4.9节：冶炼设备

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4.9节：冶炼设备

• 1. 炼铁设备安装技术
  • 1.1. 高炉炼铁设备
    • 高炉炼铁系统主要由高炉本体及原料系统、送风系统、煤气系统、渣铁系统组成。
    • （1）高炉本体设备包括：炉体框架、炉壳、冷却设备、炉喉钢砖、炉顶保护板、炉顶装料设备等主要部 件。
    • （2）原料系统设备包括：矿槽设备、焦槽设备、中间料仓设备、料车上料设备、上料主皮带机等。
    • （3）送风系统设备包括：鼓风设备、热风炉设备、风口装置等。
    • （4）煤气系统设备包括：煤气除尘器设备、环缝洗涤塔设备等。
    • （5）渣铁系统设备包括：炉前设备、铸铁机、水力冲渣设备等。
  • 1.2. 高炉本体结构的安装要求
    • 高炉本体结构包括炉体框架和炉壳。高炉是横断面为圆形的炼铁竖炉， 自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、 炉腹、炉缸 5 部分。
    • 1）高炉炉体框架安装
      • （1）高炉炉体框架的组成及连接方式：高炉炉体框架是布置在炉壳四周承受炉体各层平台和炉顶设备荷 载的钢结构。框架由炉体下部框架、炉体上部框架和炉顶刚架三部分组成。其钢结构的连接方式有焊接和 高强度螺栓连接两种。
      • （3）高炉炉体框架安装工艺：
        • ①炉体下部框架安装时，与基础固定的第一段立柱吊装就位后，应调整和检查纵、横向中心线及标高。
        • ②下部框架各段立柱安装时，应在各安装段设置临时脚手架。
        • ③下部框架箱形柱对接焊缝，宜先焊接内侧、后焊接外侧，并宜对称施焊。
        • ④立柱安装应逐段或逐层检测和调整标高、纵横中心线、柱间两对角线长度之差、立柱垂直度。
        • ⑤上部框架、炉顶刚架宜分段将两立柱和横梁、斜梁等在地面拼装成片后吊装就位。
    • 2）高炉炉壳安装
      • （1）高炉炉壳拼装
        • ①高炉炉壳采用现场组装成环带吊装。
        • ②炉壳拼装时，不得用点焊的方式连接炉壳，应配置相应的装配卡具夹紧构件、花篮螺栓等临时措施，保 证炉壳拼装的尺寸允许偏差符合规范要求。
        • ③炉壳拼装时，宜将临时平台、栏杆、梯子等同时拼装。炉壳组装成单带后，应设加固支撑件，单带吊装 宜采用专用吊架吊装。
      • （3）高炉炉壳安装
        • ①高炉炉壳的安装可采用正装法、倒装法、上部倒装和下部正装法、线外拼装整体滑移法等安装工艺。采 用正装法时，炉壳安装与框架安装应同步进行。采用倒装法、上部倒装下部正装法、线外拼装整体滑移法时，框架应先于炉壳的安装。
  • 1.3. 高炉本体主要设备的安装要求
    • 1）炉体冷却设备安装
      • 高炉内部冷却设备主要是采用冷却壁和冷却板，冷却壁设置于炉壳和炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却 壁两种。
      • （1）炉体冷却壁设备安装前，须进行通球试验。球的材质一般为木球或尼绒球，用 水为动力，球从一头 进另一头出，不能有堵塞现象。
      • （2）冷却壁通球试验合格后应进行压力试验，试验压力应为工作压力的 1.5 倍，应稳压 10min ，再将压力 降至工作压力，应停压 30min ，以压力不降、无渗漏为合格。
      • （3）冷却壁在现场安装过程中，不得碰撞。在吊装过程中发生严重碰撞并留有伤痕时，应单独再次进行 水压试验并合格。
  • 1.4. 热风炉安装技术
    • 热风炉主要作用是向高炉连续不断地输送温度高达 1100～1300℃的热风。 按结构形式分类为： 内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。
    • 热风炉设备安装内容主要包括：各类阀门和补偿器、助燃风机、检修设备、换热器、炉算子及其支柱等。
• 2. 炼钢设备安装技术
  • 2.1. 转炉炼钢工艺设备
    • 1）转炉生产设备
      • （1）原料供应系统：包括铁水预处理、铁水倒罐站、混铁炉、废钢间、铁合金供应及石灰供应等设备。
      • （2）吹炼、精炼与出钢系统：包括转炉本体、托圈、倾动装置、出钢、出渣及钢水精炼等设备。
      • （3）供氧系统：包括氧枪、氧枪横移（更换）小车、氧枪升降设备及滑道、氧气阀门间设备、副枪系统 等设备。
      • （4）烟气净化与煤气回收系统：包括烟气冷却设备、煤气回收设备、蒸汽回收设备、烟气除尘及净化设 备。
    • 2）连铸生产主要设备
      • （1）浇注设备：包括钢包回转台、中间罐、烘烤器。
      • （2）连续铸钢设备：包括结晶器及振动装置、二次冷却装置、拉矫机、扇形段更换装置、引锭杆装置。
      • （3）出坯和精整设备：包括输送辊道、剪切机、喷印机、推钢机、翻钢机等设备。
  • 2.2. 转炉炼钢设备安装技术
    • 1）转炉本体设备吊装方式
      • 吊装方法主要有台车法、滑移法、流动式吊车或卷扬机与滑轮组相配合吊装。
  • 2.3. 连铸机安装要求
    • 1）基准点和基准线的设置
      • （1）连铸机纵向基准线一般设置 3 条：纵向中心线、铸流中心线及辅助纵向中心线。
      • （2）连铸机横向基准线设置 3 条：铸流外弧线、最终矫直辊中心线及输送辊道起始辊的轴线中心线。
      • （3）基准点一般设置在连铸机各层标高的基础内，外弧线附近、最终矫直点附近、输送辊道起始辊附近 及大包回转台附近。
• 3. 轧机设备安装技术
  • 3.1. 轧钢工艺设备
    • 1）轧钢设备
      • （1）轧钢主要设备：通常把使轧件产生塑性变形的机器称为轧机。轧机由工作机座、传动装置（接轴、齿轮座、减速机、联轴器）及主电机组成。这一机器系统称主机列， 也称轧钢主要设备。
      • （2）辅助设备：运输设备，如纵向运输轧材的辊道，垂直方向运输轧件的升降台，横向运输轧件的拉钢 机和移钢机；加工设备，如切断轧件的剪切机和锯机，矫直轧件的矫直机，卷取轧件的卷取机； 其他精整设备，如翻转件用的翻钢机，回转轧件用的回转台，冷却轧件用的冷床； 以及收集、酸洗、打印、包装等工序所用的各种机械设备。
    • 2）轧机的分类
      • （1）轧机按用途可分为：开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机（如横轧机、轮箍轧机 等）。
      • （2）按轧辊在机座中的布置形式可分为：具有水平轧辊的轧机、具有立式轧辊的轧机、具有水平轧辊和 立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机以及其他轧机五种形式。
      • （3）按轧机布置形式可分为：单机架式、多机架顺列式、横列式、连续式、半连续式、串列往复式、布 棋式等。
  • 3.2. 轧机设备安装要求
    • 1）轧机设备安装精度要求
      • 轧机设备安装精度等级可划分为 I 、 Ⅱ两级：
      • （1）I 级精度项目应包含板带轧机、粗轧与精轧的带材连轧机、平整机、管材连轧机、高速线材轧机、棒 材轧机、型材连轧机、中厚板成品轧机等。
      • （2） Ⅱ级精度项目应包含开坯机、钢坯轧机、穿孔机、焊管轧机等。 （口诀：屁屁焊穿）
    • 2）轧机机架吊装
      • 轧机机架吊装方法有：行车吊装法、流动式起重机吊装法、专用起重装置吊装法等。
    • 8）试运行
      • （1）轧机低速压下装置、高速压下装置往返运转均不应少于 5 次，高低极限位置准确。
      • （2）主传动电动机空载试运行不应少于 0.5h； 电动机带动减速机试运行不应少于 0.5h； 电动机带动减速 机、齿轮机座试运行不应少于 0.5h；电动机带动减速机、齿轮机座和轧机试运行，按额定转速的 25%、50%、 75% 、100%分别试运行不应少于 2h。
      • （3）换辊装置及其他设备往返运行均不应少于 5 次，停止位置应符合设计文件的规定。
      • （4）试运行设备轴承温度应正常，滚动轴承轴承温升不超过40℃ , 且最高温度不得超过80℃; 滑动轴承 轴承温升不得超过 35℃ , 且最高温度不得超过 70℃。
• 4. 空分与制氧设备安装技术
  • 4.1. 制氧设备组成
    • （1）原料空气过滤加压系统。主要设备：空气过滤器、空气压缩机。
    • （2）空气预冷及净化系统。主要设备：空冷塔、水冷塔、分子筛吸附器。
    • （3）空气分离系统。主要设备：空分塔（冷箱），为集冷箱结构、 内部容器、设备及管道为一体的整体 设备。包括：膨胀机、低温液体泵、主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器、粗氩塔、精氩塔、过冷器等。
    • （4）产品气体压缩及输送系统。主要设备：氧气压缩机组、氮气压缩机组等。
    • （5）低温液体储备系统。主要设备：低温液体储罐、液体泵、蒸发器等。
    • （6）控制系统。包括电控和自动化仪表控制系统，大型空分设备都采用计算机集散控制系统，可实现自 动控制。
  • 4.2. 冷箱安装要求
    • 4）冷箱内铝镁合金管道安装要求
      • （1）管道脱脂
        • 管道脱脂宜设专用的脱脂场所，所有阀门和管道及管道附件应进行脱脂处理，脱脂剂宜选用四氯乙烯或三 氯乙烯等溶剂，严禁使用四氯化碳溶剂。
      • （3）管道安装要求
        • ①管道安装顺序遵循先大口径管、后小口径管；先长管、后短管；先主管、后支管的原则。在同一高度平 面内，以精馏塔或其他空分设备为中心，先里面的管道，后外面的管道。
        • ②冷箱外氧、氮、氩等液态产品管道，当采用隔热套管保冷时，应先安装内部管道，焊缝射线检查和系统 压力试验合格后，再装隔热套管并充填绝热材料，绝热材料充填应密实。
      • 5）管道试压要求
        • 空分塔内系统多，压力等级不同，必须按系统、压力等级设置不同的试压回路分别试压。试验介质宜采用 干燥无油的压缩空气、氮气。
        • （1）冷箱内管道应做强度试验，试验压力应为工作压力的 1.15 倍，稳压 10min ，压力不降为合格。
        • （2）冷箱内管道应在强度试验合格后做严密性试验，并应将强度试验后的压力降至工作压力，稳压 30min， 用发泡剂检验，不泄漏为合格。
        • （3）冷箱内管道应做泄漏量试验，试验压力应为工作压力，停压 12h ，在试验压力稳定 30min 后，开始记 录起点压力、起点温度，泄漏率不应大于 2.5%为合格，泄漏率应按式计算：
          • 式中 Q——泄漏率（%）；P1 ——起始绝对压力（MPa）； T1 ——起始热力学温度（K）； P2 ——终点绝对压力（MPa）； T2 ——终点热力学温度（K）。（口诀：起亚在下）
      • 6）管道吹扫要求
        • （1）吹扫气源应采用洁净、干燥、无油的压缩空气。当采用空压机吹扫时，空气预冷、净化系统应投入 运行。吹扫的压力，低压系统宜为 0.04～0.05MPa ，高压系统宜为 0.25～0.40MPa ，不得超过容器和管道的 工作压力，流速不应小于 20m/s。
        • （2）空分系统的吹扫应先吹扫冷箱外系统、后吹扫冷箱内系统；冷箱外管道吹扫时，凡与冷箱内相连接 的阀门应关闭。
        • （3）各系统的吹扫应反复多次进行，吹扫时间不应小于 4h；采用沾湿的白色滤纸或白布放在吹扫出口处， 经 5min 后，在纸或白布上应无机械杂质为合格。
        • （4）吹扫后系统恢复应符合清洁度要求，不得再进行影响管内清洁的其他作业。
• 5. 炉窑砌筑施工技术
  • 5.1. 炉窑及砌筑材料的分类与性能
    • 1）炉窑的分类
      • 炉窑按其生产过程可分为两大类：动态炉窑和静态炉窑。
      • 例如：水泥回转窑属于动态炉窑，炼焦炉、玻璃熔窑属于静态炉窑。
    • 2）耐火材料的分类
      • 耐火材料可按化学特性、耐火度、结构性能、形状等分类。
      • （1）按化学特性分类
        • ①酸性耐火材料。其特性是能耐酸性渣的侵蚀。如硅砖、锆英砂砖等。
        • ②碱性耐火材料。其特性是能耐碱性渣的侵蚀。如镁砖、镁铝砖、 白云石砖等。
        • ③中性耐火材料。其特性是对酸性渣及碱性渣均具有抗侵蚀作用。如刚玉砖、高铝砖、碳砖等。 （口诀：穆桂英，美女白）
      • （2）按结构性能分类
        • ①致密耐火材料，其气孔率低于 45%。具有体积密度高、透气度低、耐磨性及抗渣性好、耐火度高等特性， 常用于直接接触熔料的炉窑砌筑。
        • ②隔热耐火材料，其气孔率大于 45% 。具有质量较轻、体积密度低、隔热性能好等特性，常用于砌筑工程 的隔热层。
      • （3）按形状分类
        • ①定形耐火材料，其特征是形状已定形制品，如耐火砖。
        • ②不定形耐火材料，其特性是凝固之前流动性及可塑性好。如耐火浇注料、耐火泥浆、喷涂料、可塑料、 捣打料等，适宜于定形耐火材料不宜施工和操作部位的充填，弥补定形耐火材料砌筑的不足之处。
        • 4）其他耐火材料的种类及性能
          • 耐火纤维又称陶瓷纤维，是一种人造无机非金属纤维材料，是由氧化铝、二氧化硅为主要成分的二元化合 物。
          • 耐火纤维主要特点：耐高温、隔热保温性能好、隔热效率高、化学稳定性好、抗热振性强、绝缘性及隔声 性能比较好。
  • 5.2. 炉窑砌筑施工技术要求
    • 1）炉窑砌筑前工序交接要求
      • （1）工序交接的技术要求
        • ①炉窑的砌筑工程应于炉体骨架结构和有关设备安装完毕，经检查合格并签订交接证明书后，才可进行施 工。
      • （2）工序交接证明书应包括的内容
        • 陈印装鬼可耻
        • ①炉子中心线和控制标高及必要的沉降观测点的测量记录。
        • ② 隐蔽工程的验收合格证明。
        • ③炉体冷却装置、管道和炉壳的试压记录及焊接严密性试验合格证明。
        • ④钢结构和炉内轨道等安装位置的主要尺寸复测记录。
        • ⑤动态炉窑或炉子的可动部分试运行合格证明。
        • ⑥炉内托砖板和锚固件等的位置、尺寸及焊接质量的检查合格证明。
    • 2）耐火砖砌筑的施工程序
      • （1）动态炉窑的施工程序
        • ①动态炉窑砌筑必须在炉窑单机无负荷试运行合格并验收后方可进行。
        • ②砌筑的基本顺序：从热端向冷端（或从低端向高端）→分段作业划线→选砖→配砖→分段砌筑→分段进 行修砖及锁砖→膨胀缝的预留及填充。
        • 例如，回转窑砌筑时， 自热端向冷端分若干段依次分别进行环向砌筑，每段长度：湿砌每段不大于 1m ， 干砌每段不大于 2m 。若采用砌砖机砌筑，则不必进行窑简体旋转，每环砖可一次完成；若采用顶杆压砖 砌筑，则每环砖由底部开始向两侧同时砌筑到半圆时，用顶杆压紧已砌好的耐火砖，然后旋转窑筒体 90 ° 后继续砌筑，再用顶杆压紧后，再次旋转筒体 90 °后继续砌筑，直至本环锁砖完成，本段砌筑结束。
      • （2）静态炉窑的施工程序
        • ①静态炉窑的施工程序与动态炉窑基本相同。
        • ②静态炉窑的施工程序和动态炉窑的不同之处： 不必进行无负荷试运行即可进行砌筑；砌筑顺序必须自下而上进行；无论采用哪种砌筑方法，每环砖均可一次完成；起拱部位应从两侧向中间砌筑，并需采用拱胎压紧固定，锁砖完成后，拆除拱胎。
  • 5.3. 耐火砖底和墙砌筑施工技术要求
    • 1）耐火砖底砌筑施工技术要求
      • （3）反拱底应从中心向两侧对称砌筑。砌筑反拱底前，应用样板找准砌筑弧形拱的基面；斜坡炉底应放 线砌筑。
    • 2）耐火砖墙砌筑施工技术要求
      • （1） 圆形炉墙应按中心线砌筑。当炉壳的中心线垂直误差和半径误差符合炉内形要求时，可以炉壳为导 面进行砌筑。
      • （4） 圆形炉墙不得有三层重缝或三环通缝，上下两层重缝与相邻两环的通缝不得在同一地点。圆形炉墙 的合门砖应均匀分布。
      • （5）砌砖时应用木槌或橡胶锤找正，不应使用铁锤。砌砖中断或返工拆砖时，应做成阶梯形的斜槎。
  • 5.4. 耐火砖拱和拱顶砌筑技术要求
    • （1）拱脚表面应平整，角度应正确；不得用加厚砖缝的方法找平拱脚；拱脚砖应紧靠拱脚梁砌筑。
    • （2）当拱脚砖后面有砌体时，应在该砌体砌完后，才可砌筑拱或拱顶。不得在拱脚砖后面砌筑隔热耐火 砖或硅藻土砖。
    • （4）跨度不同的拱和拱顶宜环砌，且环砌拱和拱顶的砖环应保持平整垂直。拱和拱顶必须从两侧拱脚同 时向中心对称砌筑。砌筑时，严禁将拱砖的大小头倒置。
    • （5）锁砖应按拱和拱顶的中心线对称均匀分布。锁砖砌入拱和拱顶内的深度宜为砖长的 2/3～3/4 ，拱和 拱顶内锁砖砌入深度应一致。打锁砖时，两侧对称的锁砖应同时均匀地打入。不得使用砍掉厚度 1/3 以上 的或砍凿长侧面使大面成楔形的锁砖，且不得在砌体上砍凿砖。
  • 5.5. 不定形耐火材料施工技术要求
    • 2）施工技术要求
      • （1）搅拌耐火浇注料的用水应采用洁净水。
      • （2）浇注用的模板，应有足够的刚度和强度，与浇注料接触的隔热砌体的表面，应采取防水措施。
      • （3）浇注料应采用强制式搅拌机搅拌。
      • （4）搅拌好的耐火浇注料，应在 30min 内浇注完成，或根据产品施工说明书的要求在规定的时间内浇注 完。已初凝的浇注料不得使用。
  • 5.6. 耐火喷涂料施工技术要求
    • （2）喷涂时，料和水应均匀连续喷射，喷涂面上不允许出现干料或流淌。
    • （3）喷涂方向应垂直于受喷面，喷嘴与喷涂面的距离宜为 1～1.5m ，喷嘴应不断地进行螺旋式移动，使粗 细颗粒分布均匀。
    • （4）大面积喷涂应分单元连续进行，且在本单元内应一次达到设计厚度。喷涂内衬厚度超过 300mm 需分 层喷涂时，应在前层耐火喷涂料凝结前喷完次层。
  • 5.7. 冬期施工的技术要求
    • （1）砌筑应在供暖环境中进行。工作地点和砌体周围温度均不应低于 5℃ , 耐火砖和预制块在砌筑前应预 热至 0℃以上。
    • （2）耐火泥浆、耐火可塑料、耐火喷涂料和水泥耐火浇注料等在施工时的温度均不应低于 5℃。但黏土结 合耐火浇注料、水玻璃耐火浇注料、磷酸盐耐火浇注料施工时的温度不宜低于 10℃。
    • （4）冬期施工耐火浇注料的养护：
      • ①水泥耐火浇注料可采用蓄热法和加热法养护。
      • ②黏土、水玻璃、磷酸盐水泥浇注料的养护应采用干热法。
  • 5.8. 烘炉的技术要求
    • 2）烘炉的技术要点
      • （1）工业炉在投入生产前必须烘干烘透。烘炉前应先烘烟囱及烟道。
      • （2）耐火浇注料内衬应该按规定养护后，才可进行烘炉。
      • （3）烘炉应在其生产流程有关的机电设备联合试运行及调整合格后进行。
      • （4）烘炉应根据炉窑的结构和用途、耐火材料的性能、建筑季节等制定烘炉曲线和操作规程。主要内容包括：烘炉期限、升温速度、恒温时间、最高温度、更换加热系统的温度、烘炉措施、操作规程 及应急预案等。
      • （5）烘炉必须按烘炉曲线进行。烘炉过程中，应测定和测绘实际烘炉曲线。烘炉后需降温的炉窑，在烘 炉曲线中应注明降温速度。
      • （8）在烘炉过程中，如主要设施发生故障而影响其正常升温时，应立即进行保温和停炉。故障消除后， 才可按烘炉曲线继续升温烘炉。