Способ ремонта доменной печи

 

Использование: черная металлургия, в частности к ремонту доменных печей, включающему полную замену кожуха печи и замену кладки низа печи. Сущность: до остановки печи на ремонт укрупняют элементы кожуха, монтируют направляющие 1 на металлоконструкциях опорной системы 3 печи на уровне средней части охлаждаемой зоны шахты, на них устанавливают поворотную платформу 4 для сборки на ней кожуха печи; кожух печи монтируют четырьмя укрупненными узлами: тремя замкнутыми поясами и укрупненным узлом купола печи с колошниковой зоной, подачу элементов 7 кожуха, сборку поясов и монтаж кожуха производят одним грузоподъемным механизмом - монтажной тележкой 2 для замены загрузочного устройства печи, сборку поясов кожуха печи производят на сборочной поворотной платформе 4; при проведении сборки поворотную платформу 4 располагают со смещением от центра печи и с передачей нагрузок от платформы на колонны 3 опорной системы печи со стороны монтажной тележки 2; подачу внутрь печи холодильников, пакетов кирпичей и контейнеров с огнеупорными материалами производят через проем в зоне заплечиков одним транспортером, а в зону проведения кладки шахты кирпич и огнеупорные материалы подают хордовой кран-балкой, установленной в зоне колошника, через проем, выполненный в центре рабочей подвесной площадки, установленной в зоне проведения кладки; сборку первого пояса 5, включающего зону лещади и горна, производят одновременно с выполнением работ по демонтажу лещади 6; сборку второго пояса, включающего фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, ведут одновременно с выполнением работ по монтажу системы охлаждения лещади; далее ведут работы по монтажу секторов дна, а на сборочной поворотной платформе собирают площадку-стенд; замену купола печи производят параллельно проведению работ по монтажу холодильников низа печи; сборку третьего пояса, включающего зону шахты, выполняют параллельно монтажу углеродистых блоков лещади; монтаж замыкающей обечайки ведут одновременно с работами по кладке лещади; последовательно ведут монтаж холодильников заплечиков и шахты, кладку горна, фурменной зоны, заплечиков, распара и шахты. 7 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к ремонтам доменных, печей, и может быть использовано на ремонтах, включающих замену кладки лещади и полную замену кожуха доменной печи.

Известен способ ремонта доменной печи, включающий проведение работ по укрупнению карт кожуха в подготовительный период, подачу элементов, сборку и монтаж кожуха, монтаж футеровки лещади, монтаж холодильников, выполнение кладки шахты.

Укрупненные узлы охлаждаемой зоны шахты главным подъемом подают в печь, затем передают на два монтажных полиспаста и устанавливают в проектное положение, укрупненные узлы неохлаждаемой зоны шахты подают на колошник главным подъемом, на уровне опорного кольца их передают на центральный полиспаст, опускают в печь, а монтаж ведут с помощью боковых полиспастов, при этом одновременно внизу под перекрытием, установленном в заплечиках, велись работы по демонтажу горна и лещади. Затем удаляют из печи блиндажное перекрытие и выполняют работы по монтажу кожуха низа печи. Кожух лещади и кожух фурменной зоны с холодильниками монтируют главным подъемом и монтажными полиспастами, увязанными за моратор с наружной стороны. Холодильники низа печи монтируют электротельферами, установленными в шахте печи на подвесной площадке. По окончании монтажа холодильников монтируют блиндажное перекрытие в заплечиках и ведут монтаж графитированных блоков и углеродистых блоков лещади и одновременно над перекрытием монтируют холодильники шахты. Подачу холодильников осуществляют транспортером через проем с литейного двора. Кладку шахты выполняют в два яруса с основного моратора и с верхнего ряда холодильников. Огнеупоpы подают двумя ленточными подъемниками, установленными со стороны воздухонагревателей, а на ярусы через люки, выполненные в боковой поверхности кожуха печи, горизонтальными транспортерами [1] Использование данного способа ремонта доменной печи предполагает проведение монтажа кожуха узлами вертикальными картами высотой до 7,5 м, при этом установка в проектное положение и монтаж кожуха производят с помощью боковых полиспастов, что является трудоемкой операцией. Монтаж кожуха последовательно на месте установки не позволяет начать работы по монтажу низа печи, и таким образом удлиняется срок ремонта по главным работам (работам критического пути). Проведение параллельно работ по кладке лещади и монтажу холодильников шахты и использование одного подающего механизма ленточного транспортера через проем с литейного двора создает трудности, накладки при проведении работ по данному способу, снижается производительность выполнения работ по каждому ярусу. Возникает опасность падения грузов, т.к. транспортер располагают под блиндажным перекрытием. Подачу кирпича для кладки шахты выполняют трудоемким способом поштучной подачей кирпича вертикальным ленточными подъемниками, при этом в зону проведения кладки для подачи кирпича необходимо выполнить проемы в боковой поверхности печи и через них ленточными горизонтальными транспортерами, все это требует значительных трудозатрат, т.к. работы ведут на двух ярусах и одновременно необходимо значительное число рабочих огнеупорщиков, выполняемых кладку, а также на складке огнеупоров, где кирпичи необходимо поштучно подавать на подъемники. В целом этот способ очень трудоемок и продолжителен во времени.

Известен наиболее близкий к предлагаемому способ ремонта доменной печи, включающий проведение работ в подготовительный период, например укрупнение узлов кожуха, демонтаж печи в разборочный период, последующие подачу узлов, сборку и монтаж нового кожуха печи, монтаж кладки лещади, подачу и монтаж холодильников, подачу огнеупоров и проведение кладки футеровки.

Сначала последовательно монтируют кожух горна, фурменной зоны, зоны заплечиков и моратора с нижней зоной шахты, при этом используют башенные краны. Затем монтируют холодильники заплечиков, подают холодильники транспортером через проем с литейного двора.

На холодильники заплечиков устанавливают перекрытие с кольцевым монорельсом, что позволяет вести одновременно монтаж шахты с колоннами над перекрытием, а под перекрытием монтаж холодильников горна и фурменной зоны.

После монтажа шахты и колошниковой зоны монтируют под сегментами перекрытие с кольцевым монорельсом и ведут одновременно работы на трех ярусах: монтируют купол печи и колошниковые площадки на верхнем ярусе, в центре монтируют холодильники шахты, а внизу кладут комбинированную лещадь, при этом холодильники шахты подают в печь через проем, выполненный в нижней части охлаждаемой зоны шахты. По окончании монтажа холодильников шахты ведут кладку шахты, при этом кирпичи подают в печь поштучно двумя ленточными вертикальными подъемниками и через люки, выполненные в боковой поверхности кожуха печи горизонтальными транспортерами в зоны проведения кладки.

Использование данного способа ремонта предполагает проведение монтажа кожуха укрупненными узлами-картами массой до 20 т и по месту установки, т.е. для начала монтажа нового кожуха необходим полный демонтаж низа печи. Монтаж кожуха картами предполагает для проведения сварочных работ устройство вспомогательных приспособлений, распорок и др. что занимает и ремонтные силы и время ремонта. Проведение большого объема сварочных работ по месту установки (в проектном положении) карт кожуха, проведение последовательных сварочных работ при проведении сварки вертикальных стыков, требует последовательного перемещения и установки сварочного оборудования, приспособлений, что значительно усложняет ремонтные работы. После монтажа кожуха низа и установки перекрытия монтаж кожуха ведется также последовательно отдельными частями, а это предполагает проведение большого объема сварочных работ, причем имеют место значительные объемы проведения сварки горизонтальных стыков, проводимых вручную, что также требует значительных затрат. Проведение работ одновременно на нескольких ярусах требует выполнения проемов, установки через проемы транспортирующих устройств, а после окончания работ восстановление проемов и их кладку. Подачу кирпича производят очень трудоемкой операцией поштучной подачей кирпича, которая требует установки и использования вертикальных подъемников, горизонтальных транспортеров для подачи огнеупоров в зоны проведения кладки. Проведение работ одновременно на нескольких ярусах внутри шахты создает стесненность при выполнении ремонтных работ, а также возрастает трудоемкость одновременного выполнения работ одного вида, т.к. требуется значительное число ремонтного персонала.

Целью изобретения является упрощение ремонтных работ при проведении сборки кожуха, сокращение трудозатрат при проведении ремонтных работ и тем самым сокращения сроков ремонта.

Достигается это тем, что в способе ремонта доменной печи, включающем проведение до остановки печи подготовительных работ, например укрупнение элементов кожуха, демонтаж оборудования и кожуха печи после остановки печи на ремонт, а также подачу элементов кожуха и монтаж кожуха печи, подачу в печь и монтаж блоков лещади и холодильников, подачу внутрь печи огнеупоров и проведение кладки футеровки, монтаж кожуха печи производят четырьмя укрупненными узлами: тремя замкнутыми поясами, а именно поясом, включающим зону лещади и горна, поясом, включающим фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, поясом, включающим зону шахты, и укрупненным узлом купола печи с колошниковой зоны, при этом подачу элементов кожуха, сборку поясов кожуха и монтаж кожуха печи производят одним грузоподъемным механизмом монтажной тележкой для замены загрузочного устройства печи, сборку замкнутых поясов кожуха печи производят на сборочной поворотной платформе, которую располагают со смещением от центра на направляющих, установленных на уровне средней части охлаждаемой зоны шахты, подачу внутрь печи холодильников, пакетов кирпича и контейнеров огнеупорных материалов производят одним транспортером через проем, выполненный в зоне заплечиков, пакеты кирпича и огнеупорные материалы для кладки шахты в зону проведения кладки подают хордовой кран-балкой, установленной в зоне колошника, через проем, выполненный в центре подвесной площадки, сборку первого пояса, включающего зону лещади и горна, на сборочной поворотной платформе начинают вести по окончании демонтажа старого кожуха печи до уровня лещади и выполняют одновременно с проведением работ по демонтажу лещади, сборку второго пояса, включающего фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, совмещают по времени с проведением работ по монтажу системы охлаждения лещади, после опускания второго пояса в заданное положение ведут монтаж секторов лещади, их сварку и одновременно на сборочной поворотной платформе производят сборку площадки-стенда, затем монтируют три ряда холодильников низа печи с использованием площадки-стенда, которую оснащают грузоподъемным механизмом, и подвесной площадкой, закрепленной на площадке-стенде посредством стальных лент, а в верхней части печи производят замену купола, причем новый купол монтируют одним узлом с колошниковой зоной, далее собирают и сваривают на сборочной поворотной платформе третий пояс, включающий зону шахты, одновременно ведут монтаж углеродистых блоков лещади, по окончании сварки второго и третьего поясов монтируют замыкающую обечайку кожуха, в нижней части ведут кладку лещади, а затем последовательно ведут монтаж холодильников заплечиков и шахты, кладку горна, фурменной зоны, заплечиков, распара и шахты.

Дополнительной проверкой научно-технической и патентной информации не выявлено источников, аналогичных предложенному способу ремонта по совокупности признаков, приводящих к достижению поставленной цели, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критериям изобретения.

На фиг. 1-7 показаны последовательные этапы выполнения работ по предлагаемому способу.

Способ ремонта доменной печи предусматривает проведение подготовительных работ до остановки печи на ремонт: укрупнение карт кожуха печи на специальном стенде, монтаж на металлоконструкциях опорной системы печи направляющих 1 (фиг. 1) со стороны монтажной тележки 2 для замены загрузочного устройства доменной печи. Располагают направляющие 1 внутри четырехколонной опорной системы печи 3 (фиг. 2), при этом размер между направляющими 1 выдерживают большим максимального размера диаметра шахты печи. На направляющие 1 устанавливают откатную поворотную платформу 4 для сборки на ней поясов 5 кожуха печи (фиг. 1).

После остановки печи на ремонт начинают вести демонтажные работы. Демонтируют оборудование печи, обрушают кладку футеровки шахты, кожух шахты демонтируют вместе с холодильниками.

Разборку кладки горна и лещади, демонтаж кожуха и холодильников 6 (фиг. 1) ведут одновременно с работами по сборке укрупненных узлов-поясов нового кожуха 5 на сборочной платформе 4. Монтаж нового кожуха производят четырьмя узлами: три из них представляют собой замкнутые пояса: пояс, включающий зону лещади и горна, пояс, включающий фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, и укрупненный узел купола печи вместе с колошниковой зоной.

Элементы 7 (фиг. 1) первого пояса 5, включающего зону лещади и горна, подают на сборочную поворотную платформу 4 грузоподъемным механизмом-монтажной тележкой 2 для замены загрузочного устройства печи. Сборочную платформу 4 при проведении на ней сборки располагают со смещением от центра печи и с передачей нагрузок от платформы на колонны 3 опорной системы доменной печи со стороны монтажной тележки 2 для замены загрузочного устройства печи.

После подачи и установки каждого элемента 7 (фиг. 2) на сборочную поворотную платформу 4 производят поворот платформы на угол α, равный длине дуги установленного элемента 7, до образования замкнутого пояса 5 кожуха печи.

Собранный и сваренный первый пояс 5 со смонтированными на нем пакетами труб воздушного охлаждения лещади подают на платформе 4 в центр печи, стропят на монтажную тележку 2, приподнимают над платформой 4, платформу выкатывают по направляющим 1 за пределы колонн 3 опорной системы печи со стороны монтажной тележки 2. Опускают пояс 5 (фиг. 3) в проектное положение и ведут сварку горизонтального стыка.

На освободившейся сборочной поворотной платформе 4 ведут сборку второго пояса 8 (фиг. 4), включающего фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты с использованием монтажной тележки 2, а внизу ведут работы по монтажу лещади, а именно рихтуют и бетонируют трубы системы охлаждения лещади 9.

После сборки, сварки и опускания второго пояса в проектное положение ведут работы по монтажу секторов дна и их сварке, при этом на освободившейся сборочной поворотной платформе 4 собирают площадку-стенд. Затем в печь вводят подвесную площадку, опускают на дно, вводят площадку-стенд и устанавливают над вторым поясом на кронштейны, выступающие за кромки второго пояса. На площадку-стенд подвешивают ленты, на которые крепят подвесную площадку и фиксируют последнюю на уровне стыков первого и второго поясов. Ведут сварку стыков поясов.

После сварки первого 5 и второго пояса 8 изнутри монтируют три ряда холодильников 10 (фиг. 5) низа печи, для чего предварительно на кольцевой монорельс площадки-стенда 11 устанавливают тельферы, выполняют в зоне заплечиков проем 12, монтируют через проем транспортер 13 для подачи холодильников внутрь печи. Параллельно монтажу холодильников 10 низа печи производят замену купола печи, при этом новый упоp 14, предварительно собранный и сваренный, монтируют одним узлом вместе с колошниковой зоной и установленными на него купольными плитами.

По окончании монтажа холодильников низа печи площадку-стенд 11 перемещают ниже кромки второго пояса 8, фиксируют ее, а подвесную площадку 15 устанавливают на отметке низа проема 12 в заплечиках и оборудуют ее устройством для монтажа блоков лещади.

Начинают вести кладку блоков лещади 16, параллельно на сборочной поворотной платформе 4 собирают третий пояс 17 кожуха печи (фиг. 6), включающий зону шахты, сваривают и опускают в проектное положение. На смонтированном куполе 14 на штуцера крепятся стальные ленты для крепления подвесных площадок внутри печи.

Заводят в печь в подкупольное пространство и крепят на стальные ленты две подвесные площадки для монтажа и сварки замыкающую обечайку кожуха, а с площадки-стенда ведут сварку второго и третьего поясов.

По окончании кладки лещади и монтажа замыкающей обечайки кожуха площадку-стенд 11 перемещают вверх по шахте, фиксируют в средней части охлаждаемой зоны шахты и монтируют холодильники заплечиков и шахты, используя нижнюю подвесную площадку 15 для размещения на ней рабочих.

Холодильники подают транспортером 13 через проем 12 в зоне заплечиков, а на отметку проведения монтажа холодильников подают тельфером, установленным на площадке-стенде 11.

Затем начинают вести последовательно кладку горна, фурменной зоны, заплечиков и 18-ти рядов распара.

По окончании кладки низа печи площадку-стенд 11 демонтируют. Подвесную площадку 15 (фиг. 7) опускают на уровень кромки проема 12 в заплечиках, транспортер 13 устанавливают протяженностью до центра печи. На опорное кольцо колошника устанавливают подвесную площадку и на ней монтируют хордовую кран-балку 18, заводят и опускают на уровень проведения кладки подвесную площадку 19.

Подают пакеты кирпича и контейнеры с огнеупорными материалами транспортером 13 в центр печи через проем 12 в зоне заплечиков, и далее в зону проведения кладки кирпичи и огнеупорный материал подают хордовой кран-балкой 18 по центру печи через проем 20, выполненный в подвесной площадке 19. Ведут кладку шахты.

Преимущество предлагаемого способа ремонта доменной печи заключается в следующем: монтаж кожуха четырьмя укрупненными узлами позволяет сократить работы по сварке горизонтальных стыков поясов, которые проводятся вручную в период ремонта.

Сварка горизонтальных стыков вручную при ремонтах доменных печей требует установку подмостей по всему периметру стыка с наружной стороны и установку подвесных площадок внутри печи на уровнях стыков. Для проведения сварки необходима установка стяжных устройств, рихтовочных пластин для выдержки размера между стыкующимися поясами, которые устанавливаются через определенные промежутки, при этом они крепятся сваркой, а после рихтовки демонтируются, места их приварки зачищаются.

Предлагаемый монтаж кожуха четырьмя укрупненными узлами значительно сокращает проведение вышеуказанных работ во время проведения ремонта. Эти работы выполняются в подготовительный период, при этом используется специальный кантователь-стенд, на котором укрупняют элементы кожуха и затем сваривают вертикальные стыки, а также он способен, зафиксировав укрупненные элементы, перевернуть их, чтобы свариваемые горизонтальные стыки стали вертикальными и появилась возможность вести эту сварку с применением сварочных автоматов. Проведение сборки и сварки поясов на сборочной поворотной платформе позволяет использовать стационарно установленные сварочные автоматы. Поворотом платформы обеспечивается подведение стыка для сварки к сварочному автомату. Отпадает необходимость перемещения оборудования и оснастки для сварки, что снижает трудоемкость выполняемых работ.

Проведение подачи элементов кожуха, сборки и монтажа кожуха одним грузоподъемным механизмом монтажной тележкой доменной печи для замены загрузочного устройства исключает установку и использование вспомогательных грузоподъемных механизмов для сборки поясов кожуха, т.к. их конфигурация требует механизмов, перемещающихся по криволинейным направляющим, а также отпадает необходимость использования вспомогательных боковых полиспастов для опускания укрупненных узлов -у замкнутых поясов в проектное положение.

Проведение сборки поясов на сборочной поворотной платформе позволяет использовать один грузоподъемный механизм монтажную тележку для замены загрузочного устройства доменной печи, благодаря тому, что после каждой подачи элемента кожуха на платформу, осуществляют поворот платформы на угол равный длине дуги установленного элемента, а под точкой опускания груза монтажной тележкой образуется свободный участок платформы для установки очередного элемента.

Расположение сборочной поворотной платформы со смещением от центра печи и передачей нагрузок от платформы на колонны опорной системы доменной печи со стороны монтажной тележки позволяет обеспечить надежность выполнения работ при сборке на платформе замкнутых поясов кожуха печи, а также обеспечивает свободное пространство шахты над работающим персоналом, выполняющим работы по низу печи.

Проведение подачи внутрь печи холодильников, пакетов кирпичей и контейнеров с огнеупорными материалами одним и тем же транспортером через проем в зоне заплечиков позволяет осуществить подачу последних через один проем без образования других проемов как для проведения работ по низу печи, так и для проведения работ в шахте печи.

Подача пакетов кирпича и контейнеров с огнеупорными материалами для кладки шахты хордовой кран-балкой исключает необходимость установки и использования вертикальных подъемников для поштучной подачи кирпича, а также образования дополнительных проемов в боковой поверхности кожуха печи для подачи через них ленточными транспортерами кирпича поштучно в зоны проведения кладки.

Одновременность проведения работ по сборке поясов кожуха печи на сборочной платформе и монтажных работ по низу печи позволяет последовательно наращивать новый кожух печи и вести работы внутри печи, продвигаясь по высоте нового кожуха.

В целом предлагаемый способ ремонта доменной печи упрощает работы по сборке и монтажу кожуха в период проведения ремонтных работ по критическому пути, снижает трудоемкость выполнения ремонтных работ, и тем самым сокращает сроки проведения ремонта доменной печи, включающего полную замену кожуха печи и замену кладки низа печи.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕМОНТА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий проведение до остановки печи подготовительных работ, например, укрупнение элементов кожуха печи, демонтаж оборудования и кожуха печи после остановки печи на ремонт, а также подачу элементов кожуха и монтаж кожуха печи, подачу в печь и монтаж блоков лещади и холодильников, подачу внутрь печи огнеупоров и проведение кладки футеровки, отличающийся тем, что монтаж кожуха печи производят четырьмя укрупненными узлами: тремя замкнутыми поясами: поясом, включающим зону лещади и горна, поясом, включающим фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, поясом, включающим зону шахты, и укрупненным узлом купола печи с колошниковой зоной, при этом подачу элементов кожуха, сборку поясов кожуха и монтаж кожуха печи производят одним грузоподъемным механизмом - монтажной тележкой для замены загрузочного устройства печи, сборку замкнутых поясов кожуха печи производят на сборочной поворотной платформе, которую располагают со смещением от центра печи на направляющих, установленных на уровне средней части охлаждаемой зоны шахты, подачу внутрь печи холодильников, пакетов кирпича и контейнеров огнеупорных материалов производят одним транспортером через проем, выполненный в зоне заплечиков, пакеты кирпича и огнеупорные материалы для кладки шахты в зону проведения кладки подают хордовой кран-балкой, установленной в зоне колошника, через проем, выполненный в центре подвесной площадки, сборку первого пояса, включающего зону лещади и горна, на сборочной поворотной платформе начинают вести по окончании демонтажа старого кожуха печи до уровня лещади и выполняют одновременно с проведением работ по демонтажу лещади, сборку второго пояса, включающего фурменную зону, зону заплечиков, распара и частично шахты, совмещают по времени с проведением работ по монтажу системы охлаждения лещади, после опускания второго пояса в заданное положение производят монтаж секторов лещади, их сварку и одновременно на сборочной поворотной платформе производят сборку площади-стенда, затем монтируют три ряда холодильников низа печи с использованием площадки-стенда, которую оснащают грузоподъемным механизмом, и подвесной площадкой, закрепленной на площадке-стенде посредством стальных лент, а в верхней части печи производят замену купола, причем новый купол монтируют одним узлом с колошниковой зоной, далее собирают и сваривают на сборочной поворотной платформе третий пояс, включающий зону шахты, одновременно ведут монтаж углеродистых блоков лещади, по окончании сварки второго и третьего поясов монтируют замыкающую обечайку кожуха, в нижней части ведут кладку лещади, а затем последовательно ведут монтаж холодильников заплечиков и шахты, кладку горна, фурменной зоны, заплечиков, распара и шахты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7