摘  要  溜槽檢修門(mén)位于高爐煤氣封罩，用于更換布料溜槽。針對(duì)以往高爐爐頂溜槽檢修門(mén)在高爐生產(chǎn)中出現(xiàn)的設(shè)備變形、煤氣泄漏、檢修不方便等問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備壁厚、改變密封型式和螺栓孔型式等設(shè)計(jì)，解決了這些問(wèn)題，取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞  溜槽  優(yōu)化

Steel Rizhao Iron and Steel Plant 5100m3 blast furnace roof Optimization Design of Chute Access Door

GERongxiao  CHEN Bingting  LIUYang  LIQingyang  ZHAOShuang  WANGXiaofeng

（SHANDONG PROVINCE METALLURGICAL ENGINEERING CO.,LTD）

AbstractAiming at the problems of equipment deformation, gas leakage and inconvenient maintenance during the production of the overhaul door of the blast furnace top chute, these problems are solved by optimizing the equipment wall thickness, changing the design of seal type and bolt hole type, effect.

Key wordsChuteoptimized

1  前言

山鋼日照公司煉鐵廠5100m3高爐溜槽檢修門(mén)是更換布料溜槽的重要設(shè)備，針對(duì)爐頂溜槽檢修門(mén)在使用的過(guò)程中存在的一些不足，對(duì)比各種設(shè)計(jì)存在的優(yōu)缺點(diǎn)，大膽創(chuàng)新，爐頂溜槽檢修門(mén)位于高爐煤氣封罩段，用于更換布料溜槽，面積大，工況惡劣，安裝使用過(guò)程中很容易變形，發(fā)生煤氣泄漏事故；為在在檢修的過(guò)程當(dāng)中能夠順利的開(kāi)啟，對(duì)設(shè)計(jì)制作安裝的要求很高。為保證高爐長(zhǎng)壽穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)溜槽定期檢修就顯得至關(guān)重要，溜槽檢修門(mén)的質(zhì)量是保證順利完成檢修任務(wù)的必要條件。

2  溜槽檢修門(mén)概況 

爐頂溜槽檢修門(mén)位于高爐煤氣封罩段，主要由門(mén)框、門(mén)蓋、上下法蘭和墊片組成，門(mén)框焊接在煤氣封罩上，門(mén)框和門(mén)蓋通過(guò)上下法蘭由螺栓固定連接在一起，煤氣封罩開(kāi)孔3780mmx1940mm，上下法蘭平面面積4542x2220/3858x1610，法蘭之間有密封墊片。正常工作溫度150℃~250℃，最高工作溫度550℃，滿足多次檢修開(kāi)啟應(yīng)用，并設(shè)置φ600的人孔；按長(zhǎng)壽型高爐設(shè)計(jì)考慮。

3  設(shè)備的主要特點(diǎn)

流槽檢修門(mén)分有水冷和無(wú)水冷兩種形式。爐頂處煤氣溫度高，工況惡劣，耐材材質(zhì)不過(guò)關(guān)以及容易脫落，會(huì)造成溜槽檢修門(mén)變形嚴(yán)重，影響使用，為了解決這個(gè)問(wèn)題，溜槽檢修門(mén)采用水冷形式，但是這樣會(huì)造成溜槽檢修門(mén)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不方便，同時(shí)還有安全隱患。見(jiàn)圖1。

隨著操作水平和耐材質(zhì)量的提高，無(wú)水冷溜槽檢修門(mén)逐步的在大型高爐上推廣應(yīng)用。山鋼日照鋼鐵廠1#5100m3高爐定位為大型長(zhǎng)壽高爐，設(shè)計(jì)選用無(wú)水冷形式溜槽檢修門(mén)。

4溜槽檢修門(mén)制作標(biāo)準(zhǔn)和要求

無(wú)水冷形式溜槽檢修門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)主要包括下面：

（1）材質(zhì)化學(xué)成分及機(jī)械性能檢驗(yàn)要求；

（2）尺寸公差、形位公差和其它尺寸要求；

（3）安裝螺栓孔中心距偏差；

（4）焊接要求，重要焊縫要求探傷；

（5）安裝順序。

5  上下法蘭連接螺栓強(qiáng)度計(jì)算

山鋼日照公司煉鐵廠5100m3高爐爐頂壓力設(shè)計(jì)參數(shù)為0.28MPa，最大為0.3MPa，按最大壓力和法蘭最大面積計(jì)算，溜槽檢修門(mén)受到的壓力為G=3024972N，門(mén)框和門(mén)蓋通過(guò)74個(gè)M42螺栓連接，載荷固定在煤氣封罩上，單個(gè)螺栓載荷G1=3024972/74=40878N。

預(yù)選螺栓按Q235號(hào)鋼材質(zhì)，σs=235 N/mm2，【σ】=σs/Sa

式中：σs-屈服極限，N/mm2；

【σ】-許用應(yīng)力，N/mm2；

Sa-連接螺栓的安全因數(shù)，2.5~5

那么【σ】=47~94 N/mm2。

螺栓螺紋部分設(shè)計(jì)公式d1≥【4F/（π【σ】）】1/2=（4*40878/（3.14*47））1/2=33.3mm，設(shè)計(jì)選用d1=38mm，選擇M42螺紋。

驗(yàn)證：σ=G總/F，N/mm2

式中，F(xiàn)-所有螺栓危險(xiǎn)剖面的面積nπd12/4，n是螺栓數(shù)量。

σ=3024972/（74x3.14x382/4）=36.1 N/mm2≤【σ】

經(jīng)計(jì)算螺栓聯(lián)結(jié)強(qiáng)度安全可靠。

6  安裝使用中存在的問(wèn)題及優(yōu)化設(shè)計(jì)

6.1  以前的設(shè)計(jì)在安裝使用過(guò)程中，爐頂溜槽檢修門(mén)主要存在以下問(wèn)題

(1) 安裝焊接時(shí)容易變形，使得后續(xù)安裝困難；使用過(guò)程中變形嚴(yán)重，造成密封不嚴(yán)，煤氣泄露；

(2) 安裝時(shí)由于門(mén)框和頂圈距離偏小，螺栓安裝不方便；

(3) 安裝時(shí)，特別是返修后安裝時(shí)，盤(pán)根安裝困難。

開(kāi)始設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

6.2  針對(duì)存在問(wèn)題，進(jìn)行如下優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）增加部件壁厚，特別是上下法蘭壁厚；

（2）將密封盤(pán)根改為金屬包覆式墊片；

（3）法蘭螺栓孔部分設(shè)計(jì)為開(kāi)孔式；

（4）門(mén)蓋設(shè)計(jì)有加強(qiáng)板，門(mén)框和下法蘭與爐殼之間添加加強(qiáng)板。

優(yōu)化后設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

7  結(jié)語(yǔ)

山鋼日照公司煉鐵廠1#5100m3高爐溜槽檢修門(mén)已經(jīng)安裝完畢，安裝過(guò)程順利，高爐已投入使用，使用過(guò)程中冷卻效果良好，形變小，為以后這方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化提供了經(jīng)驗(yàn)。

8  參考文獻(xiàn)

[1]煉鐵工藝計(jì)算手冊(cè)[M],鞍鋼煉鐵廠，編北京：冶金工業(yè)出版社，1973，74-108.

[2]張福明.黨玉華.我國(guó)大型高爐長(zhǎng)壽技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].鋼鐵，2004,5（10）：75-78.

[3]賈艷.李文興.高爐連體基礎(chǔ)知識(shí)[M]，北京：冶金工業(yè)出版社，2005.3，178-235.

[4]李馬可.日本高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展，煉鐵文集，1984.23.

[5]宋木森.鄒祖橋.于仲杰.我國(guó)高爐耐火材料發(fā)展現(xiàn)狀[M],湖北：武漢鋼鐵集團(tuán)公司技術(shù)中心，2005，15（9）：7-12.

[6]（荷）R.var.高爐爐缸的安全和長(zhǎng)壽管理[J].2003，6(10)：34-38.

[7]S. Tamura et al: Am. Ceram. Soc. Bull, 1986, 65, 1065-1072.

[8]徐國(guó)濤.馬道貴.杜鶴桂.高爐耐火材料的致密結(jié)構(gòu)與性能問(wèn)題分析[J]，技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)2003，7(9)：13-14.

[9]Equipment and Manufacture of Modern Blast Furnace China Metallurgical Equipment the Metallurgical Industry 1996.

[10]R.V.Williams.Controland Analysis in Iron and Steelmaking,Eutterworth Soientific Itd(D):1983(4),24-25.