CN116814882B - 热风炉炉壳焊接修补结构及热风炉炉壳焊接修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种热风炉炉壳焊接修补结构及热风炉炉壳焊接修补方法，在第二壳部与修补区域对应的外壁上设置第一壳部，并将档环和分隔部设置在第一壳部和第二壳部之间，以形成第一填充槽和第二填充槽。由此，将第一抗酸填充物涂抹在第一填充槽，并将第二抗酸填充物倒入第二填充槽内。从而，提高第一壳部抵抗腐蚀损坏能力，极大延长了第一壳部使用寿命。另一方面，两个档环和第一壳部均通过焊接与第二壳部进行固定，简化了安装工艺，便于通过自动焊接机械进行焊接操作，有利于提高第一壳部焊接自动化水平。在第二壳部的筒壁内侧受到交变载荷时，本修补方法可以保证第二壳部的筒壁各个方向上应力的一致性，大幅度避免修补区域的裂纹继续扩大。
Description
技术领域
本发明涉及高炉热风炉领域，尤其涉及一种热风炉炉壳焊接修补结构及热风炉炉壳焊接修补方法。
背景技术
热风炉的炉壳会在使用中出现焊缝开裂的情况，导致生产工序无法正常进行，给用户带来经济损失。以高炉热风炉为例，在长期使用中会因晶间腐蚀和应力腐蚀导致炉壳开裂，开裂部位主要发生在焊缝等薄弱位置。同时，腐蚀介质会随裂纹持续扩展。如果直接更换热风炉炉壳则会造成较大的经济损失，另外，较长的维修工期会加剧高炉生产损失。如何降低炉壳开裂带来的经济损失，降低维修成本，成为需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种热风炉炉壳焊接修补结构及热风炉炉壳焊接修补方法，利用在第一壳部和第二壳部之间填充的第一抗酸填充物和第二抗酸填充物，延长了热风炉炉壳维修的预期寿命。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种热风炉炉壳焊接修补结构，所述热风炉炉壳焊接修补结构包括：
第一壳部；
第二壳部，包括现有炉壳和位于所述炉壳的修补区域；
间隔件，包括围挡部和分隔部，所述围挡部和所述分隔部与所述第二壳部的外壁固定连接，所述固定连接是指采用焊接方式，所述围挡部包括两个档环，两个所述档环沿所述筒壁的轴向间隔设置，所述修补区域和所述分隔部位于两个所述档环之间，所述分隔部分隔两个所述档环之间的所述筒壁形成第一填充槽和第二填充槽，所述第二填充槽与所述修补区域对应，所述第一壳部通过两个所述档环与所述第二壳部固定连接并盖设于所述第一填充槽和所述第二填充槽的上方；以及
第一抗酸填充物和第二抗酸填充物，所述第一抗酸填充物被配置为以涂抹的方式填充所述第一填充槽，所述第二抗酸填充物被配置为以导入的方式填充所述第二填充槽。
进一步地，所述第一壳部具有环状的第一连接缘和第二连接缘，所述第一壳部由所述第一连接缘延伸至所述第二连接缘，所述第一连接缘与一所述档环固定连接，所述第二连接缘与另一所述档环固定连接，所述固定连接是指采用焊接方式。
进一步地，所述第一壳部包括多个壁板，多个所述壁板焊接拼合，且所述壁板的板缘与所述第一填充槽对应，即：所述第一壳部的焊接拼合焊缝与所述第一填充槽对应。
进一步地，各所述壁板至所述第二壳部的距离相同并与所述分隔部具有填充间隙；
所述第一抗酸填充物填充至少部分所述填充间隙。
进一步地，所述分隔部包括多个挡墙，所述挡墙在长度方向上环绕所述修补区域，且多个所述挡墙沿所述筒壁的周向均匀布置。
进一步地，所述挡墙包括多个槽钢，各所述挡墙的多个所述槽钢依次首尾连接，所述槽钢的凹槽朝向所述第一壳部；
所述第一抗酸填充物同时填充于所述第一填充槽和所述槽钢的凹槽内。
进一步地，所述第二壳部开设第一通孔，所述第一通孔与所述修补区域错开；
所述热风炉炉壳焊接修补结构还包括工作腔和均压管，所述工作腔是指第二壳部内壁的空膛，所述均压管的一开口端伸入所述工作腔，另一端通过所述第一通孔伸入所述第二填充槽。
第二方面，本发明实施例还提供了一种热风炉炉壳焊接修补方法，所述热风炉炉壳焊接修补方法包括：
将两个档环焊接于筒壁的外壁并且是没有损坏的位置，并沿所述筒壁的轴向间隔设置，以使修补区域位于两个所述档环之间；
将分隔部焊接于所述筒壁的外壁并位于两个所述档环之间，其中，所述分隔部分隔所述筒壁形成第一填充槽和第二填充槽且所述第一填充槽与所述修补区域错开；
在所述第一填充槽内涂抹第一抗酸填充物；
将第一壳部封盖于所述第一填充槽和所述第二填充槽的上方，并与两个所述档环焊接，且第一壳部的拼接焊缝与第一填充槽中间位置对应；
向所述第二填充槽内导入第二抗酸填充物。
进一步地，所述将两个档环焊接于筒壁的外壁包括：
将第一档环焊接于所述修补区域的底部并且没有损坏的位置，其中，两个档环包括第一档环和第二档环；
所述在所述第一填充槽内涂抹第一抗酸填充物包括：
将第一抗酸填充物填充所述第一填充槽位于所述第二填充槽顶部的部分区域，以形成倾倒口，其中，所述第一填充槽与所述第二填充槽与同一第一壁板对应，所述第一壳部包括多个壁板，所述壁板与所述分隔部的对应区域具有填充间隙，多个所述壁板包括多个所述第一壁板和多个第二壁板；
所述将第一壳部封盖于所述第一填充槽和所述第二填充槽的上方，并与两个所述档环焊接包括：
将多个所述第一壁板的底部与第一档环依次进行焊接，并对相邻的两个所述第一壁板相对侧的边缘进行焊接，其焊缝与所述第一填充槽中间对应；
所述向所述第二填充槽内倒入第二抗酸填充物，具体包括：
将所述第二抗酸填充物通过所述倾倒口和所述填充间隙倒入所述第二填充槽，并且通过诸如振捣电机设备保证填充物充实；
所述在所述第一填充槽内涂抹第一抗酸填充物还包括：
将第一抗酸填充物填充所述第一填充槽位于所述第二填充槽顶部的部分区域，以形成倾倒口，其中，所述第一填充槽与所述第二填充槽与同一所述第二壁板对应；
所述将第一壳部封盖于所述第一填充槽和所述第二填充槽的上方，所述第一壳部的相邻的第二壁板的焊缝位于所述第一填充槽之间；所述第一壳部与两个所述档环焊接还包括：
在多个所述第一壁板的上方设置多个所述第二壁板，并对相邻的两个所述第二壁板相对侧的边缘进行焊接，所述多个第一壁板与相邻的所述多个第二壁板拼焊的焊缝位于所述第一填充槽之间；
所述在所述第一填充槽内涂抹第一抗酸填充物还包括：
对各所述第二壁板顶部与对应的挡墙之间的区域填充所述第二抗酸填充物，同时对所述第二壁板对应的所述倾倒口进行填充；
所述将两个档环焊接于筒壁的外壁还包括：
将所述第二档环焊接于所述修补区域的顶部并且没有损坏的位置，并将所述第二档环与所述第二壁板的顶部进行焊接，以对所述第一抗酸填充物和所述第二抗酸填充物进行封堵。
进一步地，所述将分隔部设置于所述筒壁的外壁并位于两个所述档环之间，具体包括：
将多个槽钢焊接于所述筒壁，多个所述槽钢位于两个所述档环之间并首尾相连，其中，所述分隔部包括多个所述槽钢，所述槽钢的凹槽朝向所述第一壳部，每两根所述槽钢之间的区域是所述第一填充槽，所述第一壳部的相邻壁板的拼焊焊缝位于第一填充槽中间；
将第一壳部封盖于所述第一填充槽和所述第二填充槽的上方，之前包括：
在所述槽钢的凹槽内涂抹所述第一抗酸填充物，在每两根槽钢之间的第一填充槽区域涂抹所述第一抗酸填充物。
所述热风炉炉壳焊接修补方法还包括安装均压管，所述均压管的一开口端伸入第二壳部的内腔，另一端通过所述第一通孔伸入所述第二填充槽。
本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补结构及热风炉炉壳焊接修补方法，在第二壳部与修补区域对应的外壁上设置第一壳部，并将档环和分隔部设置在第一壳部和第二壳部之间，以形成用于填充第一填充槽和第二填充槽的第一抗酸填充物和第二抗酸填充物。由此，将第一抗酸填充物涂抹在第一填充槽，用于保护第一壳部相邻壁板的拼焊焊缝，并将第二抗酸填充物倒入第二填充槽内，用于排空第一壳部和第二壳部之间的气体。从而，通过第一壳部完全替代第二壳部，隔绝了来自第一壳部损坏位置的腐蚀介质对第一壳部的影响，提高对炉壳的维修质量，保证第一壳部可以长时间稳定运行，延长了热风炉炉壳运行寿命；将第一壳部包覆在第二壳部的维修工作可以在热风炉不停产情况下实施，减少了因热风炉停止工作带来的经济损失。另一方面，第二壳部消除了交变载荷影响，可以保护热风炉内衬长期稳定运行，延长了热风炉使用寿命。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的热风炉在一些实施方式中的局部结构示意图；
图2是本发明实施例的热风炉在另一些实施方式中的局部结构示意图；
图3是本发明实施例的第一壳部和部分第二壳部的结构示意图；
图4是本发明实施例的第一壳部的结构示意图；
图5是本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补结构的爆炸示意图；
图6是本发明实施例的第一填充槽和第二填充槽的结构示意图；
图7是本发明实施例的第一壳部和第二壳部在一些实施方式中的修补状态示意图；
图8是本发明实施例的第一壳部和第二壳部在另一些实施方式中的修补状态示意图；
图9是本发明实施例的第一壳部和第二壳部在又一些实施方式中的修补状态示意图；
图10是本发明实施例的第一壳部和第二壳部在再一些实施方式中的修补状态示意图；
图11是本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补结构的截面示意图；
图12是本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补方法的流程示意图。
附图标记说明：
1-第一壳部；
11-第一连接缘；12-第二连接缘；13-壁板；131-第一壁板；132-第二壁板；14-第二通孔；
2-第二壳部；
21-修补区域；22-筒壁；221-第一通孔；
31-围挡部；32-分隔部；321-槽钢；322-限位凹槽；
41-第一抗酸填充物；42-第二抗酸填充物；
51-第一填充槽；52-第二填充槽；53-填充间隙；54-倾倒口；
6-工作腔；
7-均压管。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。
图1和图2是本实施例的热风炉在不同实施方式中的局部结构示意图。图2中仅展示了第二壳部2。两图中修补区域21的筒壁22的外壁均为锥面，修补区域21的筒壁22也可以为柱面，也可以是锥面和柱面交界的圆弧面。也即，本领域技术人员可以根据修补区域21筒壁22的外形，对第一壳部1的形态进行调整。从而，使得第一壳部1可以适应不同形态或不同位置的筒壁22。上述修补区域21为筒壁22的内壁上出现裂纹对应的区域，该修补区域21通常会出现在第二壳部2的焊缝部位，也可能出现在图2所示筒壁22的板面上。
可选地，本实施例中的热风炉炉壳焊接修补结构可以针对顶燃式热风炉、外燃式热风炉或内燃式热风炉进行修补。以高炉热风炉为例，修补区域21可以是高炉热风炉的燃烧室、拱顶或蓄热室等位置的外壳。
图3是本实施例的第一壳部1和部分第二壳部2的结构示意图。图中未展示两个档环，并用虚线展示了部分挡墙的大致轮廓。图4是本实施例的第一壳部1优选的结构示意图。图中壁板13的连接位置(也就是焊缝位置)用粗实线展示，第一填充槽51的边界用虚线展示。
图5是本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补结构的爆炸示意图。图6是本发明实施例的第一填充槽51和第二填充槽52的结构示意图(与图5中的区域A对应)。图6中未展示第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42。
图7-图10是本实施例的第一壳部1和第二壳部2在不同修补状态下的结构示意图。
在一些实施方式中，如图1-10所示，本实施例中的热风炉炉壳焊接修补结构包括第一壳部1、第二壳部2、间隔件、第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42。该第二壳部2包括筒壁22和位于筒壁22的修补区域21。间隔件包括围挡部31和分隔部32，围挡部31和分隔部32与第二壳部2的外壁固定连接，围挡部31包括两个档环，两个档环沿筒壁22的轴向间隔设置。修补区域21和分隔部32位于两个档环之间，分隔部32分隔两个档环之间的筒壁22形成第一填充槽51和第二填充槽52，第二填充槽52与修补区域21对应。第一壳部1通过两个档环与第二壳部2固定连接并盖设于第一填充槽51和第二填充槽52的上方。
同时，第一抗酸填充物41被配置为以涂抹的方式填充第一填充槽51。第二抗酸填充物42被配置为以倾倒的方式填充第二填充槽52。
具体地，本实施例中的第一壳部1为修补热风炉使用的新炉壳，第二壳部2为原热风炉的炉壳，将新炉壳包裹在旧炉壳的外侧，可以在筒壁22的周向上对旧炉壳进行加固。
具体地，本实施例中的第一抗酸填充物41为糊状或胶状。该第一抗酸填充物41具有一定的粘性。当分隔部32焊接在筒壁22上后，操作人员可以将第一抗酸填充物41涂抹在第一填充槽51内，同时避免第一抗酸填充物41从第一填充槽51内掉落。第二抗酸填充物42为颗粒状或粉末状。当第一壳部1扣合在档环上后，通过铲斗等工具将第二抗酸填充物42从第一壳部1与档环之间的缝隙，倒入到第二填充槽52内。并在振动电机的配合下，消除第二填充槽52内的第二抗酸填充物42的空隙。
可选地，上述第一抗酸填充物41可以为环氧树脂，或无机盐和环氧树脂混合物等物质。由此，保证第一抗酸填充物41具有一定的抗酸性和耐热性，并在固化后在第一壳部1和第二壳部2之间具有一定强度，和尽量小的缩涨。
可选地，上述第二抗酸填充物42包括第一部分，第一部分可以为颗粒、电熔硅细粉、三氧化二铝细粉或其它无机盐混合物。由此，保证第二抗酸填充物42具有一定的抗酸性和耐热性，使得操作人员可以快速地将第二填充槽52填满。
优选地，上述第二抗酸填充物42还包括第二部分，第二部分为多个导热体，将第一部分中掺入多个导热体，以使得第二抗酸填充物42可以将修补区域21的热量传递至第一壳部1上，进而通过第一壳部1向热风炉炉壳焊接修补结构的外侧传递。该导热体可以为铁屑或铝屑等物质。由此，避免修补区域21的温度过高，使得该区域的筒壁22的强度降低，导致修补区域21的裂纹持续增加，进而导致第二壳部2强度降低，影响热风炉内衬稳定性。
应当理解，本实施例中第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42均可以将热风炉炉壳焊接修补结构内部的空气排出，避免热风炉内的酸性物质通过裂纹传递至第一壳部1上。但是第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42的配置方式具有区别。第二填充槽52的大小可以根据修补区域21的大小进行调整。当修补区域21较大时，可以对应增加第二填充槽52的尺寸。通过具有一定流动性的第二抗酸填充物42，可以快速填充满整个第二填充槽52，第二抗酸填充物42可以贴附在筒壁22外侧，保证修补区域21应力的一致性。与此相对的，第一抗酸填充物41填充第一填充槽51后，会逐渐固化，第一抗酸填充物的特性之一是固化后涨缩很微小，进而可以严密地包裹第一壳部的焊缝，而填充面积更大的第二抗酸填充物可以消除第二壳部2的筒壁22内外侧的应力差，同时又可以消除第一壳部1和第二壳部2之间的空隙。
综上，本实施例的热风炉炉壳焊接修补结构，在第二壳部2与修补区域21对应的外壁上设置第一壳部1，并将档环和分隔部32设置在第一壳部1和第二壳部2之间，以形成用于填充第一填充槽51和第二填充槽52的第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42。由此，将第一抗酸填充物41涂抹在第一填充槽51，并将第二抗酸填充物42倒入第二填充槽52内。从而，通过第一壳部1完全替代第二壳部2，隔绝了来自第一壳部1损坏位置的腐蚀介质对第一壳部1的影响，提高对炉壳的维修质量，保证第一壳部1可以长时间稳定运行，延长了热风炉炉壳运行寿命；将第一壳部1包覆在第二壳部2的维修工作可以在热风炉不停产情况下实施，减少了因热风炉停止工作带来的经济损失。另一方面，第二壳部2消除了交变载荷影响，可以保护热风炉内衬长期稳定运行，延长了热风炉使用寿命。
在一些实施方式中，如图1-6所示，第一壳部1具有环状的第一连接缘11和环状的第二连接缘12。第一壳部1由第一连接缘11延伸至第二连接缘12，第一连接缘11与一档环固定连接，第二连接缘12与另一档环固定连接，所述连接方式是焊接。
本实施例中环状的第一连接缘11和环状的第二连接缘12的大小可以根据第二壳部2的形态进行调整。图5中展示了的一种具体形式，图中第一连接缘11和第一连接缘11均为圆环形，且第一连接缘11的直径小于第二连接缘12，以与筒壁22的锥面相匹配。
进一步地，第一壳部1包括多个壁板13。多个壁板13焊接拼合，且壁板13的板缘，也就是壁板13之间的焊缝与第一填充槽51对应。
图2-图4中分别展示了修补区域21与壁板13的对应关系，修补区域21与壁板13的大致中心位置对应，尽可能避免与壁板13之间的焊缝重合，以保证第一抗酸填充物41可以充分地覆盖在壁板13之间的焊缝上，第二抗酸填充物42可以充分地覆盖在修补区域21上。同时，在对两个壁板13进行焊接时，第一抗酸填充物41位于两个壁板13的接缝位置，第一抗酸填充物41可以对壁板13起到一定的支撑作用，使得操作人员便于对壁板13进行焊接。进一步保证了第一壳部1的各个区域至第二壳部2距离的一致性。另一方面，还能避免焊接的热量传递至筒壁22上。
在一些实施方式中，如图7-10所示，各壁板13至第二壳部2的距离相同并与分隔部32具有填充间隙53。第一抗酸填充物41填充至少部分填充间隙53。
具体地，在第一抗酸填充物41内填充一定量的第一抗酸填充物41，当壁板13安装在两个档环上时，可以使得第一抗酸填充物41受到挤压，进入到填充间隙53内(如图8所示)，以通过第一抗酸填充物41对第一填充槽51和第二填充槽52进行隔离。避免第二抗酸填充物42通过第二填充槽52进入到第一填充槽51内，致使第一抗酸填充物41出现空隙，无法有效地覆盖在修补区域21上。
在一些实施方式中，如图1-10所示，分隔部32包括多个挡墙，挡墙在长度方向上环绕修补区域21，且多个挡墙沿筒壁22的周向均匀布置。
本实施例通过对挡墙数量和位置的配置，使得热风炉炉壳焊接修补结构在周向上的机械强度具有较高的一致性，当热风炉炉壳焊接修补结构受到工质的交变载荷时，应力在热风炉炉壳焊接修补结构的周向上可以尽可能保持一致。避免在在某个方向上出现应力集中的情况出现，致使修补区域21的裂纹进一步增加。
具体地，壁板13包括四个板缘。与此相对的，挡墙包括4个高度相同的边墙，4个边墙首尾连接并与四个板缘一一对应设置，各边墙靠近对应的板缘设置。由此，在多个壁板13依次安装的过程中，保证各个壁板13至筒壁22的距离相同，避免壁板13在安装后，第一壳部1的某个区域发生凸起的情况。
图11是本实施例的热风炉炉壳焊接修补结构的截面示意图。
进一步地，如图11所示，挡墙包括多个槽钢321，各挡墙的多个槽钢321依次首尾连接，槽钢321的凹槽朝向第一壳部1。第一抗酸填充物41同时填充于第一填充槽51和槽钢321的凹槽内。同时，图中相邻两个壁板13的焊缝位置与第一抗酸填充物41对应。
具体地，槽钢321具有两个立板和位于两个立板之间的背板。该背板与筒壁22焊接。本实施例利用两个立板和背板形成的凹槽，通过凹槽内的第一抗酸填充物41，进一步将第一填充槽51和第二填充槽52间隔开，避免第二抗酸填充物42落入到第一填充槽51内。同时，还能保证槽钢321的两个立板与壁板13具有填充间隙53，便于将第二抗酸填充物42倾入到第二填充槽52内。
在一些实施方式中，如图7所示，在第二壳部2开设第一通孔221，该第一通孔221与修补区域21错开设置。热风炉炉壳焊接修补结构还包括工作腔6和均压管7，所述工作腔6是指热风炉的内膛，均压管7的一开口端伸入工作腔6，另一端通过第一通孔221伸入第二填充槽52。本实施例中的均压管7可以保证筒壁22内外的压力差保持一致。如图7中箭头所示，当工作腔6中工质加压时，高压工质的压力会通过均压管7传递到第二填充槽52内并通过干式料第二抗酸填充物42传递到第二壳部2的外侧壁。由此，第二壳部2的内侧壁与外侧壁同时受到等压的作用，不会导致第二壳部2上的裂纹进一步增加的情况出现。另一方面，第一通孔221与修补区域21错开设置，还可以避免直接在修补区域21开设第一通孔221，致使该位置强度降低的情况出现。
换言之，第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42在热风炉炉壳焊接修补结构中起到了不同的作用。如果将第一抗酸填充物41同时填充满第一填充槽51和第二填充槽52，会导致出现如下效果：
其一，操作人员需要涂抹筒壁22整个外表面，增加了热风炉的修补工序和时长。
其二，位于第一填充槽51内的第二抗酸填充物42固化后充满间隙，致使筒壁22外侧各个区域的机械情况不一致。
其三，位于第一填充槽51内固化后的第一抗酸填充物41，无法配合均压管7，将高压工质的压力传导至筒壁22外侧。
容易理解，以高炉热风炉的燃烧室为例，燃烧室在工作中，炉壳材质由于热风炉燃烧期间生成的氮氧化物与炉壳内壁凝结的水反应形成硝酸，在受到燃烧室内工质的交变载荷的作用下，会在强度薄弱环节如焊缝位置沿晶界发生断裂，从炉壳内壁形成焊缝裂纹，进而发展成裂缝。也即，修补区域21裂纹的产生需要同时满足具有酸性物质和长期受到较大的交变载荷。本实施例中减少了修补区域21内外压力差，消除了交变载荷的发生。由此，控制了修补区域21裂纹持续增加的情况出现。
图7中展示了均压管7的一种具体形式，图中在第一壳部1上开设第二通孔14。同时，将第一通孔211设置在高炉热风炉的炉壳底部位置，从而使得第一通孔211与修补区域21完全错开。本实施例中的均压管7一端通过上述第二通孔14伸入到第二填充槽52内，另一端从第二壳部2的外侧伸入到工作腔6中。均压管7的中间区域沿着第二壳部2的轴向延伸。
由此，可以待第二抗酸填充物42填充完成后，在第一壳部1和第二壳部2上分别开设上述第二通孔14和第一通孔211并安装均压管7，简化了均压管7在第一壳部1和第二壳部2上的设置方式，避免均压管7的安装与第二抗酸填充物42的填充相互影响。
图12是本发明实施例的热风炉炉壳焊接修补方法的流程示意图。
上述实施例中热风炉炉壳焊接修补结构可以通过如下方式进行修补，在一些实施方式中，如图1-12所示，本实施例的热风炉炉壳焊接修补方法包括如下步骤：
步骤S100：将两个档环焊接于筒壁22的外壁，并沿筒壁22的轴向间隔设置，以使修补区域21位于两个档环之间。
将两个档环焊接在修补区域21的上方和下方，也即档环固定于第二壳部2的正常区域，该区域没有开裂损坏，可以为第一壳部1提供支撑。
步骤S200：将分隔部32焊接于筒壁22的外壁并位于两个档环之间，其中，分隔部32分隔两个档环之间的筒壁22形成第一填充槽51和第二填充槽52且第一填充槽51与修补区域21错开。
具体地，本步骤中将挡墙环绕修补区域21设置，且保证挡墙设置在筒壁22的正常区域，也即未出现裂纹的区域，以保证筒壁22可以为挡墙提供足够的机械强度。
步骤S300：在第一填充槽51内涂抹第一抗酸填充物41。
步骤S400：将第一壳部1封盖于第一填充槽51和第二填充槽52的上方，并与两个所述档环焊接。
具体地，第一壳部1不与第二填充槽52上方挡墙的直接接触，以保证第二抗酸填充物42可以从填充间隙53中，倒入第二抗酸填充物42。
步骤S500：向第二填充槽52内导入第二抗酸填充物42。
综上，本实施例的热风炉炉壳焊接修补方法，在第二壳部2与修补区域21对应的外壁上设置第一壳部1，并将档环和分隔部32设置在第一壳部1和第二壳部2之间，以形成用于填充第一填充槽51和第二填充槽52的第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42。由此，将第一抗酸填充物41涂抹在第一填充槽51，并将第二抗酸填充物42倒入第二填充槽52内。从而，提高对炉壳的修补效率，减少了因热风炉停止工作带来的经济损失。另一方面，将档环沿筒壁22的周向设置，两个档环和第一壳部1均通过焊接与第二壳部2进行固定，简化了安装工艺，便于通过自动焊接机械进行焊接操作，有利于提高第一壳部1焊接自动化水平。在筒壁22内侧受到交变载荷时，均压管7可以保证筒壁22各个方向上应力的一致性，避免修补区域21的裂纹继续扩大。
进一步地，步骤S300具体包括将第一抗酸填充物41填充第一填充槽51位于第二填充槽52顶部的部分区域，以形成倾倒口54。其中，第一填充槽51与第二填充槽52与同一第一壁板131对应，第一壳部1包括多个壁板13，壁板13与分隔部32的对应区域具有填充间隙53，多个壁板13包括多个第一壁板131和多个第二壁板132。
具体地，本实施例中倾倒口54位置不填充或少填充第一抗酸填充物41(如图5中剖视线所示区域以及图8所示)，以使第二抗酸填充物42可以通过。
优选地，本步骤中在第一填充槽51位于第二填充槽52下方和左右两侧的区域内涂满第一抗酸填充物41，以便于第一壁板131安装在档环上后，可以使得第一抗酸填充物41受到挤压进入到填充间隙53内。
在一些实施方式中，步骤S100包括先将第一档环焊接于修补区域21的底部。其中，两个档环包括第一档环和第二档环。
在一些实施方式中，步骤S400具体包括将多个第一壁板131的底部与第一档环依次进行焊接，并对相邻的两个第一壁板131相对侧的边缘进行焊接。
该第一壁板131位于第一壳部1的底部区域，用于与下方的档环焊接。本步骤中先将第一壳部1的底部区域与第一档环进行焊接，以便于通过第一壁板131的顶部位置倒入第二抗酸填充物42(如图8所示)。
在一些实施方式中，步骤S500具体包括将第二抗酸填充物42通过倾倒口54和填充间隙53倒入第二填充槽52。由此，便于操作人员将第二抗酸填充物42填充至第二填充槽52内。
在一些实施方式中，步骤S300还包括将第一抗酸填充物41填充第一填充槽51位于第二填充槽52顶部的部分区域，以形成倾倒口54。其中，本步骤中第一填充槽51与第二填充槽52与同一第二壁板132对应。
具体地，本步骤中在第一填充槽51位于第二填充槽52下方和左右两侧的区域内涂满第一抗酸填充物41，以便于第二壁板132安装在第一壁板131的上方后，可以使得第一抗酸填充物41受到挤压进入到填充间隙53内。同时，本步骤还对上述步骤中第一壁板131对应的倾倒口54进行填充，以保证第一填充槽51和第二填充槽52可以间隔开。
在一些实施方式中，步骤S400还包括在多个第一壁板131的上方设置多个第二壁板132，并对相邻的两个第二壁板132相对侧的边缘进行焊接(如图9所示)。
具体地，多个壁板13包括多个第一壁板131和多个第二壁板132。多个第一壁板131沿第一壳部1的周向依次排列并位于第一壳部1的底部，多个第二壁板132沿第一壳部1的周向依次排列并位于第一壳部1的顶部。
可选地，在第一壁板131和第二壁板132之间设置多个第三壁板。多个第三壁板沿着第一壳部1的周向排列，并可以配置为单层结构或多层结构。以单层结构为例，第三壁板的顶部与第二壁板132焊接，第三壁板的底部与第一壁板131焊接。本领域技术人员可以根据修补区域21的整体高度对第三壁板的布设层数进行选择。
优选地，相邻的两个第二壁板132的焊接与底部的两个第一壁板131的焊缝错开，保证第一壳部1的焊接强度(如图4所示)。
在一些实施方式中，步骤S300还包括对各第二壁板132顶部与对应挡墙之间的区域填充第二抗酸填充物42，同时对第二壁板132对应的倾倒口54进行填充。
在一些实施方式中，步骤S100还包括将第二档环焊接于修补区域21的顶部，并将第二档环与第二壁板132的顶部进行焊接，以对第一抗酸填充物41和第二抗酸填充物42进行封堵。
优选地，如图7所示，第一档环和第二档环具有限位凹槽322，当第一壳部1设置在限位凹槽322内后，壁板13刚好与挡墙之间形成填充间隙53。
在一些实施方式中，如图1-10所示，步骤S200具体包括将多个槽钢321焊接于筒壁22，多个槽钢321位于两个档环之间内侧并首尾相连。其中，分隔部32包括多个槽钢321，槽钢321的凹槽朝向第一壳部1。步骤S400之前包括在槽钢321的凹槽内涂抹第一抗酸填充物41。由此，将槽钢321凹槽内的空气排出，避免热风炉炉壳焊接修补结构内部出现空隙，影响热风炉炉壳焊接修补结构的机械强度。
可选地，步骤S200之前包括采用超声波探伤对筒壁22进行检测，以判断出修补区域21的具体位置。利用V形坡口单面焊接方法对修补区域21的裂纹进行维修，而后在围绕修补区域21设置挡墙。
可选地，对修补区域21的外壁设置加固板，以提高修补区域21的机械强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，
所述热风炉炉壳焊接修补结构包括：
第一壳部(1)；
第二壳部(2)，包括筒壁(22)和位于所述筒壁(22)的修补区域(21)；
间隔件，包括围挡部(31)和分隔部(32)，所述围挡部(31)和所述分隔部(32)与所述第二壳部(2)的外壁固定连接，所述围挡部(31)包括两个档环，两个所述档环沿所述筒壁(22)的轴向间隔设置，所述修补区域(21)和所述分隔部(32)位于两个所述档环之间，所述分隔部(32)分隔两个所述档环之间的所述筒壁(22)形成第一填充槽(51)和第二填充槽(52)，所述第二填充槽(52)与所述修补区域(21)对应，所述第一壳部(1)通过两个所述档环与所述第二壳部(2)固定连接并盖设于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方；以及
第一抗酸填充物(41)和第二抗酸填充物(42)，所述第一抗酸填充物(41)被配置为以涂抹的方式填充所述第一填充槽(51)，所述第二抗酸填充物(42)被配置为以导入的方式填充所述第二填充槽(52)；
所述第一抗酸填充物(41)在固化前为糊状或胶状并在填充所述第一填充槽(51)后逐渐固化，其中，所述第一抗酸填充物(41)包括环氧树脂或无机盐与环氧树脂混合物中的至少一种；
所述第一壳部(1)包括多个壁板(13)，多个所述壁板(13)焊接拼合，所述第一填充槽(51)与所述修补区域(21)错开设置，所述壁板(13)之间的焊缝与所述第一填充槽(51)对应且所述壁板(13)的中心区域与所述第二填充槽(52)对应。
2.根据权利要求1所述的热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，所述第一壳部(1)具有环状的第一连接缘(11)和第二连接缘(12)，所述第一壳部(1)由所述第一连接缘(11)延伸至所述第二连接缘(12)，所述第一连接缘(11)与一所述档环固定连接，所述第二连接缘(12)与另一所述档环固定连接。
3.根据权利要求1所述的热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，各所述壁板(13)至所述第二壳部(2)的距离相同并与所述分隔部(32)具有填充间隙(53)；
所述第一抗酸填充物(41)填充至少部分所述填充间隙(53)。
4.根据权利要求2所述的热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，所述分隔部(32)包括多个挡墙，所述挡墙在长度方向上环绕所述修补区域(21)，且多个所述挡墙沿所述筒壁(22)的周向均匀布置。
5.根据权利要求4所述的热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，所述挡墙包括多个槽钢(321)，各所述挡墙的多个所述槽钢(321)依次首尾连接，所述槽钢(321)的凹槽朝向所述第一壳部(1)；
所述第一抗酸填充物(41)同时填充于所述第一填充槽(51)和所述槽钢(321)的凹槽内。
6.根据权利要求1所述的热风炉炉壳焊接修补结构，其特征在于，所述第二壳部(2)开设第一通孔(221)，所述第一通孔(221)与所述修补区域(21)错开；
所述热风炉炉壳焊接修补结构还包括工作腔(6)和均压管(7)，所述均压管(7)的一开口端伸入所述工作腔(6)，另一端通过所述第一通孔(221)伸入所述第二填充槽(52)。
7.一种热风炉炉壳焊接修补方法，其特征在于，所述热风炉炉壳焊接修补方法包括：
将两个档环焊接于筒壁(22)的外壁，并沿所述筒壁(22)的轴向间隔设置，以使修补区域(21)位于两个所述档环之间；
将分隔部(32)焊接于所述筒壁(22)的外壁并位于两个所述档环之间，其中，所述分隔部(32)分隔所述筒壁(22)形成第一填充槽(51)和第二填充槽(52)且所述第一填充槽(51)与所述修补区域(21)错开；
在所述第一填充槽(51)内涂抹第一抗酸填充物(41)；
将第一壳部(1)封盖于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方，并与两个所述档环焊接；
向所述第二填充槽(52)内导入第二抗酸填充物(42)；
所述在所述第一填充槽(51)内涂抹第一抗酸填充物(41)，具体包括：
在所述第一填充槽(51)内涂抹糊状或胶状的第一抗酸填充物(41)，其中，所述第一抗酸填充物(41)在第一填充槽(51)内逐渐固化，所述第一抗酸填充物(41)包括环氧树脂或无机盐与环氧树脂混合物中的至少一种；
所述将第一壳部(1)封盖于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方，具体包括：
将多个壁板(13)焊接拼合，并使所述壁板(13)之间的焊缝与所述第一填充槽(51)对应且所述壁板(13)的中心区域与所述第二填充槽(52)对应，其中，所述第一壳部(1)包括多个所述壁板(13)。
8.根据权利要求7所述的热风炉炉壳焊接修补方法，其特征在于，所述将两个档环焊接于筒壁(22)的外壁包括：
将第一档环焊接于所述修补区域(21)的底部，其中，两个档环包括第一档环和第二档环；
所述在所述第一填充槽(51)内涂抹第一抗酸填充物(41)包括：
将第一抗酸填充物(41)填充所述第一填充槽(51)位于所述第二填充槽(52)顶部的部分区域，以形成倾倒口(54)，其中，所述第一填充槽(51)与所述第二填充槽(52)与同一第一壁板(131)对应，所述壁板(13)与所述分隔部(32)的对应区域具有填充间隙(53)，多个所述壁板(13)包括多个所述第一壁板(131)和多个第二壁板(132)；
所述将第一壳部(1)封盖于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方，并与两个所述档环焊接包括：
将多个所述第一壁板(131)的底部与第一档环依次进行焊接，并对相邻的两个所述第一壁板(131)相对侧的边缘进行焊接；
所述向所述第二填充槽(52)内倒入第二抗酸填充物(42)，具体包括：
将所述第二抗酸填充物(42)通过所述倾倒口(54)和所述填充间隙(53)倒入所述第二填充槽(52)；
所述在所述第一填充槽(51)内涂抹第一抗酸填充物(41)还包括：
将第一抗酸填充物(41)填充所述第一填充槽(51)位于所述第二填充槽(52)顶部的部分区域，以形成倾倒口(54)，其中，所述第一填充槽(51)与所述第二填充槽(52)与同一所述第二壁板(132)对应；
所述将第一壳部(1)封盖于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方，并与两个所述档环焊接还包括：
在多个所述第一壁板(131)的上方设置多个所述第二壁板(132)，并对相邻的两个所述第二壁板(132)相对侧的边缘进行焊接；
所述在所述第一填充槽(51)内涂抹第一抗酸填充物(41)还包括：
对各所述第二壁板(132)顶部与对应的挡墙之间的区域填充所述第二抗酸填充物(42)，同时对所述第二壁板(132)对应的所述倾倒口(54)进行填充；
所述将两个档环焊接于筒壁(22)的外壁还包括：
将所述第二档环焊接于所述修补区域(21)的顶部，并将所述第二档环与所述第二壁板(132)的顶部进行焊接，以对所述第一抗酸填充物(41)和所述第二抗酸填充物(42)进行封堵。
9.根据权利要求7所述的热风炉炉壳焊接修补方法，其特征在于，所述将分隔部(32)设置于所述筒壁(22)的外壁并位于两个所述档环之间，具体包括：
将多个槽钢(321)焊接于所述筒壁(22)，多个所述槽钢(321)位于两个所述档环之间并首尾相连，其中，所述分隔部(32)包括多个所述槽钢(321)，所述槽钢(321)的凹槽朝向所述第一壳部(1)；
将第一壳部(1)封盖于所述第一填充槽(51)和所述第二填充槽(52)的上方，之前包括：
在所述槽钢(321)的凹槽内涂抹所述第一抗酸填充物(41)。
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2023
- 2023-08-16 CN CN202311034039.0A patent/CN116814882B/zh active Active
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