高炉热风炉炉壳制作工艺

攀钢2#高炉热风炉炉壳制作工艺
徐小勇 (攀冶修建分公司机械工程项目部邮编617023)
摘要：介绍了2#高炉热风炉炉壳的特点，制作热风炉炉壳的工艺流程和制作工艺。

认为借鉴转炉炉壳的制作工艺，再辅之以切合实际的技术措施，能够保证热风炉炉壳的制作质量。

关键词：热风炉炉壳制作流程成型校正
1．引言
在高炉生产过程中，热风炉设备是高炉生产系统的重要设备。

修建公司自从1996年年初开始承担了炼铁厂2#高炉3座热风炉炉壳结构制作安装任务以来，依次进行了炼铁厂三座高炉的热风炉炉壳的制作安装。

在首次承担的炉壳制作量就达537t，其中2#高炉的1#热风炉仅制作炉帽部分，共计四带；2#和3#热风炉为整座炉皮制作（两座炉结构完全一样），每座共计二十四带。

三座热风炉均由圆锥体、圆筒体和双曲面体组成。

就修建公司而言，当时制作2#高炉热风炉炉壳尚属首次，无制作经验，尤其是热风炉双曲面体的冷压成型工艺难度更大，加之工期短，任务紧，更为此次的检修工作增加了难度。

为此，针对工程实际，开发了热风炉炉壳制作工艺。

这些工艺技术经过这么多年的应用，其效果是明显的，工艺技术是成功的，至今还在继续使用和不断发展，并增加了一些新的工艺。

现结合首次制作情况，将热风炉炉壳的工艺流程和制作工艺归纳如下：
2．工艺流程
为了更简明地看到炉壳结构特点，可以将炉壳的圆锥体和圆筒体合称为直段，而将双曲面体改称为球段，由此可认为炉壳由直段和球段两大结构组成。

另外，修建公司曾经制作过的转炉炉壳结构与热风炉炉壳结构非常相似，借鉴转炉炉壳的制作工艺，并结合热风炉炉壳制作实际，得出制作热风炉炉壳直段和球段的工艺流程见图1、图2。

比较直段和球段的工艺流程，可以看到，球段比直段工序更多，更复杂，制作难度更大。

因此，要确保炉壳制作质量，尤其是球段落的制作质量，就一定要确保每道工序质量，而工序质量的保证是寻求合理的切合实际的制作工艺。

为了保证热风炉炉壳的制作质量，把住工序质量关，本次炉壳制作实施工艺卡，对分部分项质量进行严格检查，发现质量问题及时处理。

3．制作工艺
对球段的第一带用3块试块进行了压制试验，得到球段炉皮压制成型操作步骤：首先，
将炉皮初压一道；其次，加校正板条加以校正成型（板条加法见后述内容）。

图1 直段工艺流程图
3．1 炉壳板下料
必须按规定划好中心线、煨弯线、切开线、切去线、轨道线、坡口线、检查线。

各种线均用划针划线，并以洋冲打出。

洋冲间距规定如图3所示。

应注意各种划线必须准确，复查对角线应在±1mm以内。

为使尺寸一致，应使用样杆检查（可用30mm×50mm的干松木或旧盘尺）。

各带下料尺寸见表1。

3．2 炉壳板切割
所有直段均留线切割，球段压线切割。

切割必须垂直和光滑，以防止缺口和孔洞。

切口垂直度偏差应小于1mm ，有缺口处必须补平磨光。

切割时，仔细检查尺寸，保证切割线到检查距离在50±2mm 以内。

打坡口时，要求坡口均按规定尺寸精确加工成形。

按规定，凡直段带的横缝和竖缝坡口尺寸用刨边机加工成形，但必须注意此次坡口均为不对称型坡口，其角度与板面的正反必须分清，做好标记，写明正反面，确保加工坡口的准确性并为下步工序做好准备。

在刨边的同时，必须检查坡口尺寸、切割尺寸、对角线尺寸，从而保证下料后最终
图2 球段工艺流程图
表1 2#热风炉炉壳板下料尺寸
尺寸的准确性。

各尺寸的误差均应在±1mm以内。

3．3 压架系统及胎膜
从工艺流程图中看出，压架系统及胎膜是制作热风炉炉壳的关键，因此，首先应解决压架系统及胎膜的设计制作问题，然后，在压架系统及胎膜的设计制作上，严格按图纸进行施
工。

为了防止胎膜制作过程中的焊接变形，将常规组装顺序进行了改进，原来的常规组装顺序为：底板→立筋板→加强筋板→面板。

改进后的组装顺序为：底板→立筋板→面板→加强筋板。

需强调的是：面板与加强筋板在相关位置要同步，即该位置的面板装完后，也应将该位置内的加强筋板装完，也就是说，一段面板对应该段位置的加强筋板，需边装面板边装加强筋板。

通过改进，利用面板来控制因先装加强筋板引起的变形。

这样，有效地控制了变形，将上下胎膜变形量由原来的30～50mm降至10mm以内，确保了胎膜制作质量。

3．4 顶压成型
直段先用顶床将头子压好后，再用卷板机卷制成形，而球段直接用胎膜顶压成形。

在直段中，先将老顶床改制合格，保证顶辊横平竖直，顶床内胎也必须要横平竖直，同时保证支承平台水平。

在顶床的顶辊上有中心线，返出基准线，保证对线准确，防止对线偏差，边顶压边检查，检查样板取2m长，确保弧度误差在±2mm以内，欠顶或过顶均需重新顶压，直至满足标准要求。

在球段中，由于本次炉壳球段制作采用的是胎膜冷压成型工艺，不同于以往转炉炉壳球段的制作（转炉球段采用的是胎膜热压成型工艺）。

就热压与冷压两种成型工艺来说，热压后的炉壳成型效果很好，回弹量非常小，而经冷压后的炉壳成型效果很不理想，回弹量比较大，除特殊情况（如弯曲半径很小）外，一般都不能一次冷压成型，而必须通过校正方法进行校正，才能最终成型。

值得一提的是，有时回弹情况不一致，不均匀，无疑也会使校正次数增多，并且最终成型质量不如热压成型质量。

但应该指出，虽然热压成型较冷压成型质量要好，但热压成型改变了母材特有的技术指标，而冷压成型却没有。

至于优先选用何种压制成型工艺，这得由设计工艺要求等因素决定。

在本次炉壳球段制作中，要求采用冷压成型工艺。

为了控制好冷压成型质量，决定采取下述方法：①、每块炉壳第一次用胎膜压完后，用立体样板检查成型误差量。

②、根据成型误差量加校正板条给予校正，见图4。

顺序为：先校高度方向；再校上下口方向（校正板条宽一般取40mm，厚度由压制误差值决定，板条数可视实际情况增多），再记录各校正位置的回弹量。

③、若加板条后，炉壳成规律性地变化，考察每次回弹量，加板条就可直接校正，若炉壳局部存在不规则变化，局部就需另加板条加以校正。

同时还应在炉壳上用立体样板划出成型轮廓线，确定尺寸检查点，用尺寸直接进行局部成型检查。

本次炉壳冷压采用2台320t油压顶进行压制。

当板料放在下胎膜上找正后，放下上胎膜，再打压，打压时要求两台油压顶同时加压，步调要一致。

通过实施该工艺，较好地解决了炉壳冷压技术难关。

3．5 误差校正
将压制成型的每块炉皮按弧度、高度、对角线逐项检查，并将偏差控制在±2mm以内，
超差处钢材许可校正方法将各尺寸校正合格。

特别要注意其扭角、弧度不自然等情况，校正方法要得当。

3．6 合装及预装
球段炉壳要先合装一次，将每块炉壳处理合格后，才能进入预装，而直段炉壳处理好后可直接进入预装。

每块炉壳处理合格后，按要求点焊好各预装所需固定器、脚手架环以及各件逐一对号入座。

预装时的注意事项为：①、基准尺寸必须找准；②、在预装中出现水平度、错边、扭角等方面的较大问题时，必须找准原因，制定切实可行的措施进行处理，以达到技术规范的要求，严禁任意修口或强拉硬压。

预装技术规范为：①、每带的水平度相邻点在±1mm，对应点在±2mm以内；②、各缝错边在±1.5mm以内；③、间隙在3～6mm以内；④、垂直度在±2mm以内；⑤、各带的椭圆度在±5mm以内。

本次预装每次分三带进行，每三带装完后，将最上一带作为下三带预装的底带，依次循环。

每三带预装完后，记录各要求数据，并在炉壳上返出热风口中心线，并做好标记符号，写明“热风口中心线”字样。

经检验合格后，再焊各固定卡具。

4．结束语
制作2#高炉热风炉炉壳过程中，借鉴了以往转炉炉壳制作经验，并针对热风炉炉壳实际，制定了热风炉炉壳的制作工艺，并采取一系列切实可行技术措施，把住了每道工序质量关，经检验，热风炉炉壳的质量达制作要求，能够满足公司生产需要。