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【摘 要】 分析了球式热风炉的缺点，阐述了经济适用的球式热风炉大修改造的施工方法。
【关键词】 球式热风炉;燃烧器;耐火球
使高炉发挥出更高效的效益是冶金工作者共同追求的目标，提高风温、延长使用寿命是最直接经济的手段。
小型球式热风炉存在着一些缺陷，如热风出口和燃烧口大墙开裂、燃烧能力小、热风炉拱顶塌陷等。小型球式热风炉的热风出口、燃烧口、人孔均匀布置在拱顶的下部，一般情况下每座热风炉配置1～2个陶瓷燃烧器，因此拱顶下部的孔口数达4～5个。在生产过程中，由于经受反复的热冲击，燃烧口、热风出口部位的耐火材料易产生脱落和坍塌，从而导致热风炉拱顶的塌落。
改造后的热风出口及点火人孔均设置在燃烧器的底部，而且燃烧器为环形无焰燃烧器，不会产生切向的旋转气流，延长了炉顶的使用寿命。同时，无焰燃烧器可以消除耐火球产生粘结的现象，使热风炉获得更好的风温水平。
小型球式热风炉炉体结构 改造后的球式热风炉炉体结构
一些钢铁厂为了改善热风炉的情况，在大修的同时对热风炉进行改造，使之更能适应生产的需要。以下介绍某钢铁厂450m3高炉球式热风炉的大修改造的主要施工方法。
一、耐火材料的拆除施工方法
1、热风炉帽头耐火材料的拆除
热风炉达到进人条件后，施工人员自热风出口附近的人孔进人炉内，将耐火球进行平整，然后在耐火球上搭设脚手架，脚手架下部需垫木板以保证脚手架的稳定。脚手架搭设完毕后，施工人员先在炉顶上部平台上，使用风镐将炉顶的楔子砖打掉，然后再继续将拱顶组合砖在外部拆除几环后，施工人员进入炉内的脚手架平台开始自上而下的拆除，拆除的耐火砖自人孔运至炉外平台上，装入吊筐中后使用吊车吊至炉下，运至甲方指定的位置。
帽头耐火砖拆除至热风出口上部后停止拆除，在炉外平台上将燃烧器的人孔打开，使用风镐将耐火材料打掉，炉内燃烧器部分墙体需拆除至燃烧口下沿。
帽头拆除完毕后，将炉内脚手架拆除，准备进行耐火球的拆除。
2、耐火球的拆除
将热风炉下部的卸球孔打开，让耐火球流至炉下，遇到结瘤的地方，用带长钎子的风镐振动，必要时采用爆破的方法。由于热风炉下部空间比较狭小，拆除出來的耐火球用小型装载机装至翻斗车上运送到甲方指定的地点。
二、帽头炉壳拆除
炉壳拆除前，按预先分段的位置划出切割线，焊接吊耳，安装液压装置。将帽头的耐火材料清理完毕后，用气割沿切割线分割开炉壳后，使用液压装置顶升上部炉壳，使上下炉壳分离，使用吊车将帽头吊至地面解体后运至甲方指定的地点。
三、热风炉炉壳安装
1、拼装前的准备
拼装平台必须设在坚实、平整的地面上，平台在搭设时用水准仪找平，平台工作面高低差不大于3mm。在拼装过程中，平台若产生不均匀沉降，应及时调平。
2、拼装方法
根据吊装单元来确定上、下带炉壳的拼装数量。
上下带炉壳拼装时应将炉壳下口圆周与平台上画出的圆弧线对准，上下两带拼装放好间隙垫板及落位板，错口处用直角卡具加楔子调整，椭圆度用倒链及调整器调整，各带炉壳组装后，加“米”字型支撑以防止变形。
按制造厂出厂时的排版图及编号进行组装，测定每带的中心位移、椭圆度、上口水平差、对口错边量、坡口端部间隙等，符合要求后方可进行环缝施焊。
3、炉壳吊装
炉壳分两次整体吊装，第一段为收缩段，第二段燃烧器段炉壳。
选择合适的汽车吊由下至上按吊装单元依次进行吊装，调整后用定位夹具固定，炉壳中心测定用测心桥测定。
四、热风炉耐火材料砌筑方法
1、上料系统的设置
热风炉拱顶砌筑时，在炉顶设置一台2吨的电葫芦，同时在炉内炉箅子上搭设脚手架，脚手架的中间留设1米见方的上料通道。
在卸球孔处搭设上料平台，耐火材料自卸球孔进入炉内，进入炉内的耐火砖码放在吊筐中，通过电葫芦运至各层施工平台。
在热风炉下部空地设置泥浆搅拌站，0.325m3搅拌机2台，各配制大灰槽一个。上料时泥浆由搅拌机注入大灰槽，人工盛入小灰桶后，通过卸球孔进入炉内。
2、空气、煤气道砌筑施工
a.挑选耐火砖，根据砌筑要求按厚度或长度分类。
b.在管道内壁划出若干条纵向控制线和环型线。
砌筑时首先以底部中心线为起点，向两侧开始砌筑。上部管道砌筑，按设计制作相应的拱胎，在砌筑时进行支设，施工中采用拱胎砌筑。要注意灰浆的饱满度。砌筑后将管道内清理干净。
3、拱顶砌筑施工
拱顶是炉体的关键，施工前，先进行预砌筑，按预砌结果进行。编号及画出砌砖图，并将砖做必要的加工。拱顶砌筑过程中，下部采用挂勾方法，砌一块挂一块，按设计尺寸制做可变轮杆，用轮杆保证内径尺寸，上部合门处支设拱胎在拱胎上合门，每环砖的合门砖不能在同一悬链线部位，保证施工质量。
4、炉墙修补
在炉顶砌筑完毕后，借助炉内脚手架，将炉墙破损处进行修补，炉墙修补完毕后，拆除炉内脚手架。
5、装耐火球
热风炉装耐火球之前，先将卸球孔处耐火砖砌筑完毕，然后将卸球孔人孔封堵，装球时，耐火球由上部装球孔通过在炉内设置的溜槽进入炉内。装球时，需要按照图纸，将耐火球分类装入炉内。装入一定量的耐火球后，需要施工人员进入炉内对耐火球进行平整，直至球床高度达到图纸要求。
随着高炉升级改造的发展，钢铁厂原有的小型球式热风炉的大修改造已经成为了一种趋势，而本文中论述的施工方法已经通过实践得到了验证，具有较好的经济效益及社会效益，仅供大家参考。
参考文献：
[1]《高炉砌筑技术手册》
[2]《筑炉工程手册》
[3]《球式热风炉的现状与发展》
作者简介：宋新明，2004年毕业于鞍山科技大学材料系无机非金属材料科学专业，现就职于中国二十二冶集团有限公司工业炉窑工程分公司。
【关键词】 球式热风炉;燃烧器;耐火球
使高炉发挥出更高效的效益是冶金工作者共同追求的目标，提高风温、延长使用寿命是最直接经济的手段。
小型球式热风炉存在着一些缺陷，如热风出口和燃烧口大墙开裂、燃烧能力小、热风炉拱顶塌陷等。小型球式热风炉的热风出口、燃烧口、人孔均匀布置在拱顶的下部，一般情况下每座热风炉配置1～2个陶瓷燃烧器，因此拱顶下部的孔口数达4～5个。在生产过程中，由于经受反复的热冲击，燃烧口、热风出口部位的耐火材料易产生脱落和坍塌，从而导致热风炉拱顶的塌落。
改造后的热风出口及点火人孔均设置在燃烧器的底部，而且燃烧器为环形无焰燃烧器，不会产生切向的旋转气流，延长了炉顶的使用寿命。同时，无焰燃烧器可以消除耐火球产生粘结的现象，使热风炉获得更好的风温水平。
小型球式热风炉炉体结构 改造后的球式热风炉炉体结构
一些钢铁厂为了改善热风炉的情况，在大修的同时对热风炉进行改造，使之更能适应生产的需要。以下介绍某钢铁厂450m3高炉球式热风炉的大修改造的主要施工方法。
一、耐火材料的拆除施工方法
1、热风炉帽头耐火材料的拆除
热风炉达到进人条件后，施工人员自热风出口附近的人孔进人炉内，将耐火球进行平整，然后在耐火球上搭设脚手架，脚手架下部需垫木板以保证脚手架的稳定。脚手架搭设完毕后，施工人员先在炉顶上部平台上，使用风镐将炉顶的楔子砖打掉，然后再继续将拱顶组合砖在外部拆除几环后，施工人员进入炉内的脚手架平台开始自上而下的拆除，拆除的耐火砖自人孔运至炉外平台上，装入吊筐中后使用吊车吊至炉下，运至甲方指定的位置。
帽头耐火砖拆除至热风出口上部后停止拆除，在炉外平台上将燃烧器的人孔打开，使用风镐将耐火材料打掉，炉内燃烧器部分墙体需拆除至燃烧口下沿。
帽头拆除完毕后，将炉内脚手架拆除，准备进行耐火球的拆除。
2、耐火球的拆除
将热风炉下部的卸球孔打开，让耐火球流至炉下，遇到结瘤的地方，用带长钎子的风镐振动，必要时采用爆破的方法。由于热风炉下部空间比较狭小，拆除出來的耐火球用小型装载机装至翻斗车上运送到甲方指定的地点。
二、帽头炉壳拆除
炉壳拆除前，按预先分段的位置划出切割线，焊接吊耳，安装液压装置。将帽头的耐火材料清理完毕后，用气割沿切割线分割开炉壳后，使用液压装置顶升上部炉壳，使上下炉壳分离，使用吊车将帽头吊至地面解体后运至甲方指定的地点。
三、热风炉炉壳安装
1、拼装前的准备
拼装平台必须设在坚实、平整的地面上，平台在搭设时用水准仪找平，平台工作面高低差不大于3mm。在拼装过程中，平台若产生不均匀沉降，应及时调平。
2、拼装方法
根据吊装单元来确定上、下带炉壳的拼装数量。
上下带炉壳拼装时应将炉壳下口圆周与平台上画出的圆弧线对准，上下两带拼装放好间隙垫板及落位板，错口处用直角卡具加楔子调整，椭圆度用倒链及调整器调整，各带炉壳组装后，加“米”字型支撑以防止变形。
按制造厂出厂时的排版图及编号进行组装，测定每带的中心位移、椭圆度、上口水平差、对口错边量、坡口端部间隙等，符合要求后方可进行环缝施焊。
3、炉壳吊装
炉壳分两次整体吊装，第一段为收缩段，第二段燃烧器段炉壳。
选择合适的汽车吊由下至上按吊装单元依次进行吊装，调整后用定位夹具固定，炉壳中心测定用测心桥测定。
四、热风炉耐火材料砌筑方法
1、上料系统的设置
热风炉拱顶砌筑时，在炉顶设置一台2吨的电葫芦，同时在炉内炉箅子上搭设脚手架，脚手架的中间留设1米见方的上料通道。
在卸球孔处搭设上料平台，耐火材料自卸球孔进入炉内，进入炉内的耐火砖码放在吊筐中，通过电葫芦运至各层施工平台。
在热风炉下部空地设置泥浆搅拌站，0.325m3搅拌机2台，各配制大灰槽一个。上料时泥浆由搅拌机注入大灰槽，人工盛入小灰桶后，通过卸球孔进入炉内。
2、空气、煤气道砌筑施工
a.挑选耐火砖，根据砌筑要求按厚度或长度分类。
b.在管道内壁划出若干条纵向控制线和环型线。
砌筑时首先以底部中心线为起点，向两侧开始砌筑。上部管道砌筑，按设计制作相应的拱胎，在砌筑时进行支设，施工中采用拱胎砌筑。要注意灰浆的饱满度。砌筑后将管道内清理干净。
3、拱顶砌筑施工
拱顶是炉体的关键，施工前，先进行预砌筑，按预砌结果进行。编号及画出砌砖图，并将砖做必要的加工。拱顶砌筑过程中，下部采用挂勾方法，砌一块挂一块，按设计尺寸制做可变轮杆，用轮杆保证内径尺寸，上部合门处支设拱胎在拱胎上合门，每环砖的合门砖不能在同一悬链线部位，保证施工质量。
4、炉墙修补
在炉顶砌筑完毕后，借助炉内脚手架，将炉墙破损处进行修补，炉墙修补完毕后，拆除炉内脚手架。
5、装耐火球
热风炉装耐火球之前，先将卸球孔处耐火砖砌筑完毕，然后将卸球孔人孔封堵，装球时，耐火球由上部装球孔通过在炉内设置的溜槽进入炉内。装球时，需要按照图纸，将耐火球分类装入炉内。装入一定量的耐火球后，需要施工人员进入炉内对耐火球进行平整，直至球床高度达到图纸要求。
随着高炉升级改造的发展，钢铁厂原有的小型球式热风炉的大修改造已经成为了一种趋势，而本文中论述的施工方法已经通过实践得到了验证，具有较好的经济效益及社会效益，仅供大家参考。
参考文献：
[1]《高炉砌筑技术手册》
[2]《筑炉工程手册》
[3]《球式热风炉的现状与发展》
作者简介：宋新明，2004年毕业于鞍山科技大学材料系无机非金属材料科学专业，现就职于中国二十二冶集团有限公司工业炉窑工程分公司。