆8带动引导弹簧7转动，进入坏水管。

穿管部分由内外丝变径接头1、橡胶垫圈4，波纹管套环5，外丝接头2和不锈钢波纹管3组成。

图1、2、3显示，两个内外丝变径接头1与两个外丝接头2相连接，中间夹住橡胶垫圈4和波纹管套环5。不锈钢波纹管3的两端被两个波纹管套环5与内外丝变径接头1紧紧夹住，将内外丝变径接头1与锈钢波纹管3密封连接。不锈钢波纹管3的长度与坏水管的长度相匹配，不锈钢波纹管3的外径与坏水管的内径最狭窄处相匹配。

连接时，首先将不锈钢波纹管3穿过坏水管，不锈钢波纹管3的长度与坏水管的长度相匹配，外径与坏水管的内径最狭窄处相匹配。再将不锈钢波纹管3穿过外丝接头2，然后将波纹管套环5圆周上的豁口掰开套到不锈钢波纹管3第一个波谷里，由于波纹管套环5的内径介于不锈钢波纹管3的波峰与波谷外径之间，装上后能紧紧套住不锈钢波纹管3，接着拧紧内外丝变径接头1和外丝接头2，将不锈钢波纹管3与两个接头连接起来。由于波纹管套环5外径介于内外丝变径接头1内径与外丝接头2外径之间，两个接头拧紧后能将带波纹管套环5与橡胶垫圈4挤在中间，起到密封作用。不锈钢波纹管3另外一端也采用同样方法连接。最后，两个内外径变径接头1外接进出水管即可。

管密封装置12用于将穿管部分与高炉的炉皮14相连接。

图6、7、8、9显示，穿管密封装置12为钢制环形套筒，环形套筒的上端由钢板封闭，钢板上有穿管孔13，一种普通冷却壁16用单穿管孔13，可以密封单根水管，还有一种为铜冷却壁专用的双穿管孔13，可以密封两根水管。穿管孔13的直径与内外丝变径接头1的外径相匹配，环形套筒的侧壁上开有灌浆孔11，灌浆孔11处焊接四分管，四分管上外接阀门与灌浆管，用于灌浆。

本发明的使用过程如下：

（1）高炉休风并关水后，首先用电气焊割开冷却壁16坏水管阀门前的进、出水管。

（2）将穿管引导装置的引导弹簧7前端的弹簧钻头9插入冷却壁水管中，炉外一端用手电钻旋转穿管引导装置，引导弹簧7逐渐前进。遇到拐弯处与阻力较大的地方要停止手电钻，改用摇把6，小心摇动，使引导弹簧7缓慢前进，阻力过大时可以反转装置，使用引导弹簧7清理出异物后，再正转反复几次，一般可以通过；通过障碍后可以改回手电钻，直到从冷却壁16的出水口穿出。另外操作时，遇到存在岔道的铜冷却壁水路时可以先将引导弹簧7朝需要的方向掰弯，反复多次一般能成功。

（3）穿管引导装置穿过水管后，卸下摇把6或手电钻，将穿管引导装置的引导弹簧7的后端与穿管的不锈钢波纹管3用胶带紧密连接，小心从冷却壁16的出水口出拉动引导弹簧7，将引导弹簧7拉出坏水管并将不锈钢波纹管3带入坏水管内，两端分别比坏水管的进出水管长100mm，让不锈钢波纹管3彻底穿过坏水管。

（4）卸下引导弹簧7，将冷却壁16进水端的不锈钢波纹管3超出100mm左右处剪断，再将不锈钢波纹管3套上外丝接头2与波纹管套环5，在内外丝变径接头1内放好橡胶垫圈4，然后拧紧外丝接头2与内外丝变径接头1，拧紧后，波纹管套环5和橡胶垫圈4将不锈钢波纹管3的一端紧紧压住，起到密封与连接作用。

（5）将不锈钢波纹管3两端从穿管密封装置12中穿出，将穿管密封装置12与旧水管、外丝接头2分别焊好密封，穿管密封装置的灌浆孔11要求朝上。穿管孔13直径要比外丝接头2外径稍大，确保外丝接头2能够顺利穿过。

（6）在灌浆孔11中灌入浆料，不锈钢波纹管3两端的内外丝变径接头1接上进水管和出水管，穿管完毕。