高炉机械设备安装(machinery erection of blast furnace)

高炉机械设备包括炼铁工艺过程中从上料到出铁的主体设备，是炼铁系统设备的主要组成部分。

设备组成  

包括上料设备、炉顶设备(装料设备与布料设备)、炉体设备和风口平台及出铁场设备。

上料设备   把炉料运送到炉顶的设备。有料车(罐)式上料机和带式上料机。料车(罐)式上料机由斜桥、料车(罐)、料车卷扬机组成。20世纪70年代以后，随着高炉容积的不断增大，料车(罐)式上料机的能力已不能满足需要，大型高炉普遍采用带式上料机。

炉顶设备   主要是将炉料装入炉内的料钟式或无料钟式炉顶装料设备。此外，还有探料装置，炉顶煤气放散阀，均、排压阀，炉顶起重机及大小钟平衡装置等。料钟装料设备有钟式(双钟、多钟)和钟一阀式(双钟双阀、双钟四阀)之分。无料钟装料设备有并罐和串罐两种型式，串罐又有偏心串罐和中心串罐之分。装料设备的传动分电气传动和液压传动两种。无料钟装料设备，由于能满足高炉的理想布料，并大大简化了炉顶结构，重量轻，投资省，从而有取代料钟式装料设备的趋势。

炉体设备   安装在炉体上的设备，主要有：炉体冷却设备、风口装置、渣口装置、铁口装置、煤气取样机、炉喉钢砖、十字测温装置、摆动式活动炉喉板、炉口保护板及点火装置等。

风口平台及出铁场设备   有电动或液压泥炮，开铁口机，堵渣机，渣、铁沟及闸门，摆动铁流嘴，揭盖机，悬臂起重机，桥式起重机，风口更换装置及煤粉喷吹装置等。

设备安装  

高炉机械安装中具有技术特点和难点的有以下设备：料车卷扬机，炉顶装料设备，炉体冷却设备，风口装置，摆动式活动炉喉板，泥炮，开铁口机，堵渣机，摆动铁流嘴。

料车卷扬机安装   料车卷扬机由卷扬机本体、传动装置和断电保护装置等组成。多数情况下卷扬机室内除主卷扬机外还有大料钟卷扬机和均排压阀卷扬机。安装顺序为：底座→卷筒轴轴承座→卷筒及卷筒轴上的大齿轮→减速器→电动机→断电保护装置、钢丝绳及绳轮。安装要点为：(1)底座以斜桥中心线和卷扬机室中心线作为纵、横中心线定位的依据。(2)减速器输出轴齿轮与卷筒轴上大齿轮的啮合间隙和啮合接触斑点应符合规范规定后才能进行电动机与减速器的定心。(3)卷扬机事故制动器和工作制动器应严格按图纸规定的尺寸检查和调整各支点、连杆的尺寸，并确保电磁铁的行程距离；各制动瓦的间隙应符合技术文件的要求，达到动作灵敏、可靠。(4)安装卷扬机室屋面上的绳轮和炉顶绳轮时，绳槽的对中十分重要，否则钢绳跑偏易将钢绳或绳槽过度磨损；穿钢绳时必须将绳卷打开“破劲”，在卷筒上必须有规范规定的安全圈数，更应注意钢绳的左右捻，与料车的连接若采用灌铅法时，应按灌铅要求的技术条件进行；若采用斜楔固定时，斜楔必须打紧牢靠。穿绳时严防电线火花打坏钢绳。卷扬机无负荷试运转，先试电动机，然后带卷扬机正、反向运转4h，再挂上钢绳带动料车低速运行，确认无障碍后方可逐渐加速，并在杠杆端加规定载荷试验钢绳松弛断电器的动作，在机、电严密配合下进行料车高速运行中的紧急停车试验；料车以正常生产操作速度连续运行8h。

炉顶装料设备安装   如表所示为炉顶装料设备组成，图1、图2、图3分别为双钟式炉顶装料设备、并罐式及中心串罐式无料钟炉顶设备示意图。图4、图5、图6、图7分别为双钟式炉顶、钟一阀式炉顶和无料钟炉顶装料设备的安装顺序。

炉顶装料设备安装要点为：

(1)高炉本体施工时，其基础随着钢筋混凝土基础、钢结构、耐火材料和机械设备的不断加载而逐渐下沉，因此要在整个施工过程中不断进行基础沉降观测，掌握沉降情况。炉顶设备安装前要根据前一工序交接的观测资料和测量资料，会同设计、测量部门共同确定基础标高，并将炉体中心投测到炉口平台上；设备安装阶段还应定期进行基础沉降观测和中心线的复核直至交工验收。

(2)炉顶装料设备安装是立体高空作业，有时是交叉施工或多层次施工，作业面受到限制，施工难度增大。为了减少立体高空作业，加快安装速度，炉顶装料设备安装时，应根据起重设备能力，尽可能将部件在地面组装，实现大部件整体吊装，有条件时亦可就地调试。

(3)炉顶法兰是炉顶装料设备安装的基础，直接影响装料设备的安装质量，因此在设备技术文件中对炉顶法兰的水平度、平面度、中心都有严格的要求。炉顶法兰安装，以炉底中心为基准，根据投测在炉顶平台上的十字中心线交点挂线锤找正，并用平尺和框式水平仪或精密水准仪检查水平度，经调整合格、定位后，采用分段、对称、退步焊，按焊接工艺规程要求施焊。焊后再次检查，如有超差可用砂轮机研磨或堆焊后研磨。

(4)料钟式炉顶装料设备的大钟与大料斗，在地面组装、检查后吊到炉顶法兰上，以炉顶法兰中心为基准进行找平找正。此后，钟式炉顶大料斗以上各部件的安装定位，均以大料钟中心为基准。钟一阀式炉顶则均以大钟拉杆耳轴中心为基准。无料钟炉顶装料设备，炉顶法兰以上各部件的安装定位，均以炉顶法兰中心为基准。

(5)钟式炉顶多为双钟，大钟拉杆长度一般在18m以内，钟–阀式炉顶大钟拉杆长达25m，安装前都必须按照设备技术文件的规定检查拉杆的直线性。拉杆在贮放期间最好竖立放置，以免产生弯曲。

(6)料钟炉顶的大钟与大料斗在地面组装后，应检查钟与斗的密合程度，•并应符合设备技术文件的规定。无料钟炉顶的称量料罐，在地面拼装、焊接后，装好上密封阀，按规定进行罐体的水加空气的强度试验和上密封阀的严密性试验，合格后才允许吊装就位。

(7)中心串罐式无料钟炉顶设备支承在钢结构框架上，上部环梁支承旋转受料斗，并悬挂称量料罐及阀箱，因此钢结构框架应先于设备安装。在地面无法预装时，应在设备订货时要求制造厂供给一个样板，进行框架的找正。

(8)无料钟炉顶称量料罐的压力传感器安装，需待炉顶平台以上的设备、结构、管道等的焊接部位完成后进行，并应采取接地措施，以防因外界施焊而被击穿。

炉体冷却设备安装   炉体冷却设备包括冷却壁、冷却板和支梁式冷却箱，这些设备应按规定逐块进行安装前的严密性试验、满流试验或通球试验。冷却板埋设在高炉砖衬内，支梁式冷却箱多用于高炉炉身冷却，同时起着支撑炉身砖衬的作用，它们的安装都应与砖衬砌筑密切配合。冷却壁装设在砖衬和炉壳之间，可在炉内设置的升降吊盘上铺设环行轨道，用带推杆的小车进行安装，也可以利用吊盘下设环行电动葫芦直接安装。安装前，先在炉壳上划出分块线，然后用样板或专用量具逐块进行冷却壁安装孔的定位、划线和开孔。安装时按编号将冷却壁逐块送入安装位置，及时调整冷却壁与炉心距离尺寸和相邻两块冷却壁间的垂直和水平缝隙，若冷却壁与炉壳间有填充料时，各间隙间的密封板必需确保密封，以免填料外泄，然后均匀拧紧与炉壳的连接螺栓。最后将螺母外罩、垫板等满焊，以防煤气泄漏。安装完与管路的连接后，进行工作水压通水试验，进、出水要畅通，各连接处不得泄漏。

风口装置安装   风口装置包括热风围管以下的短管法兰(俗称大礼帽)、鹅颈管、膨胀节、弯管、直吹管、喷煤管以及风口水套等，其数量随炉容而异，少则6组、多则30多组。风口装置的安装关键是：(1)风口法兰的中心线交点与炉中心的偏差以及法兰的平行度、垂直度。必须用拉钢线方法检查。(2)短管法兰在热风围管上的定位。在近代大型高炉安装中，大多采用模拟送风支管尺寸制作的专用工具来找正短管法兰。如图8所示，将专用工具一端插入风口大套，调整专用工具端头外露大套的长度(l)、与大套的配合间隙(c)、垂直管段的铅垂度和水平管段的水平度，均符合要求后，用定位焊将短管法兰及加强板临时固定，再借助于控制焊接变形的定芯工具将其焊牢。不用工具时，也可采用先从风口直吹管安装，再安装弯管、直管、鹅颈管，最后安装短管法兰的倒装法，使短管法兰与热风围管相连接。

摆动式活动炉喉板安装   摆动式活动炉喉板是一种通过它的摆动来改变炉喉直径的导料装置。日本新日铁式和GHH式活动炉喉板都属于这种类型。主要由炉喉板、转臂和拉杆组成，沿炉喉共设置24组，通过各自的拉杆连接在同一倾动环上。倾动环的下面有3个油缸，以驱动环的升降，使炉喉板摆动。活动炉喉板安装：检查炉壳上连接设备的法兰沿炉壳圆周的等分线、标高和至炉体中心的距离，符合设备技术文件规定后，再利用链式起重机将装有炉喉板、板座、转轴和转臂的箱体分别连接到炉壳法兰上；焊接驱动装置托架，安装驱动装置和倾动环，倾动环按制造厂的连接标记进行组装，并用临时支架把倾动环支承在工作行程的上限位置上进行找平、找正；安装倾动环导向装置；连接转臂与倾动环之间的拉杆，调节拉杆长度。

泥炮安装   泥炮是堵铁口的专用设备，有电动泥炮和液压泥炮两种，后者因打泥效率高，且机身矮小、结构紧凑，故得到迅速发展。泥炮包括回转装置、升降装置、打泥装置和锁紧装置，液压泥炮还有单独的液压装置。安装顺序为：底座→回转装置→升降装置→打泥装置→锁紧装置。安装要点为：(1)泥炮安装前要会同有关部门共同确认出铁口中心位置，并以此为安装依据。(2)电动泥炮锁紧装置的锚钩座应固定在高炉炉壳上，其安装应在高炉砌砖前进行。(3)液压泥炮回转装置应在其下面的底座经找正并进行二次灌浆后再行安装；电动泥炮回转装置可直接安装在立柱上。(4)液压设备及其配管应与机械设备本体同步进行安装。(5)应分别按泥炮的回转装置、锁紧装置、升降装置、打泥装置进行无负荷试运转，合格后进行打泥试验。

开铁口机安装   开铁口机是打开出铁口的设备，按动作原理有钻孔式和冲钻式两种。钻孔式开铁口机本体通过吊杆上端的小车轮吊挂在出铁口上方的回转臂上，本体上的钻杆由电动机带动作旋转运动。安装时要控制好回转臂立轴的垂直度和轨道梁的水平度，以使小车轮沿轨道梁前后运行时动作灵活平稳。冲钻式开铁口机由回转臂、吊挂装置、导轨及开铁口机本体组成。安装顺序为：回转臂支座一回转臂一吊挂装置一导轨及开铁口机本体。安装要点有：(1)焊接在炉体框架上的回转臂支座是安装回转臂的基础，要确保其安装精度。(2)回转臂回转时，应作吊挂孔上的平面检查，其运动轨迹应在同一水平面内。(3)当开铁口机处于工作位置时，吊挂装置安装后的吊挂孔中心垂线与出铁口中心的重合度、吊挂孔中心至出铁口中心的距离都应符合设备技术文件的规定。

堵渣机安装   堵渣机是高炉出完渣后堵塞渣口的设备。通常采用连杆式堵渣机，它是由固定在高炉渣口上方的框架、平行四连杆和连杆下杆延伸部分l的塞杆及塞头组成，其驱动方式为气动。塞头通过连杆上的气缸及平衡重的作用紧紧堵塞渣口。塞杆和塞头中通有冷却水，安装前应进行严密性试验。安装堵渣机时要控制好塞杆纵向中心线的水平投影与渣口中心线的重合度，调节好平衡重，以使塞头对渣口有足够的压力。

摆动铁流嘴安装   摆动铁流嘴是将铁水导入铁水罐或鱼雷式铁水车内的设备。它由耳轴轴承座、耳轴、流嘴和驱动装置组成。安装要点为：(1)根据耳轴轴承座的安装定位，严格控制两轴承座轴线的高低差和两轴承座韵中心距；(2)耳轴吊入后检查耳轴和轴承之间的间隙；(3)调整流嘴左、右摆动的极限位置，使摆动角度符合设备技术文件的规定。