2 000m3高炉水冷壁更换与检修方法

庞玉柱

（天津钢铁有限公司，天津 300301）

天津钢铁有限公司2 000m3高炉从2004年2月投产，到2011年8月已连续运行7年多，期间出现个别水冷壁漏水。2010年11月12日，2 000m3高炉焖炉15天期间，冷却壁漏水更加严重，且高炉送风时恢复困难及高炉炉况下降等因素的存在，更造成了高炉各项消耗指标增大，高炉利用系数降低。

根据高炉运行和外壳温度情况，确定高炉水冷壁损坏主要发生在6、7、8三带铜质水冷壁和第9带铸铁水冷壁，其中三带铜质水冷壁块数为126，重量为250t，铸铁水冷壁为40块，重量约为140t。为尽快解决高炉水冷壁漏水，决定对高炉进行中修，更换水冷壁。

一、高炉中修更换水冷壁，确定的主要项目

材料准备、运输；制作一个吊盘，四个运输支撑架，200个油顶支架；166块水冷壁试压；工机具设置准备；检修现场水、电、气源设施安排；试压后的水冷壁运输；风口中、小套56件拆除；运输出入口切割，打开大方孔；炉内清理；166块水冷壁拆除，相关管道拆除；安装吊盘；166块水冷壁回装；炉喉钢砖更换两块；调整冷却壁；回装风口中、小套56件；高炉喷涂、砌筑、灌浆施工方法及技术要求；焊接水管护罩；试压。

二、关键过程控制点及其控制措施

1.水冷壁的拆除专用顶架

拆除水冷壁时，由于水冷壁紧贴在炉壳上，需在炉外靠油顶对水冷壁定位销施加外力才能拆掉。在检修前，需要制作166个油顶架，并焊接在炉壳上。

2.水冷壁的安装专用工具

（1）吊盘。因高炉内的四带水冷壁在炉内位于不同高度，检修人员安装水冷壁需要有检修平台，并调节高度，现场制作一直径10m的吊盘，主梁用300mm×100mm工字钢12根、吊耳用30mm钢板、八个次梁用25mm×100mm工字钢20根、16#槽钢20根，并且在上面铺40mm钢板，用八个手拉葫芦垂直挂在炉内。

考虑到水冷壁安装时会出现炉皮基础孔与水冷壁进出水管路位置或尺寸不符的现象，在吊盘上，制作安装工具，便于使用千斤顶将水冷壁复位。

（2）固定支撑架。为确保水冷壁运输时的安全、水冷壁运至现场不变形，提前在每台运输车上制作一个水冷壁固定支撑架。

3.水冷壁安装要点

（1）按排定顺序从下至上安装水冷壁，在开口处会合。

（2）由于水冷壁的形状不一、安装位置不一样，安装时一定要对号入座。为了确保安装无误，可采用对水冷壁在炉内的位置重新编号，从炉壳临时吊装孔处一侧开始编号（1～42）到吊装孔另一侧结束。把号码提前写在水冷壁上，运输、吊装时也要按号码顺序进行，安装前校对水冷壁与炉壳号码，以防装错。

（3）安装水冷壁时应先将下方进出水管与炉孔对齐，其中第一块定位一定要准确。水冷壁找正就位时，撬棍不得作用在水冷壁进出水管上，应作用在本体上；水冷壁吊装到位后，螺栓、螺栓孔必须保持清洁，螺栓涂机油后再拧，一定要对正螺孔，不允许强行拧进，以防乱丝。

（4）铜质水冷壁安装到位后，固定螺栓的紧固一定要交替对称紧固；每块水冷壁安装到位后，将定位销及垫圈点焊到炉壳上；每段水冷壁全部安装到位后，检查进出水管与炉壳开孔相对位置，符合要求后将定位销焊接到炉壳上。

（5）水冷壁就位后，在水冷壁相互之间的水平缝、垂直缝上都填以填料。铜管与炉壳之间、螺栓与炉壳之间都用石棉绳沾铅油塞满，以防漏煤气。

（6）每块水冷壁的固定螺栓在安装时应拧紧到同等程度，以保证受力均匀，安装完毕后，将螺栓垫板与炉壳焊死，再将螺栓、螺母、垫板间焊满，以免泄漏煤气。

4.分项工程质量验收标准及验收要求允许偏差值

（1）铜质水冷壁长度公差+2.0mm，宽度公差+2.0mm，厚度公差+1.0mm。

（2）水冷壁安装需在炉壳上割孔时，进出水管与炉皮开孔间隙不得小于6mm，并要垂直炉壳开孔。水冷壁之间的垂直及水平缝间隙极限偏差均为±10mm，且最小缝隙不得小于15mm。

三、关键项目检修方案

1.水冷壁吊装方法与机具设置

在炉台上提前设置5t卷扬机并固定，卷扬机主要用于水冷壁的吊装，高炉的水冷壁都是从炉41m平台的大方盖吊出和吊入。

2.吊盘安装

吊盘制作采用提前预制、炉内组装的方法，吊盘搭设完毕后，用八个5t手拉葫芦吊住，吊盘升降靠葫芦完成。水冷壁安装时，吊盘要从八个方向顶住，以保证吊盘的稳定。吊盘组装应在旧水冷壁全部拆除完毕，炉内通风良好，具备水冷壁安装条件时进行。吊盘拆除时应将吊盘分解，从开洞处或风口处运走。

3.水冷壁拆除方法

把水冷壁联接螺栓用气割切割（此工作在停炉后即可进行），外部管路的切割待水冷壁停水后开始。然后焊接安装炉顶水冷壁门型架。

休风4h后，降低炉体循环水量到500～600t/h，设专人测量水温差，要求水温差不大于0.2℃，否则增加循环水量。

休风12h后停水，割水冷壁连管，将旧水冷壁全部顶入炉内。

完成从炉顶41m平台外运水冷壁、检修人员撤离及起吊半径等流程。水冷壁全部吊出需72h。

4.水冷壁的安装

（1）提前将水冷壁密封圈粘贴在进出水管上，将螺栓和定位销安装上，之后安装铜质水冷壁。

（2）用25t吊车将水冷壁用吊装带吊离临时支架，放在U型吊架上，以确保水冷壁进出水管和定位销钢管不被临时支架碰歪，由高炉50t吊车吊至风口平台西侧，轻放在风口平台和炉顶检修口平台上，然后用3t电葫芦吊起，从高炉大方盖吊入。进炉时让水冷壁有吊耳的一头朝向炉内，然后用5t卷扬机钩住吊耳，用另一台卷扬机吊住尾部，吊离U型吊架，采取防歪倒措施，然后拧上安装螺栓和定位销，将水冷壁吊到安装位置，用细钢丝绳穿过炉皮的套管口或螺栓孔捆住水冷壁下部，把水冷壁拉到炉壳上顶紧，钢丝绳与水冷壁间垫木块防护，最后拧上外部螺母，调整进出水管与炉壳孔间隙不小于6mm，固定定位销并焊死。

5.高炉喷涂及灌浆

（1）喷涂前准备。安装好喷涂标尺；清理炉内挂结物；检查覆盖料的密封情况；正式喷涂之前，检查有无松动物、能否与喷涂层形成牢固结合；将压缩空气管接到炉前，确保畅通。

（2）喷涂技术要求。喷涂形成新炉衬(根据图纸及甲方要求确定喷涂厚度)不仅要与冷却壁牢固结合，与残存的旧衬也要牢固结合。回弹率不大于10%。要求新形成的炉衬符合炉型尺寸要求，做到表面均匀、平滑、平整。

（3）水冷壁与炉皮缝隙灌浆。在第九带与第七带水冷壁上部位置，分四个方向把炉皮开四个灌浆孔，孔直径为50mm。分别焊四个长300mm的1.2″钢管用压浆泵开始灌浆。完毕后，把压浆钢管去除，恢复炉皮。

四、检修后的效果

检修后，2 000m3高炉运行正常，指标较检修前有了大幅的提高，高炉利用系数由2.1升至2.59，燃料比从检修前的650kg/t降至目前的556kg/t，为公司的经营提供了保证。