RU2232820C1

RU2232820C1 - Method of replacement of charge vertical plate coolers of a blast furnace

Info

Publication number: RU2232820C1
Application number: RU2002135580/02A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Логинов (RU); В.Н. Логинов; Б.А. Марсуверский (RU); Б.А. Марсуверский; С.Е. Лазуткин (RU); С.Е. Лазуткин; А.В. Захаров (RU); А.В. Захаров; А.Д. Ухов (RU); А.Д. Ухов; В.И. Нетронин (RU); В.И. Нетронин; М.А. Гуркин (RU); М.А. Гуркин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.

SUBSTANCE: the invention presents a method of replacement of charge vertical plate coolers of a blast furnace. The invention is pertinent to the iron and steel industry, in particular, to methods of repair of burned down charge vertical plate coolers of a blast furnace. The method of replacement of a cooler includes cutting of its jacket along a contour of a cooling plate, welding of metal sheets along the plate perimeter, indentation of the formed box by lifting jacks inside the furnace by Ѕ of the width of the sheets, burning the fixing bolts and cooling pipes out, installation of plugs on their places and weld-in a new patch of the jacket with cooling pipes, removal of mounting gusset plates and pushing through of the box by lifting jacks and welding the patch in, filling up the inner cavity of the new cooler with a refractory mixture. The total pressing force of the lifting jacks exceeds a lateral pressure of the charge materials. The invention allows to reduce a repair duration due to performance of works without a blowing-out of a charge and to increase service life of the blast furnace.

EFFECT: reduced duration of repair, increased service life of the blast furnace.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам ремонта сгоревших вертикальных плитовых холодильников системы охлаждения доменной печи.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for repairing burnt vertical stove refrigerators of a blast furnace cooling system.

Известны способы замены горизонтальных плитовых холодильников шахты на остановленной доменной печи без выдувки шихты [1, с.231-233]. Для возможности замены заднюю часть плиты оборудуют выступами для извлечения холодильника из футеровки [2]. Известен способ ремонта холодильника посредством установки на поверхности кожуха “кармана” металлического короба, заполненного огнеупорным бетоном [3, с.219].Known methods for replacing horizontal plate coolers of the mine on a stopped blast furnace without blowing the charge [1, p.231-233]. For the possibility of replacement, the back of the plate is equipped with protrusions for removing the refrigerator from the lining [2]. A known method of repairing a refrigerator by installing on the surface of the casing “pocket” of a metal box filled with refractory concrete [3, p.219].

Известны вертикальные плитовые холодильники гладкостенной конструкции [4, с.84, 88] и с ребристой рабочей поверхностью с залитым огнеупорным кирпичом [1, с.157, 252; 5, с.49], замену которых ведут на капитальных ремонтах с опусканием уровня засыпи шихты ниже дефектных плит. Сгоревшие холодильники извлекают из печи и устанавливают на внутреннюю поверхность кожуха с помощью гидравлических домкратов [6, с.33; 7].Known vertical plate refrigerators smooth wall construction [4, p. 84, 88] and with a ribbed working surface with a covered refractory brick [1, p. 157, 252; 5, p. 49], the replacement of which is carried out at major repairs with lowering the level of charge charge below the defective plates. Burnt refrigerators are removed from the furnace and installed on the inner surface of the casing using hydraulic jacks [6, p. 33; 7].

Недостатком этого способа замены холодильников является необходимость длительных остановок печи с большими потерями в производстве чугуна и перерасходом топлива при подготовке к остановке и при раздувках печи. Как правило, эти работы ведут на капитальных ремонтах второго разряда [8, с.483-486] после выхода из строя значительного количества холодильников нижней части шахты.The disadvantage of this method of replacing refrigerators is the need for long furnace stops with large losses in pig iron production and excessive fuel consumption in preparation for stopping and when the furnace is blown. As a rule, these works are carried out on overhauls of the second category [8, p. 483-486] after the failure of a significant number of refrigerators in the lower part of the mine.

Известно использование гидравлического домкрата с вибратором с усилием 25-30 т для извлечения сгоревших холодильников [9]. Максимальное давление в домкрате на холодильник равно расчетной прочности опорной балки.It is known to use a hydraulic jack with a vibrator with a force of 25-30 tons to extract burnt refrigerators [9]. The maximum pressure in the jack on the refrigerator is equal to the design strength of the support beam.

Из известных наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ замены холодильников огневой резкой кожуха 1/8 части периметра печи с приваркой новых листов с установленными холодильниками [10, с.28] в период капитальных ремонтов.Of the known closest to the invention by technical essence is a method of replacing refrigerators with fire-cutting casing 1/8 of the perimeter of the furnace with welding of new sheets with installed refrigerators [10, p. 28] during the overhaul.

Этот способ существенно сокращает сроки ремонтов, однако из-за охлаждения внутреннего пространства печи в связи с понижением уровня засыпи шихтовых материалов, происходит растрескивание большинства других не защищенных огнеупорной кладкой холодильников. Продолжительность кампании печи после восстановительных ремонтов составляла 1,2 года [11, с.128].This method significantly reduces the repair time, however, due to the cooling of the internal space of the furnace due to a decrease in the level of mash of charge materials, cracking of most other refrigerators not protected by refractory masonry occurs. The duration of the campaign of the furnace after restoration repairs was 1.2 years [11, p.128].

Техническим результатом предложенного способа является сокращение сроков ремонта и замены сгоревших холодильников без частичной выдувки печи и продление кампании до 8-10 лет.The technical result of the proposed method is to reduce the time for repair and replacement of burned refrigerators without partial blowing of the furnace and the extension of the campaign to 8-10 years.

Указанный технический результат достигается тем, что в период текущих ремонтов вырезают по контуру плиты заменяемого вертикального холодильника кожух печи, приваривают по его периметру листы с образованием короба, который вдавливают домкратами внутрь печи на 1/2 ширины листов, крепят его к кожуху печи монтажными косынками, выжигают крепежные болты и охлаждающие трубки из заменяемого холодильника и устанавливают на их место пробки, приваривают новую латку кожуха с охлаждающими трубками к боковым листам короба, удаляют монтажные косынки, проталкивают короб домкратами, вваривают латку заподлицо с кожухом печи, образовывая новый холодильник, внутреннюю полость которого заливают огнеупорной смесью.The specified technical result is achieved by the fact that during the current repairs, the furnace cover is cut along the contour of the stove of the replaced vertical refrigerator, the sheets are welded along its perimeter with the formation of a box, which is pressed with jacks into the furnace at 1/2 sheet width, they are fixed to the furnace cover with mounting scarves, burn the mounting bolts and cooling tubes from the replaced refrigerator and install plugs in their place, weld a new patch of the casing with cooling tubes to the side sheets of the box, remove the mounting scarves, push the box with jacks, weld the patch flush with the casing of the furnace, forming a new refrigerator, the inner cavity of which is filled with a refractory mixture.

При этом суммарное усилие вдавливания гидравлических домкратов определяют предварительным измерением коэффициента активного веса и бокового давления шихты на остановленной печи.In this case, the total force of indentation of the hydraulic jacks is determined by preliminary measurement of the coefficient of active weight and lateral pressure of the charge on the stopped furnace.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличается от известного тем, что замена сгоревшего холодильника не связана с частичной выдувкой печи и опусканием шихты, может производиться в удобное время, не допуская локальных перегревов кожуха шахты и разрушения ослабленной огнеупорной футеровки близлежащих районов потоком проплавляемых материалов.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known one in that the replacement of a burnt refrigerator is not associated with partial blowing of the furnace and lowering of the charge, can be carried out at a convenient time, avoiding local overheating of the shaft casing and the destruction of the weakened refractory lining of nearby areas by flow smelting materials.

Промежуточное крепление короба на ширину менее 1/2 боковых листов создает неустойчивое положение холодильника и требует более тщательного его крепления к кожуху косынками, что увеличивает простой печи.The intermediate fastening of the box to a width of less than 1/2 of the side sheets creates an unstable position of the refrigerator and requires more careful fastening it to the casing with scarves, which increases the downtime of the furnace.

Крепление короба на ширину более 1/2 боковых листов создает неудобство по приварке латки к боковым листам короба и также повышает продолжительность остановки печи.Fastening the box to a width of more than 1/2 of the side sheets creates the inconvenience of welding the batten to the side sheets of the box and also increases the duration of the furnace shutdown.

На фиг.1 представлен фрагмент начального момента (подготовка) замены сгоревшего вертикального холодильника, на фиг.2 - фрагмент установки латки, на фиг.3 - фрагмент окончательной замены сгоревшего холодильника новым.Figure 1 presents a fragment of the initial moment (preparation) of replacing a burned up vertical refrigerator, figure 2 is a fragment of the installation latki, figure 3 is a fragment of the final replacement of a burned refrigerator with a new one.

Предлагаемый способ замены сгоревших вертикальных плитовых холодильников шахты реализован на доменной печи полезным объемом 2000 м³, оснащенной устройством для контроля активного веса шихты и амбразурами для замера перепадов давления газа.The proposed method for replacing burnt vertical stovetop refrigerators of the mine is implemented on a blast furnace with a useful volume of 2000 m ³ , equipped with a device for controlling the active weight of the charge and embrasures for measuring gas pressure drops.

Вырезали кожух 5 по контуру сгоревшей холодильной плиты 1 в 5-м ряду шахты, выполнив огневой рез 7, приварили по периметру вырезанной плиты листы 6 из стали 09Г2С шириной 150 мм и толщиной 20 мм, равной толщине холодильника. Затем вдавили образовавшийся короб внутрь печи на 75 мм от кожуха двумя домкратами 2 с усилием по 200 т каждый, и закрепили короб к кожуху 5 монтажными косынками 10. Домкраты 2 установлены в опорных балках 3, закрепленных в станинах 4 и приваренных к кожуху 5. При монтаже были использованы два гидравлических домкрата с почти двойным превышением горизонтальной нагрузки для преодоления сил трения в зазорах и уплотнения шихтовых материалов при вдавливании холодильника. Усилие вдавливания домкратов определили, предварительно измерив коэффициент активного веса и бокового давления шихты. Выжгли крепежные болты и охлаждающие трубки 12 из заменяемого холодильника и установили на их место пробки из листового материала. Приварили новую латку 8 кожуха, изготовленную из этой же стали марки 09Г2С с охлаждающими трубками 9 к боковым листам короба. Затем удалили монтажные крепежные косынки 10 и протолкнули короб домкратами 2, приварили латку 8 заподлицо с кожухом печи, и залили внутреннюю полость нового образовавшегося холодильника огнеупорной смесью 13 через штуцер 14. Огнеупорная смесь состоит из 50% металлической стружки и 50% бетона. Патрубок 15 служит для контроля полноты заливки бетона.The casing 5 was cut along the contour of the burned-out refrigerating plate 1 in the 5th row of the shaft, making a fire cut 7, and sheets 6 of 09G2S steel 150 mm wide and 20 mm thick equal to the thickness of the refrigerator were welded along the perimeter of the cut-out plate. Then, the resulting box was pressed into the furnace 75 mm from the casing by two jacks 2 with a force of 200 t each, and the box was secured to the casing 5 with mounting kerchiefs 10. The jacks 2 are installed in the support beams 3 fixed in the beds 4 and welded to the casing 5. When During installation, two hydraulic jacks were used with almost double excess of the horizontal load to overcome the friction forces in the gaps and seal the charge materials when the refrigerator was pressed in. The force of the indentation of the jacks was determined by first measuring the coefficient of active weight and lateral pressure of the charge. Fixing bolts and cooling tubes 12 were burnt out of the replaced refrigerator and corks made of sheet material were installed in their place. Welded a new patch 8 of the casing, made of the same steel grade 09G2S with cooling tubes 9 to the side sheets of the box. Then the mounting fastening kerchiefs 10 were removed and the box was pushed with jacks 2, the patch 8 was welded flush with the furnace casing, and the internal cavity of the newly formed refrigerator was filled with refractory mixture 13 through the nozzle 14. The refractory mixture consists of 50% metal shavings and 50% concrete. The pipe 15 serves to control the completeness of the pouring concrete.

Для безопасной проплавки холодильной плиты перед задувкой печи закрыли воздушную фурму над смененным холодильником на период 8 ч времени пребывания материалов в печи.For safe melting of the refrigeration plate, before blowing the furnace, an air lance was closed above the replaced refrigerator for a period of 8 hours of residence time of materials in the furnace.

Источники информацииSources of information

1. Андоньев С.М., Филипьев О.В., Кудинов Г.А. Охлаждение доменных печей. - М.: Металлургия, 1972, 368 с.1. Andonyev S.M., Filipiev O.V., Kudinov G.A. Blast furnace cooling. - M.: Metallurgy, 1972, 368 p.

2. А. с. 403199 СССР, МКИ С 21 В 7/10. Горизонтальный плитовый холодильник для охлаждения футеровки печи / В. Дайфриг Джонс, Эрик Пил. // Открытия. Изобретения. 1973. №42.2. A. p. 403199 USSR, MKI C 21 V 7/10. Horizontal plate fridge for cooling the furnace lining / W. Dyfrig Jones, Eric Peel. // Discoveries. Inventions 1973. No. 42.

3. Ремонты доменных печей / В.Н. Еремин, М.Я. Остроухов, Н.С. Реизов и др. // М.: Металлургия, 1968, 232 с.3. Repairs of blast furnaces / V.N. Eremin, M.Ya. Ostroukhov, N.S. Reizov et al. // M .: Metallurgy, 1968, 232 p.

4. Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Справочник мастера доменщика. - М.: Металлургия, 1977, 304 с.4. Ostroukhov M.Ya., Sparber L.Ya. Handbook of the master of the domain. - M.: Metallurgy, 1977, 304 p.

5. Коневкин И.И. Ремонт доменных печей. Справочное руководство. - М.: Металлургия, 1964, 254 с.5. Konevkin I.I. Blast furnace repair. Reference guide. - M.: Metallurgy, 1964, 254 p.

6. Ельцев С.П., Саньков А.Е. Гидравлический домкрат для выдавливания холодильников из брони доменной печи // Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендованные Министерством для внедрения на предприятиях черной металлургии. Научн.-техн. реф. сб. - М.: Металлургия, 1984, Вып.6,111 с.6. Eltsev S.P., Sankov A.E. A hydraulic jack for squeezing refrigerators out of the armor of a blast furnace // Innovative proposals and inventions recommended by the Ministry for implementation at ferrous metallurgy enterprises. Scientific and technical ref. Sat - M.: Metallurgy, 1984, Iss. 6,111 s.

7. А. с. 295807 СССР МКИ С 21 В 7/10. Устройство для демонтажа холодильников доменной печи / А.А. Овечкин, Ю.И. Розенбаум // Открытия. Изобретения. 1971. №8.7. A. p. 295807 USSR MKI S 21 V 7/10. A device for dismantling refrigerators of a blast furnace / A.A. Ovechkin, Yu.I. Rosenbaum // Discoveries. Inventions 1971. No. 8.

8. Доменное производство. Справочник. В 2-х тт. Т.2. Под ред. Бардина И.П. - М.: Металлургиздат, 1963, 646 с.8. Blast furnace production. Directory. In 2 vols. T.2. Ed. Bardina I.P. - M.: Metallurgizdat, 1963, 646 p.

9. А. с. 142656 СССР, МКИ С 21 В 7/10. Устройство для извлечения холодильников доменной печи / Н.П. Максименко // Открытия. Изобретения. 1962. №12.9. A. p. 142656 USSR, MKI C 21 V 7/10. A device for extracting blast furnace refrigerators / N.P. Maksimenko // Discoveries. Inventions 1962. No. 12.

10. Пронько Н.М., Шаповалов Н.Г., Соловьев В.А. Способ монтажа моратора с внешней стороны доменной печи // Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендованные Минчерметом для внедрения на предприятиях черной металлургии. Научно-техн. реф. сб. - М.: Металлургия, 1984, Вып.4, 79 с.10. Pronko N.M., Shapovalov N.G., Soloviev V.A. The method of mounting the morator on the outside of the blast furnace // Rationalization proposals and inventions recommended by the Minchermet for implementation at the iron and steel enterprises. Scientific and technical ref. Sat - M.: Metallurgy, 1984, Iss. 4, 79 p.

11. О стойкости холодильников шахты доменных печей ММК / Н.Н. Бабарыкин, В.Г. Дружков, Г.В. Горбунов, Б.А. Марсуверский // Производство чугуна. Вып.5.Межвуз. сб. - Свердловск, УПИ, 1979, 202 с.11. On the durability of refrigerators mine blast furnaces MMK / N.N. Babarykin, V.G. Druzhkov, G.V. Gorbunov, B.A. Marsuversky // Cast iron production. Issue 5: Interuniversity. Sat - Sverdlovsk, UPI, 1979, 202 p.

Claims

1. A method of replacing vertical plate coolers in a mine shaft of a blast furnace, including firing a cut of the furnace casing, characterized in that during the period of ongoing repairs, the furnace casing is cut along the contour of the plate of the replaced vertical refrigerator, sheets are welded along its perimeter, with the formation of a box that is pressed with jacks inside the furnace 1/2 the width of the sheets, fasten it to the casing of the furnace with mounting scarves, burn out the mounting bolts and cooling tubes from the replaced refrigerator, and install corks in their place, weld a new patch at the casing with cooling tubes to the side sheets of the box, remove the mounting scarves, push the box with jacks, weld the patch flush with the casing of the furnace, forming a new refrigerator, the inner cavity of which is filled with a refractory mixture.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pressing force of the hydraulic jacks is determined by preliminary measurement of the coefficient of active weight and lateral pressure of the charge on the stopped furnace.