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英国钢铁公司雷德卡厂日产一万吨铁高炉的改造 ● 1990年第1期国外钢铁 英国钢铁公司雷德卡厂日产 一 万吨铁高炉的改造 [英]JosephW.Campbell等 [提要]雷蘸卡厂妒缸直径14m,日产10O00t生铁的高炉是世界最大高炉之一.用135天改造完 毕.重新设汁和更换了高炉炉壳,吩却壁及砖衬. 英国钢铁公司雷德卡厂高炉是世界上最 大高炉中的一座,其炉缸直径为14m,生产能 力为10O00t/d.这座高炉的首次设计是在新 日铁1972年投产的第一代大型高炉的基础 上进行的.该炉于1979年l0月开炉,1986 年3月第1炉役结束,总共生产了】500万t 生铁. 这座高炉是雷德卡厂唯一的一座高炉, 是蒂兹赛德厂生产的基础,它的大修是一种 特殊情况因此,应该在尽可能短的时间用 完善的施工方法来完成改造是最重要的. 为了维持蒂兹赛德厂在高炉大修期间的 生产,向轧钢厂提供了630O00t前几年存储 的半成品,由两座生产锰铁和铸造铁的小高 炉每周生产l6O00t生铁来弥补铁水的不 足. 工程项目包括全部更换高炉炉壳,冷却 壁,砖衬,同时要对各种装置进行改进. 整个改造工程用了135天. 设计目标是: ? 计l划并研究出在短期内完成高炉大修 方案. ? 设计出使寿命达到l0～12年的高炉 及其附属设备,生铁产量达到3000万 t. i982年初开始作设计开发规划,改造好 的高炉于1986年8月l2日投产.1984年6 月英国钢铁公司完成了长远规划的研究工 作.工程施工,工程计划和结构方面的重点 是 ?1983年4月与新日铁协商帮助作出 基本改造计划. ?1983年8月:新日铁提供基本计划. 与戴维.麦基公司讨论计划的实施 (三个月). ?1983年11月:向戴维,麦基公司提交 工作范围和工程说明书. ?1984年4月:正式提出方案书以备批 准 ?1984年6月;方案被批准. ?1984年7月:英国钢铁公司承包给戴 维.麦基公司提供下列眼务}即准备 提交详细设计和说明书,准备咨询和 报价,设备的检查及其改进,制定计 划以及承包人的现场管理. ?1984年中期到1986年:取得详细设 计. ? l985年中期:将定单发给总承包人: 从最后造成整环的新炉壳开始在工地 装配.试装每段冷却壁. ?1986年3月28～31日:停炉和急冷 熄火 ?1986年4月1日:开始建筑. ?1986年8月l2日开炉. 设计变更 为使炉龄达到10年,对下列设备的设计 ? 6?国外钢铁1990年第1期 作了变更:高炉炉壳,冷却壁,冷却壁冷却 水循环系统,高炉耐火砖衬,高炉冶炼过程 控和系统,出铁场设备,煤气净化装置,热 风炉(燃烧器)以及高炉装料控制系统. 高炉炉壳 原有高炉炉壳(图1)厚度为d0～ 120mm,在炉壳上装14段铸铁冷却壁. 炉缸外壳在1980年钢铁工人罢工后的 恢复过程中,处于过度受力状态,但是并未 发现任何问题.风口区,炉腹和上部炉身区 一 直在工作,没有出现什么问题.炉腰和炉 身中部处于高炉的高温区,承受着很高的温 度和温度循环变化.在炉役末期,这个区域 内的炉壳产生了总长达50m的裂纹,并且有 几个区域的炉壳发生了变形. 对新炉壳而言,最明显的设计变更是:炉 腹,炉腰和炉身用的炉壳材质.选择炉腹,炉 身新炉壳钢材时,主要考虑下列几个方面:焊 接性,抗热裂性,抗脆裂性及裂纹扩展性.为 了满足这些要求,选择了低碳钢(BS4360 级d0E).以前曾应用过的同类钢板则用于炉 缸(BS4360级50C),上部炉身和炉顶锥体 部位(BS4360级430. 图l炉壳钢板厚度 为了满足工程计划的要求,在新设计和 设备制造中,下述各项必须规定: ? 将每块炉壳钢板预装成一整环. ? 每环及其附件最大重量不准超过 200t. ? 每环高度不得超过5m(加以炉子塔形 结构的有效间距). ? 焊缝坡加工及焊缝熔敷金属量. 新炉壳的设计如图2所示.12环炉壳重 量范围是,从顶部环的1t刊炉缸第一环的 195t.新炉壳环的垂直焊缝采用自动焊接或 采用惰性气体保护焊接法,而对从已被拆毁 的2号炉拆下来的炉壳而言,则采用电渣焊 接法.圆周缝隙采用半自动焊接法进行焊接. 在炼铁车闻附近对高炉的各环炉壳进行预组 装(见下文). 图2炉壳结构 冷却壁 原用冷却壁是70年代初由新日铁开发 的第一代设计型式的冷却壁.高炉设置了14 段冷却壁,每段有60块冷却壁.在每块冷却 壁内铸入4根冷却水管,每块冷却壁的通水 量相同.从第7段冷却壁往上,冷却壁基台 (由基台支撑耐火砖衬)也用水冷却.这种冷 却壁适用于炉缸,风口和上部炉身区域,但 是在高炉高温区就不合适了.在中部炉身区 域,当高炉工作两年耐火砖村损坏后,冷却 壁冷却水管开始损坏.在炉役末期,大约有 100根冷却壁基台冷却水