CN117363818A - 一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法 - Google Patents

Abstract

一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，包括以下步骤：S1、首先构建抱箍装置；S2、在热风炉和混风室外面沿周向分别加装多层均布的第一筋板和第二筋板，将第一固定件放置在在第一筋板上，将第二固定件放置在第二筋板上；S3、当烘炉结束，热风炉和混风室进入正常生产状态后，将分段的第一固定件和第二固定件经螺栓拧紧连接在一起，然后再用拉杆将第一固定件和第二固定件连接在一起。本发明方法简单，操作方便，成本低，彻底解决了刚性抱箍和刚性联接拉杆设计缺陷，炉壳膨胀收缩和炉壳上下膨胀收缩均处于松弛自由状态，彻底解决了炉壳开裂限制，避免了炉壳开裂发生，社会和经济效益显著。

Description

一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法

技术领域

本发明涉及热风炉领域，特别是一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法。

背景技术

目前，高炉高压高风温热风炉炉壳均出现了共性开裂的现象，严重影响了热风炉和职工的人身安全。热风炉炉壳开裂除了已发现的炉壳材质缺陷、炉壳抗力厚度不足、应力集中、焊缝及热影响区屈服轻度改变、硬度改变、送风期高温空气与送风期数千PPM生成的硝酸根等因素外，还有一个被行业忽视的因素，强化炉壳送风压力导致的炉壳变量而将加强抱箍牢固焊接在热风炉炉壳之上，形成了刚性联接结构，这样设置的刚性抱箍结构，导致了热风炉加热升温期至正常生产期炉壳的逐渐膨胀被加强抱箍限制无法涨缩，而抱箍区域外的炉壳则是自由释放膨胀的，这就导致炉壳不能完全自由涨缩，而抱箍和刚性联接的拉杆也限制了炉壳整体往上膨胀，抱箍与横向联接的联接拉杆，这两项设计上的是造成炉壳开裂的被忽视的重要因素；以目前开裂案例计算炉壳膨胀值按照标准 12×10^-6重新计算如下：

炉壳抱箍限制的炉壳周向膨胀量：

案例一：安钢热风出口直段炉壳内径11260mm，炉壳温度80℃，周向膨胀量33.96mm；炉壳温度100℃，周向膨胀量42.45mm；炉壳温度120℃，周向膨胀量50.94mm；炉壳温度150℃，周向膨胀量63.67mm。

案例二：湛江热风出口直段炉壳内径12590mm，炉壳温度80℃，周向膨胀量37.97mm；炉壳温度100℃，周向膨胀量47.46mm；炉壳温度120℃，周向膨胀量56.96mm；炉壳温度150℃，周向膨胀量71.19mm。

案例三：京唐热风出口直段炉壳内径13520mm，炉壳温度80℃， 周向膨胀量40.77mm；炉壳温度100℃，周向膨胀量50.97mm；炉壳温度120℃，周向膨胀量61.16mm；炉壳温度150℃，周向膨胀量76.45mm。

炉壳抱箍限制的炉壳往上的膨胀量：

例如：1、安钢4747m³高炉热风炉抱箍与拉杆刚性联接限制了炉壳往上的膨胀量：假设平均炉壳温度70℃，炉底到热风出口高度为32.1m，膨胀量约26.96mm，炉底至炉顶高度为51.54m，膨胀量43.29mm；平均炉壳温度100℃，炉底到热风出口膨胀量约38.52mm，炉底至炉顶膨胀量61.86mm。

2、宝钢湛江5050m³高炉热风炉抱箍与拉杆刚性联接限制了炉壳往上的膨胀量：假设平均炉壳温度70℃，炉底到热风出口高度为27.7m，膨胀量约23.27mm，炉底至炉顶高度为48.3m膨胀量40.57mm；平均炉壳温度100℃，炉底到热风出口膨胀量约33.24mm，炉底至炉顶膨胀量57.96mm。

3、京唐5500m³高炉热风炉抱箍与拉杆刚性联接限制了炉壳往上的膨胀量：假设平均炉壳温度70℃，炉底到热风出口高度为27.3m，膨胀量约22.96mm，炉底至炉顶高度为49.7m，膨胀量41.75mm；平均炉壳温度100℃，炉底到热风出口膨胀量约32.8mm。炉底至炉顶膨胀量59.64mm。

按照钢壳的温度与对应的膨胀率计算出上述炉壳直径的膨胀量80度时，膨胀量分别为33.96mm、37.97mm、40.77mm；100度时，膨胀量分别为42.45mm、47.46mm、50.97mm；120度时，膨胀量分别为50.94mm、56.97mm、61.16mm；150度时，膨胀量分别为63.67mm、71.19mm、76.45mm；这些如此之大的周向膨胀量被加强抱箍刚性的限制，导致抱箍以外区域薄弱环节焊缝及热影响区开裂就不足为怪了。目前国内国外顶燃式热风炉抱箍均将抱箍焊死在炉壳上形成了刚性抱箍。而热风炉往上整体膨胀量也是很大；例如安钢热风炉计算的炉壳至抱箍处往上的膨胀量按照上下平均炉壳温度70℃，炉底到热风出口膨胀量约26.96mm，平均炉壳温度100℃，炉底到热风出口膨胀量约43.29mm。所以，经过计算，抱箍刚性联接和抱箍与拉杆刚性联接均限制了热风炉炉壳周向膨胀量和往上的膨胀量。此问题在实际生产中遇到，经过计算才发现其严重性，因此，亟需设计一种新的设计来解决这一问题，以解决顶燃式热风炉炉壳焊缝及热影响区开裂问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，可有效解决现有刚性抱箍结构造成顶燃式热风炉炉壳开裂的问题。

为实现上述目的，本发明解决的技术方案是，一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，包括以下步骤：

S1、首先构建抱箍装置，所述的抱箍装置包括第一固定件和第二固定件，第一固定件和第二固定件均是由经螺栓连接的多段弧形板构成的圆形，第一固定件和第二固定件相对的弧形板上分别设有第一连接头和第二连接头，第一连接头和第二连接头经拉杆连接在一起，然后按如下方法加装抱箍；

S2、在热风炉和混风室外面沿周向分别加装多层均布的第一筋板和第二筋板，将第一固定件放置在在第一筋板上，将第二固定件放置在第二筋板上，先将螺栓拧松，此时第一固定件和第二固定件与热风炉和混风室外壁间呈松散连接，第一固定件和第二固定件的内径的计算公式为：

膨胀量=温度×线膨胀系数α×炉壳周长 式1

抱箍内径D=（炉壳周长+膨胀量）/π 式2

其中，膨胀量、D、炉壳周长单位为mm，温度单位为℃，线膨胀系数α= 12×10^-6，π取3.14；

S3、当烘炉结束，热风炉和混风室进入正常生产状态后，将分段的第一固定件和第二固定件经螺栓拧紧连接在一起，此时第一固定件和第二固定件与热风炉和混风室外壁间呈紧密连接，然后再用拉杆将第一固定件和第二固定件连接在一起，牢固的将抱箍装置加装在炉壳上，有效防止炉壳开裂。

本发明方法简单，操作方便，成本低，彻底解决了刚性抱箍和刚性联接拉杆设计缺陷，炉壳膨胀收缩和炉壳上下膨胀收缩均处于松弛自由状态，彻底解决了炉壳开裂限制，避免了炉壳开裂发生，社会和经济效益显著。

附图说明

图1是现有抱箍连接结构图。

图2是本发明安装结构示意图（主视图）。

图3是本发明安装结构示意图（俯视图）。

图4是本发明抱箍装置俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。

一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，包括以下步骤：

S1、首先构建抱箍装置，所述的抱箍装置包括第一固定件1和第二固定件2，第一固定件1和第二固定件2均是由经螺栓3连接的多段弧形板构成的圆形，第一固定件1和第二固定件2相对的弧形板上分别设有第一连接头101和第二连接头201，第一连接头101和第二连接头201经拉杆4连接在一起，然后按如下方法加装抱箍；

S2、在热风炉5和混风室6外面沿周向分别加装多层均布的第一筋板7和第二筋板8，将第一固定件1放置在在第一筋板7上，将第二固定件2放置在第二筋板8上，先将螺栓3拧松，此时第一固定件1和第二固定件2与热风炉1和混风室2外壁间呈松散连接，第一固定件1和第二固定件2的内径的计算公式为：

膨胀量=温度×线膨胀系数α×炉壳周长 式1

抱箍内径D=（炉壳周长+膨胀量）/π 式2

其中，膨胀量、D、炉壳周长单位为mm，温度单位为℃，线膨胀系数α= 12×10^-6，π取3.14；

S3、当烘炉结束，热风炉5和混风室6进入正常生产状态后，将分段的第一固定件1和第二固定件2经螺栓3拧紧连接在一起，此时第一固定件1和第二固定件2与热风炉1和混风室2外壁间呈紧密连接，然后再用拉杆4将第一固定件1和第二固定件2连接在一起，牢固的将抱箍装置加装在炉壳上，有效防止炉壳开裂。

更进一步地，所述的拉杆4包括第一连接杆401、第二连接杆402、连接轴403和双头螺栓404，第一连接杆401、第二连接杆402端部分别经连接轴403装在第一连接头101和第二连接头201上，第一连接杆401、第二连接杆402另一端部经螺纹头与双头螺栓404内螺纹连接在一起。

所述的第一固定件1是由2段以上弧形板经第一螺栓301连接构成的圆形，第二固定件2是由2段以上弧形板经第二螺栓302连接构成的圆形。

所述的第一连接头101、第二连接头201结构相同，均是呈直角凹槽状，凹槽对称的两侧壁上装有用于连接第一连接杆401和第二连接杆402的连接轴403。

本发明方法简单，设计巧妙，经实际生产中实验效果较好，相关资料如下：

热风炉安装抱箍处的外径为11570mm，混风室安装抱箍处的外径为4060mm，热风炉和混风室工作温度为120℃，将第一固定件分成4段，将第二固定件分别分成3段，分别安装在第一筋板和第二筋板上，此时热风炉和混风室未开始工作，第一固定件和第二固定件与热风炉和混风室外壁间呈松散连接；

热风炉的膨胀量=120×12×10^-6×11570×3.14=52.31mm；

则第一固定件的内径D=（52.31+11570×3.14）/3.14=11586.66mm；

同理，第二固定件的内径D=4065.86。其内径为分段的第一固定件和第二固定件经螺栓连接成整体成圆形后的内径，其内径大于炉壳的外径，有效防止炉壳开裂。

热风炉和混风室正常工作，热风炉加热升温期至正常生产期炉壳逐渐膨胀，当烘炉结束，热风炉和混风室进入正常生产状态后，将分段的第一固定件和第二固定件分别经第一螺栓和第二螺栓首尾依次连接成整体，此时第一固定件和第二固定件与热风炉和混风室外壁间紧密连接，然后再用拉杆将第一固定件和第二固定件连接在一起，第一连接杆、第二连接杆可绕连接轴转动，实现了炉壳上下膨胀收缩自由，第一固定件和第二固定件与炉壳之间的松散连接，实现了炉壳周向膨胀收缩自由。

本发明方法简单，操作方便，成本低，彻底解决了刚性抱箍和刚性联接拉杆设计缺陷，抱箍与炉壳之间的松散连接，既起到了加强抱箍的作用，又起到了不限制顶燃式热风炉炉壳自由膨胀的作用，将抱箍与拉杆刚性连接优化改变为抱箍与拉杆联接采用能随热风炉整体往上膨胀向下收缩的轴向联接方式，实现了炉壳上下膨胀收缩自由，炉壳膨胀收缩和炉壳上下膨胀收缩均处于松弛自由状态，彻底解决了炉壳开裂限制，避免了炉壳开裂发生，社会和经济效益显著。

要指出的是，上述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出变动或者修饰为等同变化的等效实施例，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先构建抱箍装置，所述的抱箍装置包括第一固定件（1）和第二固定件（2），第一固定件（1）和第二固定件（2）均是由经螺栓（3）连接的多段弧形板构成的圆形，第一固定件（1）和第二固定件（2）相对的弧形板上分别设有第一连接头（101）和第二连接头（201），第一连接头（101）和第二连接头（201）经拉杆（4）连接在一起，然后按如下方法加装抱箍；

S2、在热风炉（5）和混风室（6）外面沿周向分别加装多层均布的第一筋板（7）和第二筋板（8），将第一固定件（1）放置在在第一筋板（7）上，将第二固定件（2）放置在第二筋板（8）上，先将螺栓（3）拧松，此时第一固定件（1）和第二固定件（2）与热风炉（1）和混风室（2）外壁间呈松散连接，第一固定件（1）和第二固定件（2）的内径的计算公式为：

膨胀量=温度×线膨胀系数α×炉壳周长 式1

抱箍内径D=（炉壳周长+膨胀量）/π 式2

其中，膨胀量、D、炉壳周长单位为mm，温度单位为℃，线膨胀系数α= 12×10^-6，π取3.14；

S3、当烘炉结束，热风炉（5）和混风室（6）进入正常生产状态后，将分段的第一固定件（1）和第二固定件（2）经螺栓（3）拧紧连接在一起，此时第一固定件（1）和第二固定件（2）与热风炉（1）和混风室（2）外壁间呈紧密连接，然后再用拉杆（4）将第一固定件（1）和第二固定件（2）连接在一起，牢固的将抱箍装置加装在炉壳上，有效防止炉壳开裂。

2.根据权利要求1所述的防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，其特征在于，所述的拉杆（4）包括第一连接杆（401）、第二连接杆（402）、连接轴（403）和双头螺栓（404），第一连接杆（401）、第二连接杆（402）端部分别经连接轴（403）装在第一连接头（101）和第二连接头（201）上，第一连接杆（401）、第二连接杆（402）另一端部经螺纹头与双头螺栓（404）内螺纹连接在一起。

3.根据权利要求1所述的防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，其特征在于，所述的第一固定件（1）是由2段以上弧形板首尾经第一螺栓（301）依次连接构成的圆形，第二固定件（2）是由2段以上弧形板首尾经第二螺栓（302）依次连接构成的圆形。

4.根据权利要求1所述的防止炉壳开裂加装炉壳抱箍的方法，其特征在于，所述的第一连接头（101）、第二连接头（201）结构相同，均是呈直角凹槽状，凹槽对称的两侧壁上装有用于连接第一连接杆（401）和第二连接杆（402）的连接轴（403）。