一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法技术

本发明专利技术属于高炉炉体冷却设备的维护领域，涉及一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法，尤其适用于冷却壁破损、停水的处理和修复的方法；该方法有效地利用冷却壁原有的母材，重新在冷却壁上加工出沟槽，避让开原有冷却水管，重新铺设新的冷却水管后通过水冷却，恢复冷却壁性能。本发明专利技术具有经济、快捷、有效、适用等特点。

A repair method of cast iron cooling stave in blast furnace

【技术实现步骤摘要】
一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法
本专利技术属于高炉炉体冷却设备的维护领域，涉及一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法，尤其适用于冷却壁破损、停水的处理和修复的方法。
技术介绍
高炉冷却壁在冶金企业中应用广泛，大多以铸铁、铸钢、铸铜、焊接等工艺方法制作，在内部埋有冷却水管或铸造冷却水道，经强制通水，以对高炉炉体进行冷却的一种设备，在冶金行业中用途极为广泛。其中铸铁式冷却壁应用较多，（铸铁材质制作难度较小，同时有较好的导热、换热能力，制作成本也较低）。高炉冷却壁由于长期处于温度较高的炉内，同时由于冷却水的水质影响、冷却水管内部结垢，或由于系统突然断水，冷却壁内埋设的冷却水管会出现堵塞、泄漏等故障，当出现堵塞时该冷却壁即失去冷却作用；当出现泄漏时会使冷却水进入炉内，对高炉安全、生产带来极大危害，必须及时将冷却水从外部切断，使该冷却壁不再有冷却炉壳作用。冷却壁本体及勾头冷却水管处于埋铸在本体铸铁件当中，冷却水管一旦泄漏将无法处理及使用，只能用少量的工业水与氮气混合养护，达不到冷却目的，处于报废状态。国内的大部分高炉目前只片面的追求产量，对高炉的长寿则不太重视，一味的发展边缘气流，造成高炉冷却壁大量的破损。目前国内对破损冷却壁只能先采取被动养护的方法，到高炉中休时再进行整体更换。但这种方法工作量大，人力投入多，设备采购费用高，造成吨铁成本大幅度提高。也可采用“穿管”技术进行修补，但操作难度较大，若冷却壁内水管已发生堵塞的情况下，将无法实施修复。因此，如何利用现有的破损冷却壁，在不增加硬件投入的条件下，不仅能起到冷却的作用,还能强化冶炼、降低焦比，延长高炉寿命。现有技术特征及效果：针对高炉冷却壁堵塞、泄漏，现有技术方法及缺点主要有：1.对冷却壁、冷却水路定期酸洗、除垢，提高换热效能。缺点：酸洗多次后换热效能逐步下降，酸洗溶液调配不当，会加剧冷却管道的腐蚀；2.对已堵塞或已泄漏的冷却壁进行更换。缺点：针对处于不同部位损坏的冷却壁拆除难度过大，难以局部更换，如整圈冷却壁更换，费用较高而且检修量较大；3.外部通冷却水、氮气、压缩空气强制冷却。缺点：增加能源消耗，不能有效确保冷却壁作用。因此，针对此类冷却壁损坏，更为简易的处理方法仍是空缺，暂时没有可靠、可行、简便的技术方法。
技术实现思路
需要解决的技术问题：由于该球磨铸铁材质的冷却壁，勾头部位的横向冷却水管和纵向冷却水管均存在烧损现象，无法进行通水冷却，内部出现破损、管道出现堵塞、泄漏，无法对损坏管道更换。而且破损冷却壁并不在相邻位置，如更换个别冷却壁，难以局部更换。如果整体更换检修工作量极大，而且还需对其它完好冷却壁拆除，对生产及维修费用均带来较大损失。需要解决的技术问题是如何用最小工作量和最少材料消耗，对破损冷却壁修复。其中关键问题是如何在经过数年冶炼冲刷的球磨铸铁材质的冷却壁上进行刨槽、加工。冷却壁材质性能：球磨铸铁，牌号：QT400-20，力学性能：σb=400N/m2，硬度HB160-210，主要金相组织是铁素体，有较高的强度和耐磨性。本专利技术有效地利用冷却壁原有的母材，重新在冷却壁上加工出沟槽，避让开原有冷却水管，重新铺设新的冷却水管后通过水冷却，恢复冷却壁性能。经分析及实践，以下几种在冷却壁上加工沟槽的方法均难以实施：1)手工电弧焊切割：利用500Ａ以上交流焊机及大电流操作，利用电弧的热量加热并熔化金属。2)火焰氧割：使用大号氧气、乙炔割炬，利用混合燃烧的热量熔化金属。3)焦炭及氧气助燃：使用焦炭、吹氧管直吹纯氧，利用混合燃烧的热量熔化金属。4)等离子切割：依靠等离子割炬，产生等离子弧，并通往等离子气（氮、氩、氢以及混合气），变成极高温度的高速等离子焰流，使金属材料局部熔化而形成割缝，适用于不锈钢、铜、铝及其合金，以及其它特殊合金和非金属材料。以上第1-3种方法，产生熔化温度和吹扫金属沟槽的作用均无法使球磨铸铁材质顺利被加工出沟槽；第4种方法由于操作空间、位置限制，以及冷却壁厚无法使用等离子割炬，也无法实施作业。其余使用手持式砂轮机、磨光机的手工加工方式均由于该球磨铸铁经长期高温工况，表面硬度较高，也无法实施。本专利技术选用碳弧气刨，对该冷却壁进行加工：利用碳棒与金属之间产生的电弧热量来熔化金属，并借助于气刨枪，在碳棒周围射出压缩空气，将液体金属吹走，在金属表面形成一条沟槽，再进行铺设冷却管路。碳弧气刨特点：（1）灵活性高、可达性高，可进行全位置操作，在狭窄工位或可达性差的部位，仍可使用；（2）清除焊缝的缺陷时，在电弧下可清楚地观察到缺陷的形状和深度；（3）噪声小，效率高；（4）与等离子弧气刨相比，设备简单，压缩空气容易获得且成本低；（5）由于碳弧气刨是利用高温而不是利用氧化作用刨削金属的，因而不仅适用黑色金属，还适用于不锈钢、铝、铜等有色金属及其合金。本专利技术中使用的碳弧气刨器具型号选型:1)碳弧气刨炬型号：JG86－1型气刨炬。2)碳弧气刨碳棒型号:圆形6#碳弧气刨碳棒。3)专用直流焊机型号：碳弧气刨手工弧焊机ZX7-630.控制方式手动，作用原理逆变，输入电压380V（+20%～-30%）50～60Hz，额定输入电流50A，额定输入功率33KW，空载电压83V，电流调整范围50～630A，适用碳棒规格Φ5～Φ14。4)压缩空气气源标准:压力保持0.5-0.7MPa，管径ϕ=25-32mm。碳弧气刨操作要点：1)碳棒必须保持干燥，受潮须经烘干方能使用。2)用于直流电源时碳棒接电源正极，工作接负极。3)压缩空气压力保持0.5-0.7MPa。4)碳棒与工件之间的弧距约3mm，碳棒露出夹具约为100mm。5)碳棒与工件成45°夹角，并沿切线（或直线）方向刨削。6)碳棒使用时必须通风良好，按工作电流操作。本专利技术的目的是这样实现的：一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法，该方法中涉及装置高炉球磨铸铁冷却壁由，冷却壁本体、勾头部分、勾头冷却水管、其冷却水管、冷却壁安装孔组成，所述冷却壁修复的方法具体操作按下列步骤进行：a）在冷却壁烧损部位确定勾头冷却水管进口和出口的位置，在进口与出口连线上确认新管线路，根据勾头冷却水管尺寸和冷却壁烧损部位将需铺设冷却管路的水平位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm横槽的位置和尺寸，再延冷却壁厚度方向将需铺设冷却管路的厚度位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm的导通槽的位置和尺寸；b）通过碳弧气刨先刨削出横槽，再沿出水管头纵向刨出导通槽；c）进水管用氧烧扩孔，出水管在上下两冷却壁间隙处氧烧出ϕ=60mm的孔洞；d）用1整根ϕ=25*4mm的冷拔不锈钢无缝管制作符合深挖槽的U型管置入槽内，进出水管头从原勾头冷却水管进口由炉内向外伸出，在炉外与工业水水管接通；e）接通后通入工业水进行保压实验，水压≥0.8MPa，并用0.75kg手锤敲击，保压15min，压力降不大于3％，且水管与焊接处无漏水、渗水及冒汗现象为合格；f本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法，其特征是：该方法中涉及装置高炉球磨铸铁冷却壁由，冷却壁本体（1）、勾头部分（2）、勾头冷却水管（3）、其冷却水管（4）、冷却壁安装孔（7）组成，所述冷却壁修复的方法具体操作按下列步骤进行：/na) 在冷却壁烧损部位（8）确定勾头冷却水管（3）进口（5）和出口（6）的位置，在进口（5）与出口（6）连线上确认新管线路，根据勾头冷却水管（3）尺寸和冷却壁烧损部位（8）将需铺设冷却管路的水平位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm横槽（9）的位置和尺寸，再延冷却壁厚度方向将需铺设冷却管路的厚度位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm的导通槽（10）的位置和尺寸；/nb) 通过碳弧气刨先刨削出横槽（9），再沿出水管头纵向刨出导通槽（10）；/nc) 进水管用氧烧扩孔，出水管在上下两冷却壁间隙处氧烧出

【技术特征摘要】
1.一种高炉球磨铸铁冷却壁修复的方法，其特征是：该方法中涉及装置高炉球磨铸铁冷却壁由，冷却壁本体（1）、勾头部分（2）、勾头冷却水管（3）、其冷却水管（4）、冷却壁安装孔（7）组成，所述冷却壁修复的方法具体操作按下列步骤进行：
a)在冷却壁烧损部位（8）确定勾头冷却水管（3）进口（5）和出口（6）的位置，在进口（5）与出口（6）连线上确认新管线路，根据勾头冷却水管（3）尺寸和冷却壁烧损部位（8）将需铺设冷却管路的水平位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm横槽（9）的位置和尺寸，再延冷却壁厚度方向将需铺设冷却管路的厚度位置划线，明确一道宽50mm、深70mm、长370mm的导通槽（10）的位置和尺寸；
b)通过碳弧气刨先刨削出横槽（9），再沿出水管头纵向刨出导通槽（10）；
c)进水管用氧烧扩孔，出水管在上下两冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗乐，赵增强，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65