安钢1#高炉风口大套在线修复

江战波

摘 要：风口大套是高炉进风系统的重要组成部分，其锥形密封面变形严重影响高炉进风系统的稳定。本文介绍了利用动力箱体传动，结合变径刀杆进给，实现在线快速修复风口大套锥形密封面的一种加工方法。

关键詞：风口大套，变径进给，在线修复

0 引言

安钢1#高炉有效面积为2200m2，自2005年10月投产以来，日平均风量达4200m3/min，利用系数2.2。28个进风口圆周均布在标高为13.8m的炉体第四段上，工作温度约300℃。

随着高炉炉温升高，炉壳受热产生变形，进而挤压风口大套发生变形；风口大套自身受热也会发生变形。综合多方面原因，高炉经过长期使用后，风口大套锥形密封面均会产生不同程度的变形。从而导致风口大套与中套的锥面密封面接触面变小，无法形成有效的密封，造成煤气泄漏。跑煤气较严重的泄漏点现场测试火焰达到1m左右，煤气量在2000ppm以上。

现场通过采用更换中套、压浆、焊接等方法进行处理，效果均不是很理想。因高炉经过长期使用，炉壳成分和材质已经发生变化，风口大套与炉壳的焊接应力释放不均，后期易产生裂纹造成更加严重的煤气泄漏，所以冶金行业一代炉龄均不会采用更换风口大套的方案解决该问题。而利用机械加工手段在线修复风口大套，能有效去除锥形密封面变形量，实现风口大套和风口中套的锥形密封效果。

1 风口大套变形量检测

采用“米”字四点测量法，利用内径千分尺对风口大套大端直径和小端直径进行尺寸测量，从测得的4个数据中找出最大值和最小值，计算出大端和小端变形量。风口大套锥形密封面大小端尺寸值参考表1。

2 在线修复的设计原理

根据1#高炉现场施工情况设计动力箱体，利用动力箱体传递动力带动刀杆转动，刀台随刀杆转动做圆周运动，利用旋转刀台上的拖板的轴向进给，实现风口大套锥形密封面轴向和径向的切削加工，消除风口大套锥形密封面的变形量。箱体式变径刀杆结构示意图如图1所示。变径刀杆结构示意图如图2所示。

1、动力箱体2、接手3、刀杆4、炉壳5、后支撑6、风口大套7、刀台8、前支撑

参考风口大套的原始尺寸及变形量，选用合适的加工刀具、加工工序和加工工艺，保证风口大套锥形密封面的加工精度和粗糙度，确保大套和中套的密封效果。风口大套锥形密封面原始尺寸如图3所示。

3 在线修复

3.1铺设底板

根据高炉检修施工风口大套外部备件拆卸情况、高炉平台施工情况、现场作业吊装环境及加工需求，选择合适的底板尺寸。

底板铺设时，根据动力箱体的回转中心和风口大套的中心位置，底板上平面要保持基本水平，底板上表面距炉体外部风口大套外表面最低点约200mm处，且底板中心线与风口大套中心线在竖直方向保持基本一致。

底板是动力箱体的支撑平台，为避免加工过程中动力箱体产生震动，调整好位置后，必须采用型钢焊接的方式进行加固。

3.2 前支撑的定位焊接

按照风口大套中心线位置，在风口大套小端端面画出φ900mm端面线，调整前支撑大端外圆位置与端面线基本重合后，焊接加固。

3.3变径刀杆的找正

变径刀杆的找正精度直接影响到风口大套锥形密封面的加工尺寸精度，是在线修复风口大套的前提。

（1）粗找

将变径刀杆倒运至风口大套内，使刀台座支撑在风口大套锥形密封面上。利用钢板尺测量风口大套外部圆周四个方向的尺寸，调整外部刀杆使得测量的4个数值基本一致，焊接固定后支撑。

（2）精找

首先，利用水平仪，通过调整前后支撑将刀杆调整到水平。利用百分表测量风口大套锥形密封面大端竖直方向尺寸，采用刀杆整体调整的办法，将刀杆中心与风口大套中心在竖直方向调整一致。利用百分表测量风口大套小端水平方向尺寸，采用刀杆整体调整的办法，将刀杆中心与风口大套中心水平方向调整一致。然后配合打表进行微调，使得刀杆中心与风口大套中心重合，误差需控制在0.05mm以内。

3.4床头箱的找正

根据已找正的刀杆，利用百分表、水平仪及角度尺，调整动力箱体位置，使动力箱体回转中心与刀杆中心重合。

3.5加工

根据风口大套锥形密封面的变形量，选择合适的刀具和切削用量，确保密封面加工后的精度和粗糙度。

（1）刀具材料的选用

粗加工风口大套的锥形密封面时，因密封面变形，在加工时圆周上切削深度不同，会产生不连续切削。因此我们使用强度较高，抗冲击、抗振性能较好，耐磨性和允许的切削速度较低的YG8刀具。

半精加工和精加工时我们选用YA6刀具，因为YA6属细胞粒碳化钨合金，由于加入了少量的稀有元素，合金耐磨性和使用强度均有提高，适用于硬铸铁件的半精加工及精加工。

（2）切削用量的选择

综合考虑加工精度和加工效率等各方面因素，将整个加工过程分为“粗加工、半精加工、精加工”三个工序，各工序的切削用量及有关参数选择参考表2。

4 在线修复后的结果

使用内经千分尺对在线修复后的风口大套锥形密封面进行测量，其不圆度均小于0.1mm，符合高炉风口大套在线修复验收标准；使用0.1mm塞规对修复后风口大套锥形密封面与风口中套配合间隙进行检测，进入深度均小于密封面长度的1/3，符合风口中套安装验收标准；高炉检修完成后，通风试压检测无泄漏，达到了预期治理效果，满足了高炉生产工艺需求。

5 结束语

通过采用上述风口大套的在线修复方法，能有效消除风口大套锥形密封面的变形量，实现风口大套和风口中套的锥形密封效果，从而快速高效的治理高炉煤气泄漏。

参考文献：

[1]谢建民，郭鹏华，龚柏林，刘鹏，宁晓峰.高炉风口套的损坏形式及原因分析.河南安阳. 中国材料科技与设备，2007，95-97

[2] 安继儒，郭强.金属材料手册.化工工业.2013.06

[3] 闻邦椿. 机械设计手册. 机械工业.2009.12