JN60－6型焦?fàn)t鐵件冷態(tài)安裝及熱態(tài)分析

徐 芹 王 建

（1.包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭，014010；2.包鋼稀土鋼板材公司，內(nèi)蒙古包頭，014010）

1 前言

近幾年來，國內(nèi)外焦?fàn)t大型化是焦?fàn)t發(fā)展的標(biāo)志。不斷提高6m焦?fàn)t的建造質(zhì)量，為焦?fàn)t正常生產(chǎn)提供保障，要從焦?fàn)t的基礎(chǔ)建設(shè)著手，將問題解決在投產(chǎn)前。包鋼焦化廠從2004年至2007年共建造了7＃－10＃四座6米焦?fàn)t，為包鋼實現(xiàn)1000萬噸鋼鐵計劃打下了堅實的基礎(chǔ)，尤其是9＃、10＃兩座焦?fàn)t同時開工，同時進行烘爐，同時達產(chǎn)，開創(chuàng)了包鋼焦?fàn)t基建歷史的先河，鐵件安裝也成為焦?fàn)t質(zhì)量及整個工程質(zhì)量的關(guān)鍵，同時在安裝過程中積累的寶貴經(jīng)驗，為今后JN60－6型焦?fàn)t的鐵件安裝工作提供了理論保障。

2 護爐鐵件的定義及重要性

護爐鐵件包括爐柱、彈簧、縱拉條、橫拉條、保護板、爐門框等。焦?fàn)t是由各種形狀的耐火磚砌成的，耐火磚長期處于高溫中，由于焦?fàn)t爐溫波動以及氣候條件的變化，耐火磚砌體會產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。在熱脹冷縮的過程中，有的磚縫經(jīng)受不了這些縮脹產(chǎn)生的應(yīng)力便會拉開，這時，如果有些灰渣和荒煤氣通過裂縫向燃燒室竄漏過程中受熱分解生成的石墨的物體沉積在拉開的灰縫內(nèi)，在爐體溫度升高而膨脹時，灰縫就再也不能還原到以前的狀態(tài)了。反復(fù)縮脹，便會使砌體松動或損壞。此外，焦?fàn)t經(jīng)常受到開、閉爐門和推焦等機械的撞擊，也會導(dǎo)致焦?fàn)t砌體的松散變形而失去應(yīng)有的嚴(yán)密性，削弱砌體的結(jié)構(gòu)強度。因為上述原因，焦?fàn)t必須設(shè)置鐵件，鐵件的安裝質(zhì)量自然成為整個工程的關(guān)鍵。

3 鐵件的安裝

3.1 鐵件安裝前的預(yù)組裝

由于爐框和保護板的重量達到4噸多，并且還在高空作業(yè)，安裝難度大，同時安裝尺寸要求誤差小，所以安裝前的預(yù)組裝是非常有必要的，所謂的預(yù)組裝是在安裝前制作一組平臺，將保護板、爐門框按照出廠的編號依次組合在一起，用塞尺、角尺、卷尺等工具進行測繪，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，通過預(yù)組裝數(shù)據(jù)分析會發(fā)現(xiàn)很多問題，如：正面錯臺（設(shè)計要求不大于2mm），上下錯臺（設(shè)計要求不大于2mm），頂頭縫間隙（設(shè)計要求5－12mm），保護板中心距離等達不到安裝要求，一旦將這些不符合要求的設(shè)備安裝上去，不但影響安裝質(zhì)量，而且會給今后的焦?fàn)t生產(chǎn)帶來隱患，增大處理的難度。因此預(yù)組裝是鐵件安裝必不可少的一道程序。

3.2 大、小彈簧壓力的確定

對于大小彈簧，應(yīng)先進行外觀檢查，檢查是否光潔，有無疵點、裂紋、折疊、窩孔等缺陷。其承托面應(yīng)與中心線垂直，否則安裝時易產(chǎn)生偏斜。每一個彈簧必須有編號牌以及制造廠出示的壓力試驗記錄。彈簧在制造廠對每個彈簧做壓力試驗時就派人跟蹤檢查。運到施工現(xiàn)場后，必要時對每種彈簧抽查10%做壓力試驗，以檢查該批產(chǎn)品的質(zhì)量。若有一件不合格，則應(yīng)再抽查20%，若再有一件不合格，則應(yīng)逐個檢測驗收。

抽樣試驗方法：用允許極限負(fù)荷連續(xù)壓縮3次，撤負(fù)荷后高度與原高度相比小于2㎜為合格。逐漸加大負(fù)荷，測量各負(fù)荷下的壓下量是否符合規(guī)定［1］。

小彈簧頂絲長度與彈簧編組有關(guān)，必須測量每個頂絲總長和絲扣長度，將公差相同的堆放在一起。同時應(yīng)檢查頂絲是否有測量孔，絲扣是否完整。對小彈簧支座，應(yīng)檢查其垂直度和焊接情況，不準(zhǔn)有焊瘤，否則彈簧加壓時會產(chǎn)生偏斜。檢查小彈簧支座和頂絲與鋼柱孔洞的配合尺寸。對大小彈簧應(yīng)編組，便于在烘爐及生產(chǎn)過程中管理。

彈簧編組原則：

大彈簧組：將自由高度差為5㎜的大小彈簧編在一起，因為其壓板凸臺高度為5㎜，所以大小彈簧同時受壓，將這部分彈簧組內(nèi)在常用工作負(fù)荷下高度相同的編為一組。

小彈簧：將彈簧高度相同與頂絲長度相等的編為一組。9＃、10＃焦?fàn)t大小彈簧的確認(rèn)是根據(jù)表1進行確定的。

表1 彈簧加壓噸位

3.3 保護板、爐柱、縱橫拉條及爐門框的安裝

3.3.1 保護板、爐柱、縱橫拉條安裝

保護板在安裝之前把石棉繩粘接在保護板背面的石棉繩溝槽內(nèi)，并用木槌將石棉繩敲實，石棉繩設(shè)計尺寸為30mm，9＃、10＃焦?fàn)t采用32mm的石棉繩，可以產(chǎn)生更好的效果，粘接石棉繩時重點是兩個接口連接處，必須保證石棉繩夯實，嚴(yán)密。保護板加壓的方式采用臨時拉條，首先將預(yù)先做好的臨時壓緊裝置在保護板的上、中、下三點設(shè)置好，在焦側(cè)用6臺千斤頂施壓。施壓過程要均勻，加壓至保護板與爐肩間隙為6—15mm。其次進行本組爐柱的調(diào)整，將爐柱的中心、標(biāo)高調(diào)整好后，把上部拉條壓緊裝置在焦側(cè)固定好，用1臺千斤頂施壓，下部橫拉條也同時加壓，加壓到規(guī)定的噸位后，擰緊上部橫拉條的螺母；最后將爐柱內(nèi)壓緊保護板的小彈簧裝置按要求壓到設(shè)計噸位，到此為止，本組保護板、爐柱的安裝調(diào)整完畢。調(diào)整完的保護板不得突出爐肩，且兩側(cè)間隙要均勻。然而安裝過程中避免不了安裝不到位，需要重新安裝的情況，如需重新安裝，必須將石棉繩全部重新?lián)Q掉，否則會影響到以后爐體的嚴(yán)密性。

3.3.2 爐門框安裝調(diào)整

粘貼完石棉繩的爐門框，從上部吊起，將爐門框背面的凸臺對準(zhǔn)保護板上的凸臺進行安裝，并注意將保護板上高5mm的凸臺和爐門框上高5mm的凸臺靠嚴(yán)，且防止各個凸臺接觸面壓住內(nèi)圈石棉繩［2］。

裝鉤頭螺栓由下而上，先安裝2＃及8＃鉤頭螺栓，再安裝中部5＃鉤頭螺栓，臨時固定。鉤頭螺栓要與爐門框垂直，要檢查其與保護板上固定的卡板是否鉤好。爐門框安裝后要完成磨板的安裝。

調(diào)整爐門框的標(biāo)高及水平，將鉤頭螺栓的螺母稍加松開，在爐門框上部掛鉤掛上鋼絲繩：用倒鏈調(diào)整，使其刻印與炭化室底實際標(biāo)高吻合，允許偏差±1mm，超差時必須采用磨光機處理。爐門用的左右托輥座標(biāo)高偏差0.5mm.調(diào)整爐門框偏斜，在爐門框上部中心刻印處掛線墜進行調(diào)整，上、下部中心偏差為±4mm，調(diào)整爐門框使其不得突出保護板，上下寬度一致，同時測量爐框的五爐距。

調(diào)整完的爐門框有兩種加壓方法：一是用臨時拉條及槽鋼梁在上中下三個位置壓緊，安裝其余鉤頭螺栓，按照施工圖的加壓高度擰緊。擰緊時用施工圖所規(guī)定的量規(guī)檢查，使其符合規(guī)定加壓高度。二是不采用臨時拉條及槽鋼梁，用彈簧套筒對稱均勻緊固后，再用蝶型彈簧置換彈簧套筒。兩者相比，后者加壓均勻，操作簡單、省時，并且不需要臨時拉條及槽鋼梁，節(jié)省材料。壓緊蝶形彈簧結(jié)束后，將整圈石棉繩均勻夯實。在夯石棉繩時，按石棉繩溝槽及石棉繩規(guī)格制作合適的竹楔子進行夯打，并防止打壞石棉繩，檢查合格后，抹上精礦粉。

3.3.3 爐柱安裝

（1）爐柱在運輸過程中，為了不增加其彎曲變形，在爐柱下墊以道木，至少三處，并將其墊水平。

（2）爐柱就位時先逐個測量基礎(chǔ)小牛腿標(biāo)高，并做記錄，然后用墊板調(diào)整標(biāo)高，允許偏差為±1mm，并在墊板上面涂以黃干油，以利于爐柱滑動，且爐柱底部防升滑板確保100mm滑動距離。

（3）在立起爐柱之前，應(yīng)將蓄熱室保護板用鐵絲綁在爐柱上。爐柱吊裝時，也要注意其彎曲變形的增加。在立起爐柱之后調(diào)正中心，使?fàn)t柱中心與保護板、燃燒室中心吻合，允許偏差為±3mm。調(diào)正后穿上橫拉條和彈簧，加壓固定。在彈簧加壓前須將蓄熱室及斜道處保護板與爐柱連接鐵絲脫開。爐柱加壓后，拆下門形卡子及臨時拉條。

（4）爐柱調(diào)正后，再測一遍調(diào)整后爐柱的曲度，測定后的數(shù)據(jù)仔細(xì)記錄入表。

（5）爐柱安裝檢測項目有：五爐距、爐柱與保護板上下凸臺的貼靠情況、爐柱的彎曲度和傾斜度、爐柱的頂面標(biāo)高等。

4 烘爐過程中鐵件的熱態(tài)分析

烘爐期間護爐鐵件需要監(jiān)測的項目包括爐柱曲度的測量，通過“三線”法測定［3］。大、小彈簧負(fù)荷的測量，通過測量數(shù)據(jù)分析，調(diào)整大小彈簧的負(fù)荷。爐柱與保護板間隙的檢查，在9＃、10＃焦?fàn)t烘爐期間，實際調(diào)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)10＃焦?fàn)t五線小彈簧（斜道處）鋼柱與護板間的間隙偏大，并且有增大的趨勢，通過對數(shù)據(jù)的對比分析發(fā)現(xiàn)，最初的彈簧負(fù)荷選擇不合理，導(dǎo)致爐柱傳導(dǎo)的力沒有傳遞給爐體，從而在受力點處出現(xiàn)間隙，對爐柱曲度影響很大，經(jīng)過調(diào)整彈簧負(fù)荷處理后，爐柱曲度恢復(fù)到正常狀態(tài)，處理前后機側(cè)爐柱與小保護板間隙的數(shù)據(jù)對比如表2和表3。

表2 處理前：10號焦?fàn)t爐柱與小保護板間隙

通過對爐柱曲度的測量計算，曲度均恢復(fù)到正常范圍內(nèi)。

5 總結(jié)分析

（1）鐵件安裝過程要求嚴(yán)格，每個環(huán)節(jié)緊緊相扣，只有抓住每個環(huán)節(jié)的重點，才能保證質(zhì)量，完成安裝任務(wù)，最終建成一座優(yōu)質(zhì)焦?fàn)t。

（2）選擇彈簧的噸位一方面要有科學(xué)的根據(jù)以及設(shè)計單位的理論數(shù)據(jù)引導(dǎo)，另一方面，還要根據(jù)以往的實際經(jīng)驗，現(xiàn)場的實際情況來決定，不要一味的追求理論結(jié)果。

表3 處理后：10號焦?fàn)t爐柱與小保護板間隙

（3）鐵件安裝一方面要按照圖紙施工，另一方面，要不斷在生產(chǎn)中總結(jié)鐵件方面遇到的問題，避免下一次鐵件安裝相同問題的再次發(fā)生。

6 結(jié)束語

包鋼焦化廠9＃、10＃焦?fàn)t現(xiàn)已穩(wěn)定運行，并且均已達產(chǎn)。但是在生產(chǎn)過程中，爐框、護板冒煙的現(xiàn)象也有發(fā)生，這些問題的產(chǎn)生大部分是鐵件安裝的問題。雖然不會影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)，但為安全生產(chǎn)留下了隱患，因此在保證安全生產(chǎn)的同時，還要發(fā)現(xiàn)問題及時解決，做好生產(chǎn)后的消缺工作，進而保證焦?fàn)t穩(wěn)定運行。

［1］6m焦?fàn)t煉焦工藝設(shè)備安裝規(guī)程.鞍山焦耐院，2008.

［2］鄭文化，于振東，蔡承祐，等.焦?fàn)t砌筑安裝與開工.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004，102～120.

［3］潘立慧，魏松波.煉焦技術(shù)問答［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2007.203～215.