技术领域
[0001] 本发明涉及高炉维修工艺领域，尤其是一种降低薄壁高炉炉壳非对称更换过程中应力集中的方法。
相关背景技术
[0002] 高炉本体位于高炉四周框架平台之中，主要由耐火炉衬、炉壳钢结构及附属冷却壁组成。炉体高温中间段冷却壁烧损后，需进行炉壳钢结构及附属冷却壁更换。传统方法是将更换中间段以上炉壳及附属冷却壁吊、撑在四周框架上，达到卸载目的，再进行中间段更换。现由于中间段以上炉壳及附属冷却壁、炉喉钢砖、煤气封罩及附属耐火材料重量大、需保留，四周框架无法承担卸载重。
[0003] 其中，由于传统方法是非常规施工，质量控制难度大、风险高。该方法在实施中存在大负载和非对称更换等条件下产生的应力集中消除困难，局部大面积切割炉壳会导致炉壳变形，局部焊接会导致炉壳焊接内应力大、变形大等情况。最终导致中间段炉壳更换中出现局部几何尺寸超标、安装尺寸(如中心标高、椭圆度、同心度等)不能满足图纸要求、并会存在应力集中开裂风险。
具体实施方式
[0010] 下面实施例对本发明进一步说明。
[0011] 首先，在设定高度的平台设置8根顶升梁，顶升梁上设置2台100吨液压千斤顶，需要被顶升的上方炉壳占整个高炉炉壳的六分之一，所述千斤顶将拆出的六分之一炉壳上口进行顶升，预防炉壳在大负载和非对称更换等条件下产生的应力集中。顶升的支撑点绕上方炉壳底部的分布两个受力点，为防止100吨液压千斤顶在顶升过程中泄压，在液压千斤顶旁边设置刚性可调整、配合支撑垫块。支撑垫块沿竖直方向堆砌，堆砌的高于与液压千斤顶顶升的高度一致，随着液压千斤顶顶升高度的增加，支撑垫块的高度也增加。支撑垫块可以在液压千斤顶失效时，起到防止上方炉壳突然下坠的风险。
[0012] 为预防或减少高炉炉壳中间段拆除后，上方炉壳发生局部变形，进而达到分散应力目的。在上方炉壳外侧设置环绕炉壳的环形的加固圈及沿竖直方向设置的筋板，分别加固圈用板厚30mm的钢板制作，筋板用板厚25mm的钢板制作。
[0013] 新的炉壳中部的焊接，采取内外对称、小线能量分段退焊方式，达到减少焊接应力目的。先焊接立焊缝，再焊接横焊缝。横焊缝的焊接方式，为采取先焊接一条横缝，再间隔一条横焊缝焊接的顺序。即在焊完一条焊缝后，跳过临近的那条焊缝而焊接下一条焊缝的方式进行焊接。这样的焊接方式，可以有效降低焊接导致的应力，另外，可以让新的炉壳中部与其上方的上方炉壳之间的焊接更稳固。
[0014] 所有焊缝均分两个阶段焊完，第一次焊接只焊接内外坡口的各1/3,待所有焊缝焊接完后，再焊接剩余的未焊部位，直至焊完。该焊接方式也可以有效降低焊接导致的应力集中，让焊接后新的炉壳中部与其上方的上方炉壳之间的应力处于合格范围。
[0015] 新的新的炉壳中部，其炉壳材质为ALK490钢，其屈服强度305MPa，应力在线监测结论。其中，在切割旧的炉壳中部时，应力监测值在‑25.7～3MPa之间。当切割旧炉壳或修整带切割后洞口边缘时，受焰切时热影响应力监测值突变，水平应力监测值在‑201～135MPa之间。当新的炉壳中部的每段新炉壳焊到接第7条焊缝时，受焊接高温的影响，水平应力监测值在‑67～106MPa之间，从而有效保证对焊接壳体的应力控制。截至所有炉壳更换完毕，洞口上方千斤顶撤除，各段洞口上缘附近炉壳水平应力监测值在‑88～23MPa之间。至此，整个焊接切割掉旧的炉壳中部、顶升上方炉壳、安装焊接新的炉壳中部的应力均控制在合格的范围，确保了新的炉壳及附属冷却壁更换安装尺寸及质量，均满足图纸要求及生产后未出现异常情况。
