CN115319417A

CN115319417A - 一种转炉水冷烟道制造工艺

Info

Publication number: CN115319417A
Application number: CN202211001762.4A
Authority: CN
Inventors: 吴朝卫; 潘兆兵; 刘仁甫
Original assignee: Oschatz Energy & Environment Nanjing Co ltd
Current assignee: Oschatz Energy & Environment Nanjing Co ltd
Priority date: 2022-08-20
Filing date: 2022-08-20
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本发明公开了一种转炉水冷烟道制造工艺，具体步骤如下：裙罩制作、分叉管制作、溜槽水套制作、烟罩Y型三通制作组装、集箱法兰面制作、钢结构支撑架，本发明适用于烟道制造，通过对裙罩制作、分叉管制作、溜槽水套制作、烟罩Y型三通制作组装、集箱法兰面制作、钢结构支撑架制作中的各个步骤进行严格的控制，满足了烟道的制造要求，保证了产品质量，缩短了产品的制造周期，为锅炉的正常运行提供充足的保证，本发明通过在各个部件的制作环节中，每个部件均进行多次PT探伤，保证了各个部件的成型质量，从而极大地提升了烟道成型后的整体质量。

Description

一种转炉水冷烟道制造工艺

技术领域

本发明属于烟道制造工艺技术领域，具体是一种转炉水冷烟道制造工艺。

背景技术

转炉炼钢从20世纪50年代开始逐渐发展成为当今世界应用最为广泛的炼钢工艺技术；在全球钢产量中约有90％为转炉生产；转炉冶炼时，在装有铁水的转炉钢包中吹入纯净的氧气，使铁水中的含有的4.5％-5％的碳氧化为一氧化碳和二氧化碳，达到钢水中含碳0.2％左右的目的；吹氧结束后，转炉倾摇到一侧，倒出钢包中的钢水倾摇到另一侧，导入需要冶炼的铁水和少量废钢；钢包摇正后，进行下一炉次的吹氧；这样的过程连续作业，每天会有30-40炉次的冶炼；近几年，随着钢铁需求的增加，转炉冶炼的频次也在不断提高，有些转炉每天可炼50-60炉次；

转炉冶炼吹氧时，翻腾的铁水中碳与氧发生剧烈化学反应，生成一氧化碳和二氧化碳烟气，反应同时释放出大量的热量，使烟气温度迅速升高到1600-1700℃；烟气中含有约90％的CO和约10％的CO2.高温的烟气离开转炉炉口后，通过收集烟罩和烟道，经降温和除尘，由抽风机抽出，送入气柜，可作为燃料再利用；在收集烟罩和烟道中，烟气为负压，漏入的空气会使部分CO燃烧生成CO2；为最大程度的回收CO煤气，应尽可能的减少烟罩和烟道中空气的漏入；

为达到收集转炉口高温烟气和降低烟气温度的目的，通常采用有通水冷却的钢管围成的烟道，钢管之间通过焊接形成密封结构，烟气从烟道内流过时，将其热量通过钢管壁传到管内流动的水带走；由于烟气温度较高，烟气对于钢管的传热以辐射传热为主；由于含CO烟气在650℃左右的温度下易发生爆炸，通常烟道出口的烟气温度控制在850℃-1000℃，下游通过喷水蒸发冷却器，使烟气温度降到电除尘器要求的250℃；

烟道的钢管受高温烟气的作用，初始烟气温度1600-1700℃，漏入空气部分CO燃烧后，理论燃烧温度可达2400-2500℃，钢管必须得到充分的冷却才能不被高温烟气烧坏；一但钢管被烧坏漏水，漏进烟道内的水就可能流入钢包内，遇到高温钢水，会发生爆炸溅钢，损坏转炉甚至造成人身事故；因此，烟道的可靠性具有重大的意义；世界各国都把烟道的制造和使用纳入锅炉的监督监察范围，从设计强度、材料的选用、建造焊接、无损探伤、监督检验、水的品质、到操作规程等均有最低的安全技术要求；

由钢管围成的烟道既要形成密闭结构，保证烟气的流通，而不发生烟气外泄或外部空气的流入；又要有必要的开孔，如有氧枪口，使得氧枪能够穿过烟道进入转炉钢包中心；有副枪口，与氧枪平行插入钢包进行钢水质量分析；有溜槽口，炼钢过程中需要在转炉钢包中加入矿石和合金，调整钢水质量；有防爆口，在烟道顶部安装防爆门，当烟道烟气压力超过设定值时打开防爆门泄压，保护烟道不受高压损伤；人孔和检查孔等，用于停炉后进入烟道内进行检查和其它作业；在这些开孔处，烟道管子要绕开布置，绕开孔排列的弯管称为分叉管；

由于钢管弯曲时，弯头外侧壁厚减薄，内侧壁厚增加，为保证弯头处流体的流通能力和弯头的耐压强度，需要保证一定的弯管半径；平行排列的烟道管子在绕开开孔处形成分叉管时，分叉管之间会出现不同大小的间隙；为保证烟道的强度和刚度，避免烟气的泄漏，这些间隙之间需要用扁钢填满并与管子焊接，烟气传递到扁钢上的热量通过管子传导到管内的流体；当扁钢宽度过大时，扁钢中部的热量会来不及传递到管子而使扁钢温度升高，甚至超过材料的极限而损坏；

总之，转炉烟道的结构一方面要做到严格密封，避免CO烟气外泄和外部空气吸入烟道而使CO燃烧降低其回收率，一方面要使其结构在满足炼钢工艺需要，分段设置冷却系统、开设必要的氧枪、付氧枪、溜槽、防爆门、人孔、检测孔等，烟道的管子要承耐高温烟气而长期使用不被烧坏；由于转炉频繁吹氧和停吹出钢加料，烟气时有时断，烟道管子受到频繁的应力交替，对烟道的选材、焊接、弯管、组合加工等要求都很高；

然而现有的烟道在生产过程中，其各部件生产、制造、加工步骤不够严谨，因此生产的烟道，其局部容易出现一定的质量问题，从而容易导致整个烟道的质量受到影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种转炉水冷烟道制造工艺。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种转炉水冷烟道制造工艺，具体步骤如下：

裙罩制作

受热面管子加工；

环形集箱加工；

群罩组装：将受热面管子和环形集箱组装成群罩；

分叉管制作

将管子加工成氧枪、副枪、溜槽、防爆门分叉管；

溜槽水套制作

将管子加工成U型下脚圈，再通过U形下脚圈组装成溜槽水套；

烟罩Y型三通制作组装

通过厚管压制、热处理、水压加工为Y型三通；

集箱法兰面制作

制作法兰，再将法兰与集箱组装；

钢结构支撑架制作

通过焊接制作钢结构支撑架，将烟道固定支撑。

优选的，所述中受热面管子加工流程如下：

下料、弯管、平台放样、划坡口线、锯切余量并倒角、尺寸检查、喷砂处理；

所述环形集箱制作流程如下：

集箱管下料、外协弯制成形、打磨坡口、放入隔板、组装成环形、PT探伤、划管孔线、钻扩孔、尺寸检查、内部清理；

所述裙罩组装流程如下：

平台放样、在组装架上将环形集箱、弯管组对在一起、焊接对接管口、PT探伤、组对密封扁钢、密封焊、PT探伤、尺寸检查、装配合焊接裙罩结构件、PT探伤、装配和焊接裙罩进出口管道、PT探伤、水压。

优选的，所述分叉管制作具体流程如下：

下料、弯管、平台放样、尺寸检查、弯弧、尺寸检查、热处理、喷砂、划坡口线、锯切余量并倒角、尺寸检查、内部清理。

优选的，所述对分叉管进行组装时，通过工装板将分叉管固定在工装架上，分叉管随工装架做热处理，热处理后拆除临时固定装置。

优选的，所述溜槽水套制作具体流程如下：

U型下脚圈制作：下料、外协弯管、平台放样、尺寸检查、划线、尺寸检查、切割、外协压制U型下脚圈；

溜槽水套组装：收集U形下脚圈、内筒、外筒、法兰及管子、组装工装、尺寸检查、依次将内筒、配水管、外筒与法兰组装、尺寸检查、PT探伤、将U形下脚圈与内筒、外筒组装、尺寸检查、PT探伤。

优选的，所述U型下脚圈制作时采用二次加工，具体是先将钢管弯制成椭圆管，切割成两半，再将椭圆管压制成U形管。

优选的，所述还包括组装流程，具体如下：

将Y型三通、180°弯头及膜式壁管片进行组装，并通过焊接成形。

优选的，所述集箱法兰面制作流程具体如下：

法兰组装：下料、坡口加工、平台放样、组对、焊接、PT探伤、尺寸检查；

集箱组装：制作工装、固定环形集箱、组装法兰、筋板和集箱、焊接、PT探伤、校正集箱、尺寸检查、车削法兰密封面、尺寸检查。

优选的，所述在钢结构支撑架时，通过分段的多道焊进行焊接，在每焊完一道后及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，清除后方可焊接，并且在相关联的部件点焊后，先通过紧固件固定，再进行焊接。

本发明中，通过对裙罩制作、分叉管制作、溜槽水套制作、烟罩Y型三通制作组装、集箱法兰面制作、钢结构支撑架制作中的各个步骤进行严格的控制，满足了烟道的制造要求，保证了产品质量，缩短了产品的制造周期，为锅炉的正常运行提供充足的保证，本发明通过在各个部件的制作环节中，每个部件均进行多次PT探伤，保证了各个部件的成型质量，从而极大地提升了烟道成型后的整体质量。

附图说明

图1是本发明中工艺流程框图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本发明一种转炉水冷烟道制造工艺的具体实施方式。本发明一种转炉水冷烟道制造工艺不限于以下实施例的描述。

实施例1：

本实施例给出一种转炉水冷烟道制造工艺，如图1所示，具体步骤如下：

(1)、裙罩制作

受热面管子加工，具体步骤为：下料、弯管、平台放样、划坡口线、锯切余量并倒角、尺寸检查、喷砂处理；

环形集箱加工，具体步骤为：集箱管下料、外协弯制成形、打磨坡口、放入隔板、组装成环形、PT探伤、划管孔线、钻扩孔、尺寸检查、内部清理；

群罩组装：将受热面管子和环形集箱组装成群罩，具体步骤为：平台放样、在组装架上将环形集箱、弯管组对在一起、焊接对接管口、PT探伤、组对密封扁钢、密封焊、PT探伤、尺寸检查、装配合焊接裙罩结构件、PT探伤、装配和焊接裙罩进出口管道、PT探伤、水压；

(2)、分叉管制作

将管子加工成氧枪、副枪、溜槽、防爆门分叉管，具体步骤为：下料、弯管、平台放样、尺寸检查、弯弧、尺寸检查、热处理、喷砂、划坡口线、锯切余量并倒角、尺寸检查、内部清理，对分叉管进行组装时，通过工装板将分叉管固定在工装架上，分叉管随工装架做热处理，热处理后拆除临时固定装置；

(3)、溜槽水套制作

将管子加工成U型下脚圈，再通过U形下脚圈组装成溜槽水套，具体流程如下：

U型下脚圈制作：下料、外协弯管、平台放样、尺寸检查、划线、尺寸检查、切割、外协压制U型下脚圈，U型下脚圈制作时采用二次加工，具体是先将钢管弯制成椭圆管，切割成两半，再将椭圆管压制成U形管；

溜槽水套组装：收集U形下脚圈、内筒、外筒、法兰及管子、组装工装、尺寸检查、依次将内筒、配水管、外筒与法兰组装、尺寸检查、PT探伤、将U形下脚圈与内筒、外筒组装、尺寸检查、PT探伤；

(4)、烟罩Y型三通制作组装

通过厚管压制、热处理、水压加工为Y型三通，还包括组装流程，具体如下：

将Y型三通、180°弯头及膜式壁管片进行组装，并通过焊接成形；

(5)、集箱法兰面制作

制作法兰，再将法兰与集箱组装，集箱法兰面制作流程具体如下：

集箱组装：制作工装、固定环形集箱、组装法兰、筋板和集箱、焊接、PT探伤、校正集箱、尺寸检查、车削法兰密封面、尺寸检查；

(6)、钢结构支撑架制作

通过焊接制作钢结构支撑架，将烟道固定支撑，

在钢结构支撑架时，通过分段的多道焊进行焊接，在每焊完一道后及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，清除后方可焊接，并且在相关联的部件点焊后，先通过紧固件固定，再进行焊接。

通过采用上述技术方案：

本发明通过对裙罩制作、分叉管制作、溜槽水套制作、烟罩Y型三通制作组装、集箱法兰面制作、钢结构支撑架制作中的各个步骤进行严格的控制，满足了烟道的制造要求，保证了产品质量，缩短了产品的制造周期，为锅炉的正常运行提供充足的保证，同时通过在各个部件的制作环节中，每个部件均进行多次PT探伤，保证了各个部件的成型质量，从而极大地提升了烟道成型后的整体质量；

本发明中U型下脚圈制作时采用二次加工，具体是先将钢管弯制成椭圆管，切割成两半，再将椭圆管压制成U形管，这样可以保证U形下脚圈的成形尺寸，从而保证烟道的质量；

本发明中在烟道组装时，在烟罩的外部设置组装加强圈，这样一方面可以方便挂片，同时起到了支撑作用，临时加强圈待烟罩组焊完成后拆除。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：具体步骤如下：

裙罩制作：受热面管子加工、环形集箱加工；

群罩组装：将受热面管子和环形集箱组装成群罩；

分叉管制作：将管子加工成氧枪、副枪、溜槽、防爆门分叉管；

溜槽水套制作：将管子加工成U型下脚圈，再通过U形下脚圈组装成溜槽水套；

烟罩Y型三通制作组装：通过厚管压制、热处理、水压加工为Y型三通；

集箱法兰面制作：制作法兰，再将法兰与集箱组装；

钢结构支撑架制作：通过焊接制作钢结构支撑架，将烟道固定支撑。

2.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述受热面管子加工流程如下：

所述环形集箱制作流程如下：

所述裙罩组装流程如下：

3.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述分叉管制作具体流程如下：

4.如权利要求3所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述对分叉管进行组装时，通过工装板将分叉管固定在工装架上，分叉管随工装架做热处理，热处理后拆除临时固定装置。

5.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述溜槽水套制作具体流程如下：

6.如权利要求5所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述U型下脚圈制作时采用二次加工，具体是先将钢管弯制成椭圆管，切割成两半，再将椭圆管压制成U形管。

7.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述还包括组装流程，具体如下：

8.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述集箱法兰面制作流程具体如下：

9.如权利要求1所述的一种转炉水冷烟道制造工艺，其特征在于：所述在钢结构支撑架时，通过分段的多道焊进行焊接，在每焊完一道后及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，清除后方可焊接，并且在相关联的部件点焊后，先通过紧固件固定，再进行焊接。