卡卢金顶燃式热风炉施工技术

1、卡卢金顶燃式热风炉施工技术【摘 要】热风炉是高炉炼铁的主要附属设备。卡卢金顶燃式 热风炉能使煤气空气混合更充分（燃烧更完全）、与传统热风炉相 比尺寸更小、风温更高、更稳，投资更低。本文以山西海威炼铁一 期炼铁工程热风炉为例，从炉壳焊接；工艺管道、设备与框架平台 穿插施工，施工工艺上论述热风炉安装。以其结构特点，说明卡卢 金顶燃式热风炉主要设备热风阀安装特殊性和重要性。【关键词】顶燃式热风炉；炉壳焊接；穿插施工；热风阀刖言热风炉是高炉炼铁的主要附属设备。卡卢金顶燃式热风炉预燃 室位于拱顶的上部，预燃室里的煤气和空气（喷射式涡流）充分混 合后在弧形拱顶燃烧；炉型简单，结构强度好；热风炉布置紧凑，

2、占地小，节约钢材。因此，卡卢金顶燃式热风炉能使煤气空气混合更充分（燃烧更 完全）、与传统热风炉相比尺寸更小、风温更高、更稳，投资更低， 为各钢铁厂所相继采用。本文以山西海威钢铁公司新区一期炼铁工程卡卢金顶燃式热风 炉为例，针对卡卢金顶燃式热风炉的结构特点，从炉壳焊接；工艺 管道、设备与框架平台穿插施工；热风阀安装三个重要工序的施工 方法，谈谈卡卢金顶燃式热风炉施工技术。工程实例背景山西海威钢铁公司新区一期炼铁工程1380m3高炉配置3座卡鲁金顶燃式热风炉，两用一备。卡卢金顶燃式热风炉特点整个热风炉系统平面布置紧凑，热风炉本体区域管道、阀门集 中于热风炉一侧的框架平台上，占地面积小，管道横向、竖

3、向布置 流畅、有序；换热器区域位于热风炉本体与助燃风机房、煤气外网 入口之间，采用箱式整体换热器，利用烟气余热对煤气、空气双预 热，提高燃烧效率，有利于能源二次利用；热风竖管布置在热风总 管与热风围管之间，解决了热风总管与热风围管不在同一高度，如 何过渡的问题，而且减少了盲端力以及对热风围管的推力。混风管道由冷风管道接至热风竖管，达到调节风温目的；煤气、 助燃空气进口、热风出口布置在拱顶下部，位于热风炉上部；冷风、 烟道布置在热风炉下部；另外还有废风、倒流休风管道。主要设备包括热风阀、煤气烧烧阀、空气燃烧阀、切断阀、调 节阀等、波纹补偿器、换热器、助燃风机。施工现场条件热风炉系统周边施工面狭窄

4、，主要构筑物（建筑物）有：高炉 上料皮带通廊、泵房、重力除尘以及bprt，给热风炉施工带来不便。 再者热风炉、工艺管道、阀门大都处于高温、高压条件下工作，对 焊接、安装质量要求较高，另外主要的阀门设备及工艺主管道在 22.7米和29.2米平台上下，因此，只有采用科学合理的施工工艺 流程及施工方法，才能达到降低成本、缩短工期、确保质量和安全 的目的。施工现场平面布置图如上图所示：重要工序的施工方法总体施工工艺流程热风炉炉壳焊接、安装一热风炉本体区域平台、管道、设备穿 插安装一热风竖管安装一热风总管（第二部分）安装一换热器区域 管道、设备安装一助燃风机安装一热风阀安装。吊装机械选用依据施工场地、热

5、风炉系统平面布置及结构件、单体设备重量 制约与影响，选择quy100履带作为吊装主机，quy50履带吊1台 25t液压吊1台作为辅吊，但要合理、有序安排施工工序（详见管 道、设备、框架平台穿插施工），否则吊装主机满足不了施工需要。重要工序的施工方法（1）热风炉炉壳及刚性炉底梁的焊接热风炉炉壳为变直径圆柱形容器，沿高度方向有平底及半球形 穹顶，不同直径外壳板通过圆锥形插入件结合，炉壳直径（内径） 7830mm、8270mm、9170mm、5760mm，炉顶高度 41.167m，钢材采用 q345c，板厚有 22、25、30、36mm 四种。热风炉炉壳为工厂制作，施工现场拼装、焊接，热风炉炉壳焊

6、接质量直接影响整个热风炉的寿命。由于壳体焊接工程量大，质量 要求高，且焊接作业为露天、高空作业，作业条件相对较差。因此， 焊接方法的选择直接影响焊缝质量。为提高焊接质量、加快施工速 度，本工程焊接选用以glhii、ghhii自动焊接方法为主,手工电弧焊或co2气体保护焊方法为辅的焊接方法。热风炉壳体立缝采用glhii气电立焊焊接方法。气电立焊是一 种全自动控制上升系统，配用专门的药芯焊丝，以co2气体保护进 行立向对接焊，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接头，电弧轴线方 向与焊缝熔深方向垂直，焊接时，在焊缝的正面采用水冷铜滑块， 焊缝的背面采用水冷档排（或衬垫），药芯焊丝送入焊件和档块形成 的凹槽

7、中，熔池四面受到约束，实现单面焊双面一次成形，焊接速 度快、质量好。炉壳横缝采用ghhii埋弧自动焊焊接方法。焊接顺序：先焊内侧焊缝，背面清根后，再焊外侧焊缝，2台焊 机悬挂于炉壳内侧，对称、反向同时施焊。当不适宜采用上述方法的横焊缝和立焊缝焊接时，例如在焊接 高度较低或较高的炉带、炉帽、倒椎体形式部位的炉皮时，采用手 工电弧焊或co2气体保护焊焊接方法。该热风炉为刚性炉底设计，炉底封板与钢梁焊接时钢梁上部受 热而下部没被加热，钢梁产生焊接应力，产生上翘。因此，要合理 调整安装顺序和焊接顺序。施焊原则：先径向后环向；由中心向四周，分段、反向、对称 施焊；先里后外。焊接顺序：安装炉底梁，由炉底中

8、心向外对称反向焊接，先焊 内圈梁，后焊外圈梁一安装锚固裙座下层环形板，先焊好环形板径 向连接焊缝，后焊接炉底梁下翼缘与环形板连接焊缝一安装第一带 炉壳，先焊接炉壳内侧与锚固裙座下层环形板连接焊缝，清根后， 然后焊外侧一安装炉底板一按编号对号入座，板块间隙均匀，由炉 底板中心沿径向，分段反方向对称施焊，然后焊接炉底板与第一带 炉壳间焊缝（沿炉壳内壁，设置150*5环形角钢，作衬垫）一最后 安装锚固裙座上层环形板。（2）管道、设备与框架平台穿插安装的施工方法施工场地紧凑狭窄，各介质管道、阀门支撑在三个在平台上， 施工顺序尤为重要，本工程采用钢结构结构施工与工艺管道、阀门 安装穿插进行的施工方法。热

9、风炉本体施工完毕后，管道、设备与框架平台穿插施工，分 四个施工阶段，第一阶段：烟道总管安装、烟道支管、冷风支管安 装一框架柱第一节安装一柱间支撑一6.200平台一钢梯第一节安 装一冷风总管、助燃空气总管安装-22.700平台安装一16t电葫 芦安装一各检修平台安装一热风总管（第一部分）、支管安装；第二阶段：框架柱第二节安装一29.200平台安装一钢梯第二节 安装一助燃空气支管、煤气支管安装一吊车梁安装一16t桥式吊车 安装一44.300屋面安装一各检修平台安装；第三阶段：热风竖管安装一混风管道安装一倒流休风管道安装 一热风总管（第二部分）安装；第四阶段：换热器安装一换热器支架、平台安装一煤气、

10、助燃 空气、烟气管道安装一助燃风机安装一助燃空气管道安装；本工程使用一台quy100履带吊作为吊装主机合理穿插施工，降 低了施工成本，避免了工艺管道和阀门待结构施工后安装的不便。（3）热风阀安装方法1）采用16t检修天车安装。2）热风阀特点热风阀qr746r （秦冶重工制造）由阀体、阀盖、阀板、传动装 置、阀杆等部件组成，该热风阀为异形水腔全焊接结构，冷却水强 制水冷，特别地阀门为单向密封，关闭时靠介质压力实现密封。这 就决定了热风阀安装方向的单一性，区别于某些两面密封热风阀安 装方向（某些两面密封热风阀，阀门左装、右装均可）。因此本工 程热风阀安装方向要以承压方向安装，（与介质流向相反）如图

11、所 示：卡卢金顶燃式热风炉的热风出口位于拱顶下部，位置较高，生 产时炉子纵向热膨胀比较大，（热风出口处炉壳直径最大，温度较 高，考虑炉壳径向热膨胀），因此热风阀安装有着区别与其他阀门 的特殊要求。3）热风阀安装方法定位热风出口中心线：热风总管施工完毕，标定热风总管中 心线标高，以热风总管中心线为基准，向下15mm为热风炉热风出 口中心线的标高。安装热风出口短节：按照标定的热风出口中心线在热风炉炉 壳上开孔，安装热风出口短节，安装时，要保证短节与热风炉中心 线垂直。安装波纹补偿器和弹簧支架、砌砖。安装热风阀水冷法兰、弹簧支架并砌砖。预压缩热风支管波纹补偿器：在波纹补偿器厂家指导下，对 热风支管波纹补偿器进行预压缩，压缩缓慢、均匀进行，不得对内 部耐火材料破坏，预压缩量不得大于20mm。连接阀体与热风出口侧水冷法兰：以热风出口中心线为基准 安装热风阀，安装过程中要确保密封垫和耐火材料不被破坏，阀门 安装好后，松开热风出口侧弹簧支架的锁紧螺母，间隙增大量W 30mm,热风阀处于关闭状态。热风炉烘炉：随着烘炉的进行，炉壳温度升高，热风出口逐 渐上涨，烘炉期间，要每天观察热风出口中心线与热风总管三岔口 中心线的高差，当热风出口中心线与热风总管三岔口中心线的