CN115305303A - 一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构，包括具有风险部位的壳体、罩设在壳体上并将风险部位和小孔罩住的罩体、设于罩体上的填充通道、填充于罩体内的填充体。还提供一种修复方法：靠近壳体风险部位开设小孔；然后再依次对风险部位和小孔进行密封修补；在壳体的风险部位处罩设罩体；在罩体上设置填充通道；通过填充通道向罩体内填充浇注料和灌浆料，最后封闭即可。本发明修复结构可以通过修复方法快速制造形成，可以在不停运的情况下进行修复；修复结构对风险部位进行有效密封和反向支撑，填充料能够吸收炸裂部位的部分应力；因此不仅可以对预炸裂的风险部位进行保护，降低炸裂风险，还可以对已炸裂的风险部位进行快速而有效的修复。

Description

一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构及修复方法

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，具体为一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构及修复方法。

背景技术

高炉炼铁所用炉体，特别是热风炉，在生产过程中，炉体、支管、总管等因温度的周期性变化热胀冷缩而发生少量的变形。热风炉的炉壳、热风支管的管壳均为碳钢材质。在热风支管与热风炉出口部位，支管与总管的衔接部位，应力变化大且较为集中，受力情况复杂，这些部位也是壳体炸裂或者焊缝开裂的重灾区。在热风炉的生产过程中，应力变化越大裂纹越长，所有裂纹均为贯穿性，影响热风炉钢壳的使用寿命，当应力过大超出壳体的承受能力时，将导致钢壳出现炸裂跑风，影响热风炉的正常送风和生产安全。

现有修复方式中，一般需要停运后再直接对炸裂部位进行多次的反复焊接，但会使碳钢壳体的韧性变差。还有就是在炸裂部位上直接覆盖焊接盖板，但也难以达到理想的效果，没过多久还会再次出现炸裂。

发明内容

一、解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构及修复方法，解决了炉体钢壳变形预炸裂部位缺乏保护或已炸裂部位修复效果差的问题。

二、技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构，其关键在于，包括：

具有风险部位的壳体，靠近风险部位开有与壳体内部相通的小孔；

罩体，罩设在所述壳体上并将所述风险部位和小孔罩住；

填充通道，设于罩体上并将罩体的内部空间对外连通；

填充体，填充于所述罩体内，用于将罩体内的空气挤出并反向支撑所述风险部位，当填充体填充完成后，所述填充通道封闭。

可选的，所述填充通道上设有控制填充通道开闭的开闭装置。

还提供一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其关键在于，按以下方式进行：

S1、靠近壳体的风险部位开设释放壳体内部集中应力的小孔；然后再依次对风险部位和小孔进行密封修补；

S2、风险部位和小孔密封修补完成后，在壳体的风险部位处罩设罩体，并将所述风险部位和小孔均罩设在所述罩体的内部空间内；

S3、在所述罩体上开设与所述罩体内部空间相通的填充通道，在所述填充通道上安装有控制填充通道开闭的开闭装置；

S4、打开所述开闭装置，先通过填充通道向罩体内填充浇注料，将罩体内的大部分空气挤出并给所述风险部位提供反向支撑力，再向靠近罩体内填充灌浆料，将罩体内剩余区域和浇注料的间隙进行填充并排出空气，浇注料和灌浆料在罩体内凝固形成填充体；

S5、通过填充通道将浇注料水分和灌浆料气体排出，至浇注料和灌浆料完全凝固，关闭开闭装置。

可选的，所述壳体的风险部位包括壳体上预开裂的应力变形部位或壳体上已开裂的裂缝。

可选的，所述小孔开靠近预开裂的应力变形部位设置；

或所述小孔开设在已开裂的裂缝的端部。

可选的，所述罩体由半球形的钢板围成并具有半球形内部空间；

或所述罩体由多块钢板焊接合围而成并具有立方体形的内部空间。

可选的，所述罩体的最大高度为300～400mm；

和/或所述钢板的厚度为12～20mm。

可选的，所述小孔的孔径为5～6mm。

可选的，所述罩体预制而成或现场焊接而成。

可选的，所述浇注料采用1200℃下的高温抗折强度≥7MPa的浇注料，

和/或所述灌浆料采用1200℃下高温抗折强度≥0.5MPa的灌浆料。

三、有益效果

本发明提供的一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构及修复方法，修复结构可以通过修复方法快速制造形成，其中的小孔能够释放风险部位的集中应力，使风险部位的集中应力得到缓解，可以实现在不停运的情况下进行修复；另外罩体将风险部位和小孔罩住并配合罩体内填充的填充体，对风险部位进行有效密封，同时对风险部位进行反向支撑，而且填充体具有一定韧性，还能够吸收炸裂部位的部分应力；因此本发明修复结构可以对预炸裂的风险部位进行保护，降低炸裂风险，还可以对已炸裂的风险部位进行快速而有效的修复。

附图说明

图1为本发明实施例2修复结构的结构示意图；

图2为图1中填充体填充前的A-A剖视图；

图3为本发明实施例3修复结构的结构示意图；

图4为图3中填充体填充前的B-B剖视图；

图5为本发明实施例4修复结构的结构示意图；

图6为图5中填充体填充前的C-C剖视图；

图7为本发明实施例4修复结构的现场图像(其中a为现场焊接罩体的过程图，b为罩体焊接完成后成品图)；

其中1-壳体；1a-风险部位；2-小孔；3-罩体；4-填充通道；5-开闭装置；6-填充体；7-热风管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1本实施例以热风炉炉体出现炸裂时的修复方法进行说明

热风炉炉体风险部位情况：已出现裂缝15～20mm。

修复方法：

S1、靠近壳体1的风险部位1a开设释放壳体1内部集中应力的小孔2，小孔2孔径为5～6mm，对于已开裂的裂缝则可在裂缝的延伸端开设小孔2，防止裂缝继续开裂；然后依次对裂缝和小孔2进行焊接密封；

S2、根据裂缝大小预制罩体或现场焊接组装罩体3，然后在壳体1的风险部位1a处固定焊接罩体3，并将所述风险部位1a和小孔2均罩设在所述罩体3的内部空间内。

基于实际生产情况，可选择半球形的钢板围成的半球形空腔的罩体3，也可选择由多块钢板焊接合围而成的立方体形的空腔的罩体3。基于成本和强度的综合考虑，视应力情况，钢板的厚度选择12～20mm。另外，考虑到罩体3内部空间过大会导致罩体3内耐材导热不良引起包覆部位温度过高，影响散热，因此所述罩体3的最大高度为300～400mm。

S3、在所述罩体3上开设与所述罩体3内部空间相通的填充通道4，在所述填充通道4上安装有控制填充通道4开闭的开闭装置5；

S4、打开所述开闭装置5，先通过填充通道4向罩体3内填充1200℃下的高温抗折强度≥7MPa的刚玉质浇注料，将罩体3内的大部分空气挤出并给所述风险部位1a提供反向支撑力，再向靠近罩体3内填充灌浆料，灌浆料采用1200℃下的高温抗折强度≥7MPa的高铝质无水压入料，灌浆料将罩体3内剩余区域和浇注料的间隙进行填充并排出空气，浇注料和灌浆料在罩体3内凝固形成填充体6；

S5、通过填充通道4将浇注料水分和灌浆料气体排出，至浇注料和灌浆料完全凝固，关闭开闭装置5。

实施例2基于实施例1的修复方法可得到的本实施例修复结构

请参阅附图1和2所示：本发明提供一种用于炉体钢壳风险部位1a的修复结构，包括具有风险部位1a的壳体1、罩体3、填充通道4、填充体6。靠近所述壳体1的风险部位1a开有与壳体1内部相通的小孔2；所述罩体3罩设在所述壳体1上并将所述风险部位1a和小孔2罩住；该罩体3由多块钢板焊接合围而成并具有立方体形的内部空间。

请参阅附图1和2所示：所述填充通道4设于罩体3上并将罩体3的内部空间对外连通；所述填充体6填充于所述罩体3内，用于将罩体3内的空气挤出并反向支撑所述风险部位1a，所述填充通道4上设有控制填充通道4开闭的开闭装置5。当填充体6填充完成后，所述开闭装置5关闭将填充通道4封闭。

本示例性实施例适用于壳体1上预开裂的应力变形部位或壳体1上已开裂的裂缝。对于预开裂的应力变形部位，小孔2则靠近风险部位1a设置即可；对于已开裂的裂缝，如图2所示，小孔2设置在裂缝的端部即可，以防裂缝继续开裂。

实施例3：基于实施例1的方法可得到的另一修复结构，请参阅附图3和4所示，该修复结构仅区别于实施例2中罩体3的结构：所述罩体3由半球形钢板围成并具有半球形的内部空间。

同样的，本示例性实施例适用于壳体1上预开裂的应力变形部位或壳体1上已开裂的裂缝。对于预开裂的应力变形部位，小孔2则靠近风险部位1a设置即可；对于已开裂的裂缝，如图4所示，小孔2设置在裂缝的端部即可，以防裂缝继续开裂。

实施例4：在热风管7连接部位附近出现风险部位1a时，请参阅附图5和6所示，区别于实施例2的修复结构，可利用热风管7管壁合围形成罩体3。

本示例性实施例适用于壳体1上预开裂的应力变形部位或壳体1上已开裂的裂缝。对于预开裂的应力变形部位，小孔2则靠近风险部位1a设置即可；对于已开裂的裂缝，如图6所示，小孔2设置在裂缝的端部即可，以防裂缝继续开裂。

修复结构的现场焊接图像如图7所示，并经过实践检验，其效果可以保持使用至少1年以上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构，其特征在于，包括：

具有风险部位的壳体，靠近风险部位开有与壳体内部相通的小孔；

罩体，罩设在所述壳体上并将所述风险部位和小孔罩住；

填充通道，设于罩体上并将罩体的内部空间对外连通；

填充体，填充于所述罩体内，用于将罩体内的空气挤出并反向支撑所述风险部位，当填充体填充完成后，所述填充通道封闭。

2.根据权利要求1所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复结构，其特征在于：所述填充通道上设有控制填充通道开闭的开闭装置。

3.一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于，按以下方式进行：

S1、靠近壳体的风险部位开设释放壳体内部集中应力的小孔；然后再依次对风险部位和小孔进行密封修补；

S2、风险部位和小孔密封修补完成后，在壳体的风险部位处罩设罩体，并将所述风险部位和小孔均罩设在所述罩体的内部空间内；

S3、在所述罩体上开设与所述罩体内部空间相通的填充通道，在所述填充通道上安装有控制填充通道开闭的开闭装置；

S4、打开所述开闭装置，先通过填充通道向罩体内填充浇注料，将罩体内的大部分空气挤出并给所述风险部位提供反向支撑力，再向靠近罩体内填充灌浆料，将罩体内剩余区域和浇注料的间隙进行填充并排出空气；

S5、通过填充通道将浇注料水分和灌浆料气体排出，至浇注料和灌浆料完全凝固，关闭开闭装置。

4.根据权利要求3所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：所述壳体的风险部位包括壳体上预开裂的应力变形部位或壳体上已开裂的裂缝。

5.根据权利要求4所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：

所述小孔开靠近预开裂的应力变形部位设置；

或所述小孔开设在已开裂的裂缝的端部。

6.根据权利要求3或4或5所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：

所述罩体由半球形的钢板围成并具有半球形内部空间；

或所述罩体由多块钢板焊接合围而成并具有立方体形的内部空间。

7.根据权利要求6所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：

所述罩体的最大高度为300～400mm；

和/或所述钢板的厚度为12～20mm。

8.根据权利要求7所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：所述小孔的孔径为5～6mm。

9.根据权利要求8所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：所述罩体预制而成或现场焊接而成。

10.根据权利要求9所述的一种用于炉体钢壳风险部位的修复方法，其特征在于：

所述浇注料采用1200℃下的高温抗折强度≥7MPa的浇注料，

和/或所述灌浆料采用1200℃下高温抗折强度≥0.5MPa的灌浆料。

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