CN115106996A - 高炉热风围管开孔用划线装置及开孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明高炉热风围管开孔用划线装置及开孔方法，属于炼铁机械设备安装领域，目的是提高热风围管开孔的安全性。步骤一、制作划线装置；步骤二、上膨胀节安装完成后，在热风围管内对应位置进行第一次开孔；步骤三、将划线底座与上膨胀节的上法兰面组装在一起，并使芯杆的顶端穿过热风围管上的开孔伸入热风围管内，然后，将划线转动架在热风围管内与芯杆组装在一起；步骤四、转动划线转动架，在热风围管内壁画出切割线；步骤五、拆除划线装置；步骤六沿着切割线切割进行二次开孔。开孔及划线在热风围管内进行，操作者在已安装牢固的热风围管内部进行作业，切割尾焰和切屑均向下方，有效保证了操作者的安全，且能较大幅度提升第二次开孔的精确度。
Description
技术领域
本发明属于炼铁机械设备安装领域，具体的是高炉热风围管开孔用划线装置及开孔方法。
背景技术
大型高炉炼铁系统中，高炉炉内冶炼所需的热风经过热风主管、热风围管1和送风支管进入高炉，如图1所示，送风支管包括变径短管2、上膨胀节3、下膨胀节4、弯头5和直吹管6，一座高炉通常具有16-40个送风支管。在安装送风支管时，需要在安装现场对热风围管的下部进行火焰切割开孔，开孔的精度将影响送风支管设备的安装精度及高炉开炉后的冶炼强度。常用开孔划线方法有测量法、样板法，这些方法中关键的步骤均在热风围管与送风支管设备中的变径短管的相贯线划线，划线的方式和划线的位置将影响作业精度和作业效率，并将影响操作工人的安全性及舒适性。现有技术中，通常采用在热风围管外壁进行定位、划线和开孔的方式安装送风支管设备中的变径短管，如申请号为CN202110922690,名称为一种高炉送风装置安装及热风围管开孔的施工方法的发明专利申请；申请号为CN201811406644.5，名称为一种高炉的送风支管安装方法的发明专利申请；申请号为CN201410632595.2，名称为高炉送风设备组合安装方法的发明专利申请；申请号为CN201310345787.0，名称为高炉送风装置在热风围管上开孔的方法的发明专利申请。但是，由于在热风围管外壁开孔，开孔操作时需操作者仰面向上切割，易被切屑烫伤，且开孔精度不易保证。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前热风围管外壁上切割开孔安全风险高的问题，提供一种高炉热风围管开孔用划线装置和高炉热风围管开孔方法，提高热风围管开孔的安全性以及易操作性。
本发明采用的技术方案是：高炉热风围管开孔用划线装置，包括划线底座、划线转动架和划线笔；
所述划线底座的底面呈与上膨胀节的法兰面适配的平面；在划线底座的底面设置有与上膨胀节的法兰面可拆卸连接的连接结构；
在划线底座上安装有垂直于划线底座的底面的芯杆；所述划线转动架的内端绕芯杆轴向活动连接于芯杆的顶部，外端沿着芯杆径向向外延伸；所述划线笔安装于划线转动架的外端，且划线笔的笔头朝向划线底座所在侧；
所述划线笔所在的直线与芯杆轴线所在的直线的相对位置关系、变径短管轴线与变径短管旋转面的母线的相对位置关系，二者保持一致。
进一步的、所述划线笔与划线底座沿着划线笔轴向可伸缩连接。
进一步的、所述划线转动架的外端设置有沿其纵向贯通的安装孔，所述划线笔插接于安装孔内。
进一步的、所述划线转动架包括架体和固定于架体外端的外钢管，所述外钢管的通孔为所述安装孔。
进一步的、所述连接结构为设置于划线底座的底面的两个插销，两个插销的间距与上膨胀节的法兰面上的螺栓孔中心圆直径相等，且插销与螺栓孔相适配。
高炉热风围管开孔方法，
步骤一、制作如权利要求1-5任意一项所述的划线装置；
步骤二、上膨胀节安装完成后，在热风围管内对应位置进行第一次开孔，开孔尺寸为变径短管直径的50％；
步骤三、将划线装置的划线底座与上膨胀节的上法兰面组装在一起，并使芯杆的顶端穿过热风围管上的开孔伸入热风围管内，然后，将划线转动架在热风围管内与芯杆组装在一起；
步骤四、转动划线转动架，使划线笔始终接触热风围管内壁，在热风围管内壁画出切割线；
步骤五、拆除划线装置；
步骤六、在热风围管内沿着切割线切割进行二次开孔。
进一步的，步骤二中，先用防火布覆盖上膨胀节的顶面后再进行第一次开孔；第一次开孔结束且划线装置安装前，拆除防火布；划线装置拆除后，且二次开孔前，将上膨胀节的顶面用防火布覆盖。
本发明的有益效果是：本发明公开的高炉热风围管开孔用划线装置，结构简单。公开的高炉热风围管开孔方法，通过第一次开孔，为划线装置的安装创造条件，使得划线装置的划线笔能伸入到热风围管内部进行划线，在热风围管内部划线，划线准确度高，为在热风围管内部进行切割提供条件，而在内部进行切割，能较大幅度提升第二次开孔的精确度，利于提高安装质量和作业效率。
第一次开孔在热风围管内进行，第二次开孔也在热风围管内进行，操作者在已安装牢固的热风围管内部进行作业，切割尾焰和切屑均向下方，有效保证了操作者的安全。
附图说明
图1为热风围管与送风支管安装主视图；
图2为直管-直管贯通用划线装置主视图；
图3为锥管-直管贯通用划线装置主视图；
图4为利用划线装置在热风围管内划线主视图；
图5为利用划线装置在热风围管内划线结构示意图。
图中，热风围管1、变径短管2、上膨胀节3、下膨胀节4、弯头5、直吹管6、风口法兰及大中小套划线座7、高炉炉壳8、划线装置9、划线底座91、划线转动架92、架体92A、外钢管92B、划线笔93、芯杆94、插销95、第一次开孔12、切割线13。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：
高炉热风围管开孔用划线装置，如图2或图3所示，包括划线底座91、划线转动架92和划线笔93；所述划线底座91的底面呈与上膨胀节3的法兰面适配的平面，保证划线底座91与上膨胀节3的法兰面足够大的接触面积，利于保证划线装置的安装精度及安装稳定可靠性。在划线底座91的底面设置有与上膨胀节3的法兰面可拆卸连接的连接结构，连接结构用于使划线底座91与上膨胀节3组装在一起。
在划线底座91上安装有垂直于划线底座91的底面的芯杆94；所述划线转动架92的内端绕芯杆94轴向活动连接于芯杆94的顶部，外端沿着芯杆94径向向外延伸。芯杆94的设置，用于安装划线转动架92的同时，还使得划线转动架92与划线底座91之间存在一定的间距，该间距需要根据热风围管1和变径短管2的尺寸大小来确定，例如：当需要保证，当划线底座91安装到上膨胀节3的法兰面后，芯杆94能将划线转动架92顶升到热风围管1内。所述划线笔93安装于划线转动架92的外端，且划线笔93的笔头朝向划线底座91所在侧，使得划线笔93能在热风围管1内壁划线。而要满足划线笔93画出的相贯线正好符合热风围管1与变径短管2安装时的相贯线，所述划线笔93所在的直线与芯杆94轴线所在的直线的相对位置关系、变径短管2轴线与变径短管2旋转面的母线的相对位置关系，二者保持一致，换而言之，若变径短管2为直管，其与热风围管1之间为直管-直管贯通，那么划线笔93所在的直线平行于芯杆94的轴线，划线笔93环绕芯杆94的轴线一周形成的圆筒刚好可容变径短管2插入；若变径短管2为锥管，其与热风围管1之间为锥管-直管贯通，那么划线笔93由其笔尾至笔尖方向向芯杆94侧倾斜设置，划线笔93绕变径短管2旋转形成的旋转面与变径短管2的锥面相似。
为了在管道弧形面上顺利画出相贯线，所述划线笔93与划线底座91沿着划线笔93轴向可伸缩连接。
划线笔93自身可以为可伸缩结构，本发明中，所述划线转动架92的外端设置有沿其纵向贯通的安装孔，所述划线笔93插接于安装孔内。
安装孔可以通过加工而成，本发明中，所述划线转动架92包括架体92A和固定于架体92A外端的外钢管92B，所述外钢管92B的通孔为所述安装孔。采用钢管自身的通孔作为安装孔，节约了孔加工工序。
为了利于与上膨胀节3安装定位，所述连接结构为设置于划线底座91的底面的两个插销95，两个插销95的间距与上膨胀节3的法兰面上的螺栓孔中心圆直径相等，且插销95与螺栓孔相适配。
高炉热风围管开孔方法：
步骤一、制作上述划线装置9；
步骤二、上膨胀节3安装完成后，在热风围管1内对应位置进行第一次开孔12，开孔尺寸为变径短管2直径的50％。第一次开孔12的目的是为了安装划线装置9，使得划线笔93能从热风围管1外伸入到热风围管1内，在热风围管1的内壁进行划线。
步骤三、如图4或图5所示，将划线装置9的划线底座91与上膨胀节3的上法兰面组装在一起，并使芯杆94的顶端穿过热风围管1上的开孔伸入热风围管1内，然后，将划线转动架92在热风围管1内与芯杆94组装在一起。该步骤中，划线底座91与上膨胀节3的上法兰面组装在一起后，芯杆94轴线所在的直线通过上膨胀节3的上法兰面的中心，如此，使得芯杆94轴线与变径短管2安装后轴线所在的位置重合。芯杆94为圆杆时，芯杆94的轴线通过其圆形截面的圆心；芯杆94为方形杆时，芯杆94的轴线通过其横截面的几何中心。本发明中，芯杆94通常采用圆杆。
步骤四、转动划线转动架92，使划线笔93始终接触热风围管1内壁，在热风围管1内壁画出切割线13；
步骤五、拆除划线装置9；
步骤六、在热风围管1内沿着切割线13切割进行二次开孔。二次开孔形成的孔则用于变径短管2插入，通过焊接将变径短管与热风围管1进行连接。
本发明，第一次开孔12在热风围管1内进行，第二次开孔也在热风围管1内进行，操作者在已安装牢固的热风围管1内部进行作业，切割尾焰和切屑均向下方，有效保证了操作者的安全。
而第一次开孔12为划线装置9的安装创造条件，使得划线装置9的划线笔93能伸入到热风围管1内部进行划线，在热风围管1内部划线，划线准确度高，为在热风围管1内部进行切割提供条件，而在内部进行切割，能较大幅度提升第二次开孔的精确度，利于提高安装质量和作业效率。
为了避免切割尾焰和切屑损伤下方的上膨胀节3，优选的，步骤二中，先用防火布覆盖上膨胀节3的顶面后再进行第一次开孔；第一次开孔结束且划线装置9安装前，拆除防火布；划线装置9拆除后，且二次开孔前，将上膨胀节3的顶面用防火布覆盖。
Claims (7)
1.高炉热风围管开孔用划线装置，其特征在于：包括划线底座(91)、划线转动架(92)和划线笔(93)；
所述划线底座(91)的底面呈与上膨胀节(3)的法兰面适配的平面；在划线底座(91)的底面设置有与上膨胀节(3)的法兰面可拆卸连接的连接结构；
在划线底座(91)上安装有垂直于划线底座(91)的底面的芯杆(94)；所述划线转动架(92)的内端绕芯杆(94)轴向活动连接于芯杆(94)的顶部，外端沿着芯杆(94)径向向外延伸；所述划线笔(93)安装于划线转动架(92)的外端，且划线笔(93)的笔头朝向划线底座(91)所在侧；
所述划线笔(93)所在的直线与芯杆(94)轴线所在的直线的相对位置关系、变径短管(2)轴线与变径短管(2)旋转面的母线的相对位置关系，二者保持一致。
2.如权利要求1所述的高炉热风围管开孔用划线装置，其特征在于：所述划线笔(93)与划线底座(91)沿着划线笔(93)轴向可伸缩连接。
3.如权利要求1或2所述的高炉热风围管开孔用划线装置，其特征在于：所述划线转动架(92)的外端设置有沿其纵向贯通的安装孔，所述划线笔(93)插接于安装孔内。
4.如权利要求3所述的高炉热风围管开孔用划线装置，其特征在于：所述划线转动架(92)包括架体(92A)和固定于架体(92A)外端的外钢管(92B)，所述外钢管(92B)的通孔为所述安装孔。
5.如权利要求1或2所述的高炉热风围管开孔用划线装置，其特征在于：所述连接结构为设置于划线底座(91)的底面的两个插销(95)，两个插销(95)的间距与上膨胀节(3)的法兰面上的螺栓孔中心圆直径相等，且插销(95)与螺栓孔相适配。
6.高炉热风围管开孔方法，其特征在于：
步骤一、制作如权利要求1-5任意一项所述的高炉热风围管开孔用划线装置(9)；
步骤二、上膨胀节(3)安装完成后，在热风围管(1)内对应位置进行第一次开孔(12)，开孔尺寸为变径短管(2)直径的50％；
步骤三、将划线装置(9)的划线底座(91)与上膨胀节(3)的上法兰面组装在一起，并使芯杆(94)的顶端穿过热风围管(1)上的开孔伸入热风围管(1)内，然后，将划线转动架(92)在热风围管(1)内与芯杆(94)组装在一起；
步骤四、转动划线转动架(92)，使划线笔(93)始终接触热风围管(1)内壁，在热风围管(1)内壁画出切割线(13)；
步骤五、拆除划线装置(9)；
步骤六、在热风围管(1)内沿着切割线(13)切割进行二次开孔。
7.如权利要求6所述的高炉热风围管开孔方法，其特征在于：步骤二中，先用防火布覆盖上膨胀节(3)的顶面后再进行第一次开孔；第一次开孔结束且划线装置(9)安装前，拆除防火布；划线装置(9)拆除后，且二次开孔前，将上膨胀节(3)的顶面用防火布覆盖。
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