EA044089B1

EA044089B1 - METHOD FOR MAINTENANCE OF COOLING BLOCK FOR METALLURGICAL FURNACE

Info

Publication number: EA044089B1
Application number: EA202290476
Authority: EA
Inventors: Марко РИККЕ; Рене ШНАЙДЕР; Франк Теннагельс; Николя Маджолли
Original assignee: Пауль Вюрт С.А.; Пауль Вюрт Дойчланд Гмбх
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2023-07-21

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к способу технического обслуживания охлаждающего блока для металлургической печи.The invention relates to a method for maintaining a cooling unit for a metallurgical furnace.

Уровень техникиState of the art

Холодильные плиты, также называемые плитовыми холодильниками, используют в металлургических печах, например в доменных печах, как часть системы охлаждения печи. Они являются размещаемыми на внутренней стороне внешней обечайки печи. Их поверхность, обращенная к внутреннему пространству печи, может быть футерована огнеупорным материалом. Холодильные плиты имеют предназначенные для хладагента внутренние каналы, которые соединены с другими частями системы охлаждения, например, с помощью охлаждающих труб, которые подают хладагент, как правило, воду. Охлаждающие трубы проходят через расточенные отверстия во внешней стальной обечайке печи. Согласно одному конструктивному выполнению холодильные плиты, а также охлаждающие трубы являются изготавливаемыми из меди (или медного сплава) и соединяемыми сварным швом.Cold plates, also called plate refrigerators, are used in metallurgical furnaces, such as blast furnaces, as part of the furnace cooling system. They are placed on the inside of the outer shell of the furnace. Their surface facing the interior of the furnace can be lined with refractory material. Refrigerated plates have internal refrigerant passages that are connected to other parts of the cooling system, for example by cooling pipes that supply refrigerant, usually water. The cooling pipes pass through bored holes in the outer steel shell of the furnace. According to one design, the cooling plates as well as the cooling pipes are made of copper (or a copper alloy) and are connected by welding.

Вследствие износа и тепловой нагрузки во время эксплуатации (печи) корпуса медных холодильников могут деформироваться, например принимать изогнутую форму или форму банана. Вследствие этой деформации положение и угол направления охлаждающих труб изменяются по отношению к внешней обечайке доменной печи. Для амортизации определенной части этой деформации и закрытия герметичным образом отверстий обечайки доменной печи известно, что между обечайкой печи и охлаждающими трубами приваривают так называемый компенсатор, как это раскрыто по существу, например, в ЕР 1466989. Этот компенсатор, который задает своего рода воротник вокруг охлаждающей трубы, обычно приваривают к обечайке печи и к охлаждающей трубе. Компенсатор может амортизировать деформацию только в определенной степени. При превышении этой степени амортизации деформации компенсатор образует собой фиксирующую точку (упор, ограничение подвижки) для охлаждающей трубы. Во время эксплуатации печи корпус плитового холодильника часто деформируется даже еще больше, что в результате приводит к нагрузке на охлаждающую трубу. Эта нагрузка передается от фиксирующей точки на соединение между корпусом плитового холодильника и охлаждающей трубой и, следовательно, в сварной шов. В свою очередь, это может привести к трещинам в сварном шве, результатом чего являются протечки и, следовательно, проникновение воды в печь.Due to wear and heat stress during operation (furnace), copper refrigerator bodies can become deformed, such as taking on a curved or banana shape. As a result of this deformation, the position and direction angle of the cooling pipes change with respect to the outer shell of the blast furnace. In order to absorb a certain part of this deformation and seal the holes of the blast furnace shell in a hermetically sealed manner, it is known that a so-called compensator is welded between the furnace shell and the cooling pipes, as is essentially disclosed, for example, in EP 1466989. This compensator, which defines a kind of collar around the cooling pipe pipes are usually welded to the furnace shell and to the cooling pipe. The compensator can only absorb deformation to a certain extent. When this degree of deformation absorption is exceeded, the compensator forms a fixing point (stop, movement limitation) for the cooling pipe. During operation of the furnace, the body of the stovetop refrigerator is often deformed even more, resulting in stress on the cooling pipe. This load is transferred from the fixing point to the connection between the plate refrigerator body and the cooling pipe and therefore to the weld. This in turn can lead to cracks in the weld, resulting in leaks and therefore water entering the furnace.

При том, что вполне понятно, что такие протечки следует предотвращать, любой ремонт или замена компенсатора являются трудной задачей, если не сказать больше, и практически невозможны без останова печи. Другая проблема заключается в том, что компенсатор сам по себе может быть поврежден, приводя к протечкам газа и/или коррозии. К тому же, материал из внутреннего пространства доменной печи может проникать в компенсатор, тем самым ухудшая его компенсаторную функцию. Для демонтажа таких вышедших из строя компенсаторов и монтажа вновь отремонтированных компенсаторов нужна упрощенная концепция безопасного ремонта. Прежде всего, удаление сварных швов между компенсатором и охлаждающей трубой создает определенные проблемы. Если удалять эти сварные швы с помощью горелки или газового резака, это могло бы повредить охлаждающую трубу.While it is clear that such leaks should be prevented, any repair or replacement of the compensator is a difficult task, to say the least, and almost impossible without shutting down the furnace. Another problem is that the compensator itself can become damaged, leading to gas leaks and/or corrosion. In addition, material from the interior of the blast furnace can penetrate into the compensator, thereby impairing its compensatory function. To dismantle such failed expansion joints and install newly repaired expansion joints, a simplified concept for safe repair is needed. First of all, removing the welds between the expansion joint and the cooling pipe creates certain problems. Removing these welds with a torch or cutting torch could damage the cooling pipe.

Еще одна проблема заключается в том, что не только компенсатор, но также и обечайка доменной печи может быть фиксирующей точкой для охлаждающей трубы, если она значительно деформирована. Это может быть определено предварительно, с помощью способа эндоскопии во время останова доменной печи, иногда она (деформация) оказывается видимой только после разборки компенсатора. В подобном случае обязательным оказывается увеличение размера отверстия обечайки доменной печи, прежде чем устанавливать новый компенсатор, чтобы восстановить свободную подвижку охлаждающей трубы. При этом приходится сталкиваться с масштабными трудностями, чтобы осуществить такое увеличение размера без риска повреждения охлаждающей трубы. В связи с этим необходимое увеличение размера отверстия часто вообще не осуществляют. Таким образом, даже после замены компенсатора охлаждающая труба продолжает оставаться ограниченной в своей подвижке.Another problem is that not only the expansion joint, but also the blast furnace shell can be a fixing point for the cooling pipe if it is significantly deformed. This can be determined in advance using endoscopy during a blast furnace shutdown; sometimes it (deformation) becomes visible only after disassembling the compensator. In such a case, it is necessary to increase the size of the blast furnace shell hole before installing a new expansion joint in order to restore free movement of the cooling pipe. However, major difficulties must be encountered in order to achieve such an increase in size without risking damage to the cooling pipe. In this regard, the necessary increase in the size of the hole is often not carried out at all. Thus, even after replacing the compensator, the cooling pipe continues to remain limited in its movement.

Любые ремонтные работы могут проводиться только во время остановки печи. Исходя из экономических соображений, отведенное на остановку время должно быть максимально коротким, из-за чего все ремонтные работы или работы по замене являются строго ограниченными по времени.Any repair work can only be carried out while the furnace is stopped. Based on economic considerations, the time allowed for shutdown should be as short as possible, which is why all repair or replacement work is strictly time-limited.

Техническая задачаTechnical challenge

Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в предоставлении инструментария для облегчения ремонта системы охлаждения металлургической печи. Эта цель достигнута с помощью способа согласно п. 1 формулы изобретения.It is therefore an object of the present invention to provide tools to facilitate the repair of a metallurgical furnace cooling system. This goal is achieved using the method according to claim 1 of the claims.

Общее описание изобретенияGeneral Description of the Invention

Изобретением предусмотрен способ технического обслуживания охлаждающего блока для металлургической печи. Печь может быть шахтной печью, прежде всего доменной печью. Как вполне понятно, охлаждающий блок способствует охлаждению печной обечайки или внешней обечайки печи. Способом технического обслуживания может быть, прежде всего, способ для ремонта охлаждающего блока. Выражение ремонт в данном контексте может относиться, прежде всего, к съему одного или нескольких элементов охлаждающего блока и их замене одним или несколькими новыми элементами. При этом способ может применяться в тех случаях, когда в охлаждающем блоке (пока еще) нет никаких повреждений,The invention provides a method for maintaining a cooling unit for a metallurgical furnace. The furnace can be a shaft furnace, primarily a blast furnace. As is quite clear, the cooling block helps to cool the furnace shell or the outer shell of the furnace. The maintenance method may be primarily a method for repairing the cooling unit. The expression repair in this context may refer primarily to the removal of one or more elements of the cooling unit and their replacement with one or more new elements. In this case, the method can be used in cases where there is (yet) no damage to the cooling unit,

- 1 044089 так что он может быть обозначен также как способ для переоборудования или модернизации охлаждающего блока.- 1 044089 so that it can also be designated as a method for converting or modernizing a cooling unit.

Охлаждающий блок включает в себя холодильную плиту, расположенную внутри обечайки печи металлургической печи. Холодильная плита, которая также может обозначаться как панельный охладитель или плитовый холодильник, является устанавливаемой внутри обечайки металлургической печи. Она может располагаться параллельно или концентрично по отношению к обечайке печи. Холодильная плита может быть изготовлена цельной деталью из металла, например, путем отливки. При том, что изобретение не является ограниченным этим решением, холодильные плиты изготавливают предпочтительно из металла с присадкой из меди, т.е. их изготавливают из меди или медного сплава. Холодильные плиты часто также изготавливают из стали. Плита имеет переднюю плоскость, обращенную внутрь металлургической печи, т.е. передняя плоскость является выставляемой в сторону внутреннего пространства печи. Чтобы увеличить площадь поверхности передней плоскости, на передней плоскости может иметься несколько ребер, причем (каждые) два следующих друг за другом ребра являются пространственно разделенными канавкой. Как правило, система охлаждения металлургической печи включает в себя несколько холодильных плит, которые в большей или меньшей степени защищают всю обечайку печи от чрезмерного тепла. При необходимости, по меньшей мере одна поверхность холодильной плиты может быть снабжена огнеупорной футеровкой для защиты поверхности от чрезмерного тепла и/или механического истирания. Как известно из уровня техники, холодильная плита имеет по меньшей мере один рассчитанный для хладагента канал, расположенный внутри холодильной плиты. Канал для хладагента представляет собой удлиненную полость внутри холодильной плиты и является, как правило, прямолинейным. Прежде всего, он может иметь круглое поперечное сечение. Как вполне понятно, канал для хладагента предназначен для приема и направления хладагента, например воды.The cooling unit includes a cooling plate located within the furnace shell of the metallurgical furnace. A plate cooler, which may also be referred to as a panel cooler or plate cooler, is one that is installed inside the shell of a metallurgical furnace. It can be located parallel or concentrically with respect to the furnace shell. The refrigerating plate can be made from a single piece of metal, for example by casting. While the invention is not limited to this solution, the refrigeration plates are preferably made of metal with a copper additive, i.e. they are made of copper or copper alloy. Refrigeration ranges are also often made of steel. The plate has a front plane facing the inside of the metallurgical furnace, i.e. the front plane is exposed towards the interior of the furnace. To increase the surface area of the front plane, multiple ribs may be provided on the front plane, with (each) two successive ribs being spatially separated by a groove. Typically, the cooling system of a metallurgical furnace includes several cooling plates that, to a greater or lesser extent, protect the entire furnace shell from excessive heat. If necessary, at least one surface of the cooling plate may be provided with a fire-resistant lining to protect the surface from excessive heat and/or mechanical abrasion. As is known in the prior art, the refrigeration plate has at least one coolant channel located inside the refrigeration plate. The refrigerant duct is an elongated cavity inside the refrigeration plate and is usually straight. First of all, it can have a circular cross-section. As is quite clear, the refrigerant passage is designed to receive and direct refrigerant, such as water.

Кроме того, охлаждающий блок включает в себя охлаждающую трубу, проходящую поперечно через отверстие обечайки в обечайке печи и соединенную с холодильной плитой. Охлаждающую трубу изготавливают, как правило, цельной деталью из металла. Равно как и холодильную плиту, охлаждающую трубу изготавливают, предпочтительно, из металла с присадкой из меди, т.е. ее изготавливают из меди или медного сплава. При том, что изобретение не ограничено этим решением, охлаждающая труба предпочтительно имеет круглое поперечное сечение. Она имеет трубный канал или внутренний тракт, который, как правило, также имеет круглое поперечное сечение. Снаружи трубный канал ограничен стенкой охлаждающей трубы. Охлаждающая труба поперечно проходит через отверстие в печной обечайке металлургической печи, т.е. в обечайке печи имеется отверстие (которое также может быть обозначено как сквозной проем обечайки или сквозное отверстие обечайки), которое простирается с внешней стороны обечайки вовнутрь обечайки. Поперечное сечение отверстия обечайки соответствует, по меньшей мере, поперечному сечению охлаждающей трубы, как правило, оно несколько больше его, так что между охлаждающей трубой и обечайкой печи имеется пространственное разнесение. Охлаждающая труба поперечно проходит через отверстие обечайки, т.е. простирается через отверстие с внешней стороны печной обечайки в направлении вовнутрь. Охлаждающая труба является соединяемой с холодильной плитой. Само собой разумеется, соединение выполняют таким образом, что трубный канал сообщается с каналом для хладагента. Здесь и далее по тексту выражение сообщаться относится к компоновочной схеме, которая обеспечивает обмен хладагентом. Выражаясь другими словами, канал для хладагента и трубный канал соединяют таким образом, что хладагент может протекать из канала для хладагента в трубный канал, и наоборот. Детали соединения между охлаждающей трубой и холодильной плитой не имеют значения в контексте изобретения. Существуют различные возможности на этот счет. Обычно охлаждающую трубу приваривают к холодильной плите.In addition, the cooling unit includes a cooling pipe extending transversely through the shell opening in the furnace shell and connected to the cooling plate. The cooling pipe is usually made of a single piece of metal. Just like the refrigeration plate, the cooling pipe is preferably made of metal with a copper additive, i.e. it is made of copper or copper alloy. While the invention is not limited to this solution, the cooling pipe preferably has a circular cross-section. It has a pipe channel or internal path, which, as a rule, also has a circular cross-section. From the outside, the pipe channel is limited by the wall of the cooling pipe. The cooling pipe passes transversely through the hole in the furnace shell of the metallurgical furnace, i.e. The furnace shell has an opening (which may also be referred to as a shell through hole or shell through hole) that extends from the outside of the shell into the inside of the shell. The cross-section of the shell opening corresponds at least to the cross-section of the cooling pipe, and is generally somewhat larger, so that there is a spatial separation between the cooling pipe and the furnace shell. The cooling pipe passes transversely through the opening of the shell, i.e. extends through the hole on the outside of the furnace shell in the inward direction. The cooling pipe is connected to the refrigerating plate. It goes without saying that the connection is made in such a way that the pipe channel communicates with the refrigerant channel. Here and further in the text, the expression communicated refers to a layout diagram that ensures the exchange of refrigerant. In other words, the coolant passage and the pipe passage are connected such that the coolant can flow from the coolant passage to the pipe passage and vice versa. The details of the connection between the cooling pipe and the cooling plate are not important in the context of the invention. There are various possibilities in this regard. Typically, the cooling pipe is welded to the cooling plate.

Кроме того, охлаждающий блок включает в себя компенсатор, расположенный вокруг охлаждающей трубы для образования уплотнения между охлаждающей трубой и обечайкой печи. Компенсатор обычно приваривают к обечайке печи, и он образует воротник вокруг охлаждающей трубы или, более конкретно, вокруг части охлаждающей трубы, находящейся рядом с обечайкой печи. Соединение между компенсатором и охлаждающей трубой обычно также является сварным соединением. Как правило, компенсатор является, по меньшей мере, частично гибким, так что он задает гибкое уплотнение. Согласно традиционному конструктивному выполнению компенсатор включает в себя сильфон, расположенный по окружности вокруг охлаждающей трубы, причем этот сильфон обеспечивает гибкое уплотнение, которое предупреждает выброс газов или твердых материалов изнутри доменной печи наружу. Также представляется возможным, что компенсатор соединяют с обечайкой печи не напрямую, а через промежуточный элемент.In addition, the cooling unit includes an expansion joint located around the cooling pipe to form a seal between the cooling pipe and the furnace shell. The expansion joint is typically welded to the furnace shell and forms a collar around the cooling pipe or, more specifically, around the portion of the cooling pipe adjacent to the furnace shell. The connection between the compensator and the cooling pipe is usually also a welded connection. Typically, the expansion joint is at least partially flexible so that it provides a flexible seal. In a conventional design, the compensator includes a bellows arranged circumferentially around a cooling tube, the bellows providing a flexible seal that prevents gases or solids from escaping from inside the blast furnace to the outside. It also seems possible that the compensator is connected to the furnace shell not directly, but through an intermediate element.

Согласно изобретению (предложенный) способ включает в себя осуществление по меньшей мере одной операции обработки резанием с помощью режущего устройства, содержащего державку и режущий инструмент, который с возможностью перемещения соединен с державкой для направленного перемещения относительно державки, причем державку устанавливают на охлаждающей трубе, в результате чего режущее устройство выравнивается по отношению к охлаждающей трубе, а режущий инструмент направлено перемещается при осуществлении операции обработки резанием. Операцию обработки резанием можно осуществлять, например, чтобы снять или демонтировать компонент охлаждающего блокаAccording to the invention (the proposed) method includes performing at least one cutting operation using a cutting device containing a holder and a cutting tool that is movably connected to the holder for directional movement relative to the holder, and the holder is mounted on a cooling pipe, resulting in whereby the cutting device is aligned with respect to the cooling pipe, and the cutting tool moves directionally during the cutting operation. The cutting operation can be carried out, for example, to remove or dismantle a cooling block component

- 2 044089 или чтобы модифицировать компонент путем отрезания части этого компонента. Прежде всего, это может быть операция обработки резанием, которую осуществляют вблизи охлаждающей трубы, например, в пределах удаления менее 15 или менее 10 мм от охлаждающей трубы. Операцию обработки резанием осуществляют с помощью режущего устройства. Режущее устройство может включать в себя несколько компонентов, которые являются присоединяемыми разъемным соединением. Оно включает в себя державку, которая, по меньшей мере, в некоторых вариантах конструктивного выполнения также может обозначаться как кронштейн, держатель или зажим. В некоторых вариантах конструктивного выполнения державка также может обозначаться как центрирующая державка или центрирующее устройство, если она/оно адаптирована(о) под центрирование режущего устройства по отношению к охлаждающей трубе.- 2 044089 or to modify a component by cutting off part of that component. First of all, it may be a cutting operation that is carried out close to the cooling pipe, for example within a distance of less than 15 or less than 10 mm from the cooling pipe. The cutting operation is carried out using a cutting device. The cutting device may include several components that are releasably attachable. It includes a holder, which, in at least some embodiments, may also be referred to as a bracket, holder or clamp. In some embodiments, the holder may also be referred to as a centering holder or centering device if it is adapted to center the cutting device with respect to the cooling pipe.

Режущий инструмент с возможностью перемещения соединен с державкой для направленного перемещения относительно державки. Выражаясь другими словами, соединение между режущим инструментом и державкой является таким соединением, что режущий инструмент может перемещаться по отношению к державке не свободно, а направленным образом. Можно также сказать, что соединение уменьшает степень свободы перемещения режущего инструмента по отношению к державке. Режущий инструмент может соединяться с державкой с помощью направляющего механизма или направляющего элемента, который определяет возможное перемещение режущего инструмента. Режущий инструмент может быть адаптирован под различные способы обработки резанием, например механическую резку или термическую резку. В целом, выражение режущий инструмент относится к той части режущего устройства, которая адаптирована под процесс обработки резанием как таковой. Это может быть, например, газовый резак, механическая режущая головка или вставка или т.п. Прежде всего, державку устанавливают на охлаждающей трубе таким образом, что режущее устройство выравнивается по отношению к охлаждающей трубе. Установка державки на охлаждающей трубе, прежде всего, может включать в себя выполнение крепления с геометрическим замыканием между державкой и охлаждающей трубой. При установке державки на охлаждающей трубе режущее устройство выравнивается по отношению к охлаждающей трубе, т.е. положение и направление режущего устройства являются, по меньшей мере, частично заданными, поскольку державка находится в заданном положении по отношению к охлаждающей трубе. Следовательно, поскольку режущий инструмент подсоединяют для направленного перемещения по отношению к державке, то он является также подсоединяемым (через державку) и для направленного перемещения по отношению к охлаждающей трубе. Когда державка оказывается установленной на охлаждающей трубе, режущий инструмент может двигаться направленно (т.е. перемещаться, будучи направляемым) по отношению к державке (и по отношению к охлаждающей трубе) при осуществлении им операции обработки резанием.The cutting tool is movably connected to the holder for directional movement relative to the holder. In other words, the connection between the cutting tool and the holder is such a connection that the cutting tool can move in relation to the holder not freely, but in a directed manner. It can also be said that the connection reduces the degree of freedom of movement of the cutting tool in relation to the holder. The cutting tool may be connected to the holder by a guide mechanism or guide element that determines the possible movement of the cutting tool. The cutting tool can be adapted to different cutting methods, such as mechanical cutting or thermal cutting. In general, the expression cutting tool refers to that part of the cutting device that is adapted to the cutting process itself. This may be, for example, a cutting torch, a mechanical cutting head or insert, or the like. First of all, the holder is mounted on the cooling pipe in such a way that the cutting device is aligned with the cooling pipe. Installing the holder on the cooling pipe may primarily involve providing a form-fitting connection between the holder and the cooling pipe. When installing the holder on the cooling pipe, the cutting device is aligned with the cooling pipe, i.e. the position and direction of the cutting device are at least partially predetermined since the holder is in a predetermined position with respect to the cooling pipe. Therefore, since the cutting tool is connected for directional movement in relation to the holder, it is also connectable (via the holder) for directional movement in relation to the cooling pipe. When the holder is mounted on the cooling pipe, the cutting tool can move directionally (ie, move while being guided) with respect to the holder (and with respect to the cooling pipe) while it performs the cutting operation.

Это направленное перемещение является чрезвычайно предпочтительным, поскольку оно уменьшает или даже исключает возможность погрешности позиционирования режущего инструмента. Любое неправильное позиционирование режущего инструмента могло бы воспрепятствовать успешному выполнению операции обработки резанием и, кроме того, могло бы привести к случайным повреждениям элементов, которые не были предусмотрены для обработки резанием, прежде всего, охлаждающей трубы. Точное позиционирование и перемещение режущего инструмента, таким образом, обеспечивают (в большей или меньшей степени) предохранение от повреждений при условии, что державка установлена надлежащим образом и, само собой разумеется, при условии, что направляющий механизм сконструирован надлежащим образом. Эта задача, однако, оказывается несложной, если предполагаемое место выполнения операции обработки резанием известно по отношению к охлаждающей трубе. После того как державка будет установлена, оператору режущего устройства не нужно будет постоянно проверять точное позиционирование режущего инструмента и, следовательно, операция обработки резанием может быть выполнена за короткое время.This directional movement is extremely advantageous because it reduces or even eliminates the possibility of positioning errors of the cutting tool. Any incorrect positioning of the cutting tool could prevent the successful completion of the cutting operation and could also lead to accidental damage to elements that were not intended for cutting, especially the cooling pipe. Precise positioning and movement of the cutting tool thus ensures (to a greater or lesser extent) protection from damage, provided that the holder is properly installed and, of course, provided that the guide mechanism is properly designed. This task, however, is not difficult if the intended location of the cutting operation is known in relation to the cooling pipe. Once the holder is installed, the cutting device operator does not need to constantly check the precise positioning of the cutting tool and therefore the cutting operation can be completed in a short time.

В целом, в объеме изобретения имеются различные возможности, как можно было бы направлять перемещение режущего инструмента. Согласно предпочтительному варианту осуществления режущий инструмент соединяют с державкой для возможности перемещения вдоль заданной траектории поперечно к осевому направлению охлаждающей трубы. Как правило, осевое направление охлаждающей трубы соответствует оси симметрии. В целом, любое перемещение режущего инструмента может включать в себя осевую (или продольную) составляющую, параллельную осевому направлению и поперечную составляющую, перпендикулярную осевому направлению. В этом варианте осуществления перемещение направляют вдоль заданной траектории, проходящей поперечно к осевому направлению, т.е. поперечную составляющую перемещения направляют вдоль этой траектории. Более конкретно, траектория может быть кольцевой траекторией, которая может быть концентричной или эксцентричной по отношению к центральной оси охлаждающей трубы. Осевая или продольная составляющая перемещения может быть ограниченной или неограниченной. В последнем случае режущий инструмент может двигаться параллельно осевому направлению.In general, it is within the scope of the invention that there are various possibilities for how the movement of the cutting tool could be directed. According to a preferred embodiment, the cutting tool is connected to a holder so as to be able to move along a predetermined path transverse to the axial direction of the cooling pipe. Typically, the axial direction of the cooling pipe corresponds to the axis of symmetry. In general, any movement of a cutting tool may include an axial (or longitudinal) component parallel to the axial direction and a transverse component perpendicular to the axial direction. In this embodiment, the movement is directed along a predetermined path extending transversely to the axial direction, i.e. the transverse component of the movement is directed along this trajectory. More specifically, the path may be an annular path, which may be concentric or eccentric with respect to the central axis of the cooling pipe. The axial or longitudinal component of the movement can be limited or unlimited. In the latter case, the cutting tool can move parallel to the axial direction.

В некоторых вариантах осуществления может оказаться достаточным, если державку размещают на охлаждающей трубе таким образом, что выполняется геометрическое замыкание, которого достаточно для выравнивания режущего устройства. При этом предпочтительным является решение, чтобы державIn some embodiments, it may be sufficient if the holder is placed on the cooling pipe in such a way that a form-fitting connection is made that is sufficient to align the cutting device. In this case, the preferable solution is for the powers

- 3 044089 ка была жестко прикреплена к охлаждающей трубе. Этого можно достичь с помощью фрикционного соединения, которое могло бы выполняться с помощью стопорного винта или т. п. В этом случае положение державки фиксируют по отношению к охлаждающей трубе, исключая любую возможность непреднамеренной подвижки державки. При этом, как вполне понятно, соединение в любом случае является разъемным соединением, так что режущее устройство может быть снято с охлаждающей трубы после операции обработки резанием.- 3 044089 ka was rigidly attached to the cooling pipe. This can be achieved by a friction connection, which could be achieved by a set screw or the like. In this case, the position of the holder is fixed in relation to the cooling pipe, eliminating any possibility of inadvertent movement of the holder. In this case, as is quite clear, the connection is in any case a detachable connection, so that the cutting device can be removed from the cooling pipe after the cutting operation.

При том, что изобретение не ограничено этим решением, способ, как правило, включает в себя съем компенсатора и установку нового компенсатора. Съем старого компенсатора обычно предусматривает одну или несколько операций обработки резанием, чтобы удалить сварные соединения между компенсатором и охлаждающей трубой, обечайкой печи или другими элементами.While the invention is not limited to this solution, the method typically involves removing the expansion joint and installing a new expansion joint. Removal of an old expansion joint typically involves one or more machining operations to remove welds between the expansion joint and the cooling pipe, furnace shell, or other components.

Прежде всего, съем компенсатора, как правило, включает в себя первую операцию обработки резанием для удаления сварного шва между компенсатором и охлаждающей трубой. Этот сварной шов обычно является кольцевым сварным швом, расположенным по окружности вокруг охлаждающей трубы. Поскольку он находится в контакте с охлаждающей трубой, то традиционные способы резки таят в себе большую опасность повреждения охлаждающей трубы по ходу процесса. В отличие от этого, способ согласно изобретению уменьшает или исключает любую такую опасность благодаря направленному перемещению режущего инструмента.First of all, expansion joint removal typically involves a first cutting operation to remove the weld between the expansion joint and the cooling pipe. This weld is typically a girth weld located circumferentially around the cooling pipe. Since it is in contact with the cooling pipe, traditional cutting methods carry a greater risk of damaging the cooling pipe during the process. In contrast, the method according to the invention reduces or eliminates any such danger due to the directional movement of the cutting tool.

Первую операцию обработки резанием можно осуществлять с помощью первого режущего устройства, содержащего первую державку и первый режущий инструмент, который выполнен с возможностью поворота относительно первой державки. Первую державку устанавливают на охлаждающей трубе и, как правило, жестко прикрепляют к ней. Первый режущий инструмент выполнен с возможностью поворачивания по отношению к первой державке, как правило, таким образом, что он перемещается по касательной относительно охлаждающей трубы. Выражаясь другими словами, вышеупомянутая траектория является кольцевой траекторией, которую, как правило, центрируют по отношению к охлаждающей трубе. Это соответствует кольцевой форме сварного шва.The first cutting operation can be carried out using a first cutting device comprising a first holder and a first cutting tool that is rotatable relative to the first holder. The first holder is mounted on the cooling pipe and, as a rule, is rigidly attached to it. The first cutting tool is rotatable relative to the first holder, typically so that it moves tangentially relative to the cooling pipe. In other words, the above path is an annular path which is generally centered with respect to the cooling pipe. This corresponds to the ring shape of the weld.

Поскольку сварной шов является расположенным непосредственно на охлаждающей трубе, то способы типа газопламенной резки вполне вероятно могли бы повредить охлаждающую трубу, даже если пламя и направляют с (большой) осторожностью. Поэтому предпочтительно первый режущий инструмент выполнен для удаления сварного шва посредством механической обработки, прежде всего, путем фрезерования. Первый режущий инструмент может представлять собой режущую головку или фрезерную головку, которая могла бы иметь круглую форму, соответствующую конфигурации сварного шва. Если круглую режущую головку проворачивают вокруг ее центра, она может постепенно удалять сварной шов, например, когда ее перемещают вдоль осевого направления. Прежде всего, внутренний диаметр режущей головки может соответствовать внешнему диаметру охлаждающей трубы (плюс небольшой пространственный зазор, необходимый для свободной подвижки режущей головки вокруг охлаждающей трубы). При этом, помимо круглой режущей головки, вращательным перемещением вокруг первой державки и, следовательно, вокруг охлаждающей трубы можно было бы перемещать (другую) режущую головку или другой режущий инструмент.Since the weld is located directly on the cooling pipe, methods such as flame cutting would very likely damage the cooling pipe, even if the flame is directed with (great) care. Therefore, preferably the first cutting tool is designed to remove the weld seam by mechanical processing, in particular by milling. The first cutting tool may be a cutting head or a milling head, which could be circular in shape to match the configuration of the weld. If the circular cutting head is rotated around its center, it can gradually remove the weld seam, for example, when it is moved along the axial direction. First of all, the inside diameter of the cutting head can match the outside diameter of the cooling pipe (plus a small amount of space needed to allow the cutting head to move freely around the cooling pipe). In this case, in addition to the circular cutting head, a (other) cutting head or another cutting tool could be moved by rotary movement around the first holder and therefore around the cooling pipe.

В особенности тогда, когда используют круглую режущую головку, которую располагают вокруг охлаждающей трубы, оказывается затрудненным размещать первую державку на внешней стороне охлаждающей трубы, не создавая помехи для первого режущего инструмента. Согласно предпочтительному варианту осуществления первую державку устанавливают на внутренней стороне охлаждающей трубы. Первая державка может представлять собой центрирующий патрон, который вставляют в охлаждающую трубу, а затем фиксируют фрикционным соединением. Центрирующий патрон может располагаться на валу, который охвачен цилиндрической втулкой, выполненной с возможностью поворачивания вокруг вала. Вышеупомянутую круглую режущую головку располагают на одном конце цилиндрической втулки.Particularly when a circular cutting head is used which is positioned around the cooling pipe, it is difficult to position the first holder on the outside of the cooling pipe without interfering with the first cutting tool. According to a preferred embodiment, the first holder is mounted on the inside of the cooling pipe. The first holder may be a centering cartridge that is inserted into the cooling pipe and then secured with a friction connection. The centering cartridge may be located on a shaft, which is surrounded by a cylindrical sleeve configured to rotate around the shaft. The above-mentioned circular cutting head is positioned at one end of the cylindrical sleeve.

Необходимо отметить, что любые швы или сварные швы, которые необходимо удалить, но которые находятся довольно далеко от охлаждающей трубы, могут быть удалены традиционным способом, т.е. не прибегая к инновационному направленному перемещению режущего инструмента. Также эти сварные швы могут быть удалены, например, с помощью газопламенной резки, поскольку при этом существует только незначительная опасность повреждения охлаждающей трубы.It should be noted that any seams or welds that need to be removed, but which are quite far from the cooling pipe, can be removed in the traditional way, i.e. without resorting to innovative directional movement of the cutting tool. These welds can also be removed, for example by flame cutting, since there is only a slight risk of damage to the cooling pipe.

После длительного периода эксплуатации металлургической печи, например через несколько месяцев, плитовый холодильник может оказаться деформированным до такой степени, что охлаждающая труба вступает в контакт с периферией отверстия обечайки, хотя поперечное сечение отверстия обечайки и больше, чем поперечное сечение охлаждающей трубы. В таком случае периферия отверстия обечайки образует для охлаждающей трубы фиксирующую точку, которая может привести к нежелательному механическому напряжению и - при определенных обстоятельствах - к излому охлаждающей трубы. Для такого случая способ предпочтительно включает в себя вторую операцию обработки резанием для увеличения размера отверстия обечайки. Это означает, что с помощью второй операции обработки резанием часть печной обечайки обрезают на свободной стороне отверстия обечайки. С помощью этой операции обработки резанием устраняют возможную фиксирующую точку для охлаждающей трубы. Должно бытьAfter a long period of operation of the metallurgical furnace, such as several months, the plate cooler may become deformed to such an extent that the cooling tube comes into contact with the periphery of the shell opening, although the cross-section of the shell opening is larger than the cross-section of the cooling pipe. In this case, the periphery of the shell opening forms a fixing point for the cooling pipe, which can lead to undesirable mechanical stress and - under certain circumstances - to fracture of the cooling pipe. For such a case, the method preferably includes a second cutting operation to increase the size of the shell opening. This means that, by means of a second cutting operation, a portion of the furnace shell is cut off on the free side of the shell opening. With this cutting operation, a possible fixing point for the cooling pipe is eliminated. Must be

- 4 044089 понятно, что выражения первая операция и вторая операция используются только для различения этих операций и что в объеме изобретения предусмотрено осуществлять вторую операцию обработки резанием без осуществления первой операции обработки резанием.- 4 044089 it is clear that the expressions first operation and second operation are used only to distinguish between these operations and that it is within the scope of the invention to carry out the second cutting operation without performing the first cutting operation.

Предпочтительно вторую операцию обработки резанием осуществляют с помощью второго режущего устройства, включающего в себя вторую державку, которая присоединена к внешней стороне охлаждающей трубы, причем ко второй державке присоединяют монтажную опору для второго режущего инструмента для направленного перемещения по отношению ко второй державке, и второй режущий инструмент осуществляет операцию обработки резанием, будучи удерживаемым монтажной опорой. В этом варианте осуществления режущий инструмент не является постоянно соединенным с другими элементами режущего устройства, а является удерживаемым монтажной опорой или вставляемым в нее, которая, в свою очередь, является с возможностью перемещения соединяемой со второй державкой. Во время второй операции обработки резанием режущее устройство может быть жестко прикреплено к монтажной опоре, например, с помощью фрикционного соединения. Монтажную опору соединяют со второй для направленного перемещения, т.е. перемещение монтажной опоры по отношению ко второй державке является ограниченным. Поскольку второй режущий инструмент удерживают с помощью монтажной опоры, то и его перемещение по отношению ко второй державке также является ограниченным. Вторую державку присоединяют к внешней стороне охлаждающей трубы и она, прежде всего, может располагаться по окружности вокруг охлаждающей трубы. Опять же, предпочтительным является решение, чтобы вторая державка была жестко прикреплена к охлаждающей трубе. Вторым режущим инструментом может быть, прежде всего, газопламенный резак или газовый резак.Preferably, the second cutting operation is carried out using a second cutting device including a second holder that is attached to the outside of the cooling pipe, wherein a mounting support for the second cutting tool is connected to the second holder for directional movement relative to the second holder, and the second cutting tool carries out the cutting operation while being held by the mounting support. In this embodiment, the cutting tool is not permanently connected to other elements of the cutting device, but is held by or inserted into a mounting support, which in turn is movably coupled to the second holder. During the second cutting operation, the cutting device may be rigidly attached to the mounting support, for example by means of a friction connection. The mounting support is connected to the second one for directional movement, i.e. the movement of the mounting support relative to the second holder is limited. Since the second cutting tool is held by a mounting support, its movement relative to the second holder is also limited. The second holder is attached to the outside of the cooling pipe and may primarily be positioned circumferentially around the cooling pipe. Again, the preferred solution is for the second holder to be rigidly attached to the cooling pipe. The second cutting tool may be primarily a flame torch or gas torch.

Перемещение монтажной опоры определяет перемещение второго режущего инструмента и, следовательно, контур увеличенного отверстия обечайки. Наиболее практичным или желательным является, чтобы отверстие обечайки имело круглое поперечное сечение или поперечное сечение, которое является почти круглым. В силу вышесказанного монтажную опору предпочтительно подсоединяют для кольцевого перемещения. Соответственно, второй режущий инструмент перемещают вдоль кольцевой траектории, когда он осуществляет вторую операцию обработки резанием.The movement of the mounting support determines the movement of the second cutting tool and therefore the contour of the enlarged shell opening. It is most practical or desirable for the shell opening to have a circular cross-section or a cross-section that is nearly circular. In view of the above, the mounting support is preferably connected for circumferential movement. Accordingly, the second cutting tool is moved along the annular path as it performs the second cutting operation.

Согласно одному варианту осуществления монтажную опору подсоединяют для эксцентрического перемещения по отношению ко второй державке. Это может быть, прежде всего, эксцентрическое кольцевое перемещение. Такое решение может давать несколько преимуществ. Например, если была идентифицирована фиксирующая точка на одной стороне отверстия обечайки, то второе режущее устройство может быть установлено на одной прямой таким образом, что вблизи фиксирующей точки из печной обечайки вырезается большая часть материала, тем самым избирательно увеличивая расстояние до охлаждающей трубы в этой части отверстия обечайки. Также, при эксцентрическом перемещении, траектория второго режущего инструмента, как правило, должна делать выборку менее 360° вокруг охлаждающей трубы для завершения второй операции обработки резанием, что способствует экономии времени. В таком варианте осуществления вторая державка может состоять из эксцентрикового кольца, вокруг которого может поворачиваться монтажная опора.In one embodiment, the mounting support is coupled to move eccentrically relative to the second holder. This can be, first of all, an eccentric circular movement. This solution can provide several advantages. For example, if a fixing point has been identified on one side of the shell opening, then a second cutting device can be positioned in a straight line such that near the fixing point, most of the material is cut from the furnace shell, thereby selectively increasing the distance to the cooling pipe in that part of the opening. shells. Also, when moving eccentrically, the path of the second cutting tool generally needs to make less than 360° around the cooling pipe to complete the second cutting operation, which helps save time. In such an embodiment, the second holder may consist of an eccentric ring around which the mounting support can rotate.

После съема компенсатора способ может включать в себя установку имеющего по меньшей мере одно отверстие колпака на печную обечайку таким образом, что колпак герметично закрывает по меньшей мере одно отверстие обечайки, и подсоединение по меньшей мере одного нового компенсатора к отверстию колпака. Форма колпака не является ограниченной в контексте данного изобретения, но при этом, прежде всего, может напоминать собой полую раковину, чашу или лоток. Задняя сторона колпака, которая обращена в сторону печной обечайки, является открытой. При этом передняя сторона колпака, которая обращена в противоположную сторону от печной обечайки, не является закрытой, а имеет в себе по меньшей мере одно отверстие колпака. Колпак размещают на печной обечайке таким образом, что он закрывает по меньшей мере одно отверстие обечайки. Обыкновенно колпак приваривают к печной обечайке. Также к каждому отверстию колпака присоединяют новый компенсатор. Новый компенсатор может частично вставляться в отверстие колпака или может располагаться на внешней стороне колпака. Обычно его приваривают к колпаку. Новый компенсатор может подсоединяться к колпаку перед подсоединением колпака к печной обечайке или после этого. Функция колпака заключается, главным образом, в том, чтобы служить в качестве переходника, если поперечное сечение отверстия обечайки является слишком большим для нового компенсатора. Это может быть, прежде всего, однако, не ограничиваясь, тот случай, когда отверстие обечайки было увеличено в размерах, как описано выше. Размеры колпака могут быть специально подобранными, т.е. задаваться индивидуально под каждое отверстие обечайки и/или под каждый компенсатор. Внутреннее пространство нового компенсатора сообщается с внутренним пространством колпака, которое, в свою очередь, сообщается с внутренним пространством металлургической печи через отверстие обечайки.After removing the compensator, the method may include installing a cap having at least one opening on the furnace shell such that the cap seals the at least one opening of the shell, and connecting at least one new compensator to the opening of the cap. The shape of the cap is not limited in the context of the present invention, but can primarily resemble a hollow shell, bowl or tray. The back side of the hood, which faces the furnace shell, is open. In this case, the front side of the hood, which faces in the opposite direction from the furnace shell, is not closed, but has at least one hood hole. The cap is placed on the furnace shell in such a way that it covers at least one opening of the shell. Usually the cap is welded to the furnace shell. Also, a new compensator is attached to each hole in the cap. The new expansion joint may be partially inserted into the opening of the hood or may be located on the outside of the hood. It is usually welded to the cap. The new compensator can be connected to the hood before or after connecting the hood to the furnace shell. The function of the cap is primarily to serve as an adapter if the cross-section of the shell opening is too large for the new expansion joint. This may be primarily, but not limited to, the case where the shell opening has been enlarged in size as described above. The dimensions of the cap can be specially selected, i.e. be specified individually for each shell hole and/or for each compensator. The internal space of the new compensator communicates with the internal space of the bell, which, in turn, communicates with the internal space of the metallurgical furnace through the opening of the shell.

Для каждого нового компенсатора можно использовать один колпак. Согласно другому варианту осуществления колпак имеет несколько отверстий колпака, и его устанавливают таким образом, что он закрывает несколько отверстий обечайки, а несколько новых компенсаторов подсоединяют к нескольким отверстиям колпака. Выражаясь другими словами, отдельный колпак используют для нескольких новых компенсаторов, также закрывая при этом несколько отверстий обечайки. В целом, такой колпак мог быOne cap can be used for each new compensator. In another embodiment, the hood has multiple hood openings and is positioned to cover the multiple shell openings and a plurality of new expansion joints are connected to the plurality of hood openings. In other words, a separate cap is used for several new expansion joints, also covering several holes in the shell. In general, such a cap could

- 5 044089 иметь в себе, например, 2, 3 или 4 отверстия, но при этом также представляется возможным и большее их количество.- 5 044089 have, for example, 2, 3 or 4 holes, but it is also possible to have a larger number.

Как уже упоминалось выше по тексту, тепловая деформация холодильной плиты может в значительной степени воздействовать на направление отдельных охлаждающих труб. Учитывая то или иное направление охлаждающей трубы, компенсатор должен обеспечивать эффективное уплотнение без передачи слишком большого механического напряжения на охлаждающую трубу. Для этой цели предпочтительно новый компенсатор устанавливают таким образом, что охлаждающая труба проходит через втулочную часть компенсатора, причем втулочная часть имеет внутреннее поперечное сечение, которое увеличивается в сторону печной обечайки. Эта втулочная часть может располагаться на одном конце сильфона, как описано выше по тексту. Ее внутреннее поперечное сечение увеличивается в сторону печной обечайки (или сходится на конус в противоположном направлении). На одном конце внутреннее поперечное сечение втулочной части, предпочтительно, соответствует внешнему поперечному сечению охлаждающей трубы, при этом на другом конце внутреннее поперечное сечение является несколько большим. Это позволяет обеспечивать различные угловые направления охлаждающей трубы внутри втулочной части, одновременно с этим продолжая сохранять относительно плотное соединение на другом конце.As mentioned above in the text, thermal deformation of the cooling plate can significantly affect the direction of individual cooling pipes. Given the particular direction of the cooling pipe, the expansion joint must provide an effective seal without transferring too much mechanical stress to the cooling pipe. For this purpose, preferably the new compensator is installed in such a way that the cooling pipe passes through the sleeve part of the compensator, the sleeve part having an internal cross-section that increases towards the furnace shell. This sleeve portion may be located at one end of the bellows, as described above. Its internal cross-section increases towards the furnace shell (or cones in the opposite direction). At one end, the inner cross-section of the sleeve portion preferably corresponds to the outer cross-section of the cooling pipe, while at the other end the inner cross-section is somewhat larger. This allows for different angular directions of the cooling pipe within the sleeve portion while still maintaining a relatively tight connection at the other end.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Ниже в качестве примера приведено описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:Below, by way of example, is a description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, where:

фиг. 1: вид в разрезе охлаждающего блока со старыми компенсаторами, фиг. 2: детальный вид части охлаждающего блока согласно фиг. 1, фиг. 3: вид в разрезе, иллюстрирующий первую операцию обработки резанием согласно изобретению, фиг. 4: вид в разрезе, иллюстрирующий вторую операцию обработки резанием согласно изобретению, фиг. 5: вид вдоль направления V на фиг. 4, фиг. 6: вид в аксонометрии колпака и нескольких компенсаторов, фиг. 7: вид в аксонометрии нескольких колпаков с компенсаторами и охлаждающими трубами, фиг. 8: детальный вид части охлаждающего блока согласно фиг. 1 с новым компенсатором.fig. 1: cross-sectional view of the cooling unit with old expansion joints, FIG. 2: Detailed view of part of the cooling block according to FIG. 1, fig. 3 is a sectional view illustrating a first cutting operation according to the invention, FIG. 4 is a sectional view illustrating a second cutting operation according to the invention, FIG. 5: View along direction V in FIG. 4, fig. 6: axonometric view of the cap and several compensators, FIG. 7: axonometric view of several bells with expansion joints and cooling pipes, FIG. 8: Detail view of part of the cooling block according to FIG. 1 with new compensator.

Подробное описание со ссылкой на фигурыDetailed description with reference to figures

На фиг. 1 в разрезе показан вид охлаждающего блока 1 для металлургической печи, например доменной печи, в состоянии до ремонта. Охлаждающий блок 1, деталировка которого также показана в виде в разрезе на фиг. 2, включает в себя холодильную плиту 2, изготовленную из меди или медного сплава. Холодильная плита 2 расположена внутри обечайки 20 металлургической печи. Здесь поверхность холодильной плиты 2 показана плоской, при этом она может иметь несколько ребер и канавок для увеличения площади поверхности. Также она может быть снабжена огнеупорной футеровкой, которая здесь не показана ради упрощения обзорности. В холодильной плите 2 предусмотрено несколько каналов 3 для хладагента.In fig. 1 shows a sectional view of a cooling block 1 for a metallurgical furnace, for example a blast furnace, in a state before repair. The cooling unit 1, the details of which are also shown in sectional view in FIG. 2 includes a cooling plate 2 made of copper or a copper alloy. The refrigerating plate 2 is located inside the shell 20 of the metallurgical furnace. Here, the surface of the cooling plate 2 is shown as flat, but it may have several ridges and grooves to increase the surface area. It may also be provided with a fire-resistant lining, which is not shown here for ease of visibility. The refrigeration plate 2 is provided with several channels 3 for refrigerant.

Охлаждающий блок 1 также включает в себя несколько охлаждающих труб 4, в каждой из которых имеется трубный канал 5, который соединен с каналом 3 для хладагента. Охлаждающие трубы 4 могут быть изготовлены из того же самого материала, что и холодильная плита 2. Каждая из охлаждающих труб 4 проходит через отверстие 20.1 в печной обечайке 20. Поперечное сечение соответствующего отверстия 20.1 обечайки выбрано большим по размеру, чем поперечное сечение соответствующей охлаждающей трубы 4 для обеспечения заданной подвижки охлаждающей трубы 4 по отношению к печной обечайке 20. Такая подвижка, прежде всего, может быть результатом термически вызванной деформации холодильной плиты 2, к которой прикреплены охлаждающие трубы 4. Каждая охлаждающая труба 4 простирается вдоль осевого направления А, которое соответствует оси симметрии соответствующей охлаждающей трубы 4.The cooling unit 1 also includes a plurality of cooling pipes 4, each of which has a pipe passage 5 which is connected to a refrigerant passage 3. The cooling pipes 4 may be made of the same material as the cooling plate 2. Each of the cooling pipes 4 passes through an opening 20.1 in the furnace shell 20. The cross-section of the corresponding shell opening 20.1 is chosen to be larger in size than the cross-section of the corresponding cooling pipe 4 to ensure a given movement of the cooling pipe 4 in relation to the furnace shell 20. Such movement, first of all, can be the result of thermally induced deformation of the cooling plate 2, to which the cooling pipes 4 are attached. Each cooling pipe 4 extends along the axial direction A, which corresponds to the axis symmetry of the corresponding cooling pipe 4.

При этом осевые направления А различных охлаждающих труб 4, в целом, не являются параллельными.In this case, the axial directions A of the various cooling pipes 4 are generally not parallel.

К печной обечайке 20 может быть присоединен колпак 15, причем таким образом, что он закрывает отверстия 20.1 обечайки. Колпак 15 имеет в себе отверстие 15.1, через которое проходит охлаждающая труба 4. На внешней стороне колпака 15 охлаждающая труба 4 охвачена компенсатором 6, который приварен к колпаку 15 таким образом, что он является соединенным с отверстием 15.1 колпака. Конструкцию компенсатора 6 можно видеть в деталях на фиг. 2. Он имеет цилиндрическую часть 7, которая присоединена сваркой к колпаку 15. С помощью кольцевой части 8 к цилиндрической части 7 присоединен сильфон 9. Кольцевая втулочная часть 10 присоединена с одной стороны к сильфону 9, а с другой стороны - к внешней поверхности охлаждающей трубы 4. Присоединение к охлаждающей трубе 4 выполнено с помощью первого кольцевого сварного шва 11.A cap 15 can be attached to the furnace shell 20 in such a way that it covers the openings 20.1 of the shell. The cap 15 has an opening 15.1 through which a cooling pipe 4 passes. On the outside of the cap 15, the cooling pipe 4 is surrounded by a compensator 6, which is welded to the cap 15 in such a way that it is connected to the opening 15.1 of the cap. The structure of the compensator 6 can be seen in detail in Fig. 2. It has a cylindrical part 7, which is attached by welding to the cap 15. Using the annular part 8, a bellows 9 is attached to the cylindrical part 7. The annular sleeve part 10 is attached on one side to the bellows 9, and on the other side to the outer surface of the cooling pipe 4. The connection to the cooling pipe 4 is made using the first circumferential weld 11.

По различным причинам охлаждающий блок 1 может нуждаться в ремонте, который требует съема компенсаторов 6 и колпака 15. Для этой цели необходимо удалить первый сварной шов 11, соединяющий охлаждающую трубу 4 с втулочной частью 10 компенсатора, второй сварной шов 12, соединяющий ци- 6 044089 линдрическую часть 7 (компенсатора) с колпаком 15, и третий сварной шов 13, соединяющий колпак 15 с печной обечайкой 20. Одной из причин для ремонта может быть то, что компенсатор 6 или колпак 15 оказались поврежденными. Другой причиной может быть то, что вследствие тепловой деформации холодильной плиты 2 одна из охлаждающих труб 4 вступила в контакт с периферией отверстия 20.1 обечайки. В этом случае для охлаждающей трубы 4 имеет место образование фиксирующей точки, которая препятствует подвижке по отношению к печной обечайке 20 и вызывает механическое напряжение, которое в конечном счете могло бы привести к излому собственно в охлаждающей трубе 4 или в соединении между охлаждающей трубой 4 и холодильной плитой 2. Возник ли такой непосредственный контакт, можно определить, например, способом эндоскопии во время останова печи. При наличии такого контакта отверстие 20.1 обечайки должно быть увеличено в размерах, чтобы устранить эту проблему.For various reasons, the cooling unit 1 may need repair, which requires the removal of compensators 6 and the cap 15. For this purpose, it is necessary to remove the first weld 11 connecting the cooling pipe 4 with the sleeve part 10 of the compensator, the second weld 12 connecting the 6 044089 a cylindrical part 7 (compensator) with a cap 15, and a third weld 13 connecting the cap 15 to the furnace shell 20. One of the reasons for repair may be that the compensator 6 or cap 15 was damaged. Another reason may be that due to thermal deformation of the cooling plate 2, one of the cooling pipes 4 has come into contact with the periphery of the shell hole 20.1. In this case, a fixing point is formed for the cooling pipe 4, which prevents movement in relation to the furnace shell 20 and causes mechanical stress, which could ultimately lead to a fracture in the cooling pipe 4 itself or in the connection between the cooling pipe 4 and the refrigeration pipe. plate 2. Whether such direct contact has occurred can be determined, for example, by endoscopy during the furnace shutdown. If such contact exists, shell hole 20.1 must be enlarged in size to eliminate this problem.

Любое из мероприятий по проведению ремонта сопряжено с потенциальной опасностью повреждения охлаждающей трубы 4. Эту опасность сводят к минимуму или исключают в соответствии со способом технического обслуживания, который будет описан далее по тексту.Any repair activity carries the potential for damage to the cooling pipe 4. This hazard is minimized or eliminated by the maintenance method described below.

Первый сварной шов 11 удаляют с помощью первой операции обработки резанием, которая проиллюстрирована на фиг. 3. Для этой цели применяют первое режущее устройство 30.The first weld seam 11 is removed by a first cutting operation, which is illustrated in FIG. 3. A first cutting device 30 is used for this purpose.

Необходимо отметить, что хотя на фиг. 3 первая операция обработки резанием и представлена в увязке с новым компенсатором, т.е. компенсатором нового типа, как показано на фиг. 8, однако первая операция обработки резанием также, само собой разумеется и прежде всего, рассчитана для применения в отношении старого компенсатора, т.е. компенсатора старого типа, как показано на фиг. 2.It should be noted that although in FIG. 3 is the first cutting operation and is presented in conjunction with a new compensator, i.e. a new type of compensator, as shown in Fig. 8, however, the first cutting operation is also, of course and primarily, designed for use with the old compensator, i.e. old type compensator, as shown in Fig. 2.

Первое режущее устройство 30 включает в себя центрирующий патрон 31, который размещают на одном конце вала 32. К валу 32 подсоединяют крепежное устройство 34. По окружности вокруг вала 32 размещают цилиндрическую режущую втулку 35. На открытом конце режущей втулки 35 размещают кольцевую режущую головку (или фрезерную головку) 36. Режущую втулку 35, а следовательно, и режущую головку 36 соединяют с валом 32 с возможностью перемещения. С одной стороны, режущая втулка 35 может осуществлять продольное перемещение L по отношению к валу 32, с другой стороны, она может осуществлять кольцевое или вращательное перемещение R, привод которого выполняет приводной агрегат 33, расположенный на одном конце вала 32, на противоположной центрирующему патрону 31 стороне.The first cutting device 30 includes a centering chuck 31, which is placed at one end of the shaft 32. A fastening device 34 is connected to the shaft 32. A cylindrical cutting sleeve 35 is placed circumferentially around the shaft 32. An annular cutting head (or milling head) 36. The cutting sleeve 35, and therefore the cutting head 36, is movably connected to the shaft 32. On the one hand, the cutting sleeve 35 can carry out longitudinal movement L in relation to the shaft 32, on the other hand, it can carry out annular or rotational movement R, the drive of which is performed by the drive unit 33 located at one end of the shaft 32, opposite the centering chuck 31 side.

Центрирующий патрон 31 помещают внутри охлаждающей трубы 4 и фиксируют в положении по месту посредством срабатывания крепежного устройства 34. За счет этого первое режущее устройство 30 выравнивается по отношению к охлаждающей трубе 4. Затем включают приводной агрегат 33 таким образом, что режущая головка 36 вращается вокруг охлаждающей трубы 4, а режущая втулка 35 постепенно перемещается в сторону втулочной части 10 (компенсатора), в результате чего первый сварной шов 11 удаляется посредством механической обработки или, более конкретно, посредством фрезерования. Поскольку позиционирование и перемещение режущей головки 36 направляют с помощью соединения, выполненного через центрирующий патрон 31, то первый сварной шов 11 может быть удален прецизионно и без необходимости для оператора снова и снова прибегать к проверке положения режущей головки 36. Следовательно, первая операция обработки резанием может быть осуществлена очень эффективно в плане затрат времени. Также, поскольку первый сварной шов удаляют посредством механической обработки, то нет никакой опасности повреждения охлаждающей трубы 4, например, газопламенной резкой. Когда первый сварной шов 11 будет удален описанным способом, второй сварной шов 12 и третий сварной шов 13 могут быть удалены с помощью газопламенной резки, поскольку эти сварные швы 12, 13 расположены довольно далеко от охлаждающей трубы 4, так что существует (только) минимальная опасность повреждения охлаждающей трубы 4.The centering cartridge 31 is placed inside the cooling pipe 4 and is locked in position by the operation of the fastening device 34. This aligns the first cutting device 30 with respect to the cooling pipe 4. The drive unit 33 is then turned on so that the cutting head 36 rotates around the cooling pipe. pipe 4, and the cutting sleeve 35 is gradually moved towards the sleeve portion 10 (compensator), as a result of which the first weld 11 is removed by machining or, more specifically, by milling. Since the positioning and movement of the cutting head 36 is guided by the connection made through the centering chuck 31, the first weld seam 11 can be removed precisely without the need for the operator to check the position of the cutting head 36 again and again. Therefore, the first cutting operation can be carried out very efficiently in terms of time. Also, since the first weld is removed by machining, there is no danger of damaging the cooling pipe 4, for example, by flame cutting. When the first weld 11 has been removed in the manner described, the second weld 12 and the third weld 13 can be removed by flame cutting, since these welds 12, 13 are located quite far from the cooling pipe 4, so that there is (only) minimal danger damage to the cooling pipe 4.

Когда компенсаторы 6 и колпак 15 окажутся снятыми, любое из отверстий 20.1 обечайки может быть увеличено в размере, если это необходимо. Это осуществляют с помощью второй операции обработки резанием, проиллюстрированной на фиг. 4. Вторую кольцевую державку 41 второго режущего устройства 40 размещают по окружности вокруг охлаждающей трубы 4 и закрепляют на ней здесь не проиллюстрированными приспособлениями. Направляющий элемент 42 присоединяют ко второй державке 41 таким образом, что он может эксцентрично перемещаться по отношению ко второй державке 41. К направляющему элементу 42 прикрепляют держатель 44. После того как вторая державка 41 будет закреплена на охлаждающей трубе 4, в держатель 44 вставляют газовый резак 45. Газовый резак 45 включают и выполняют им резку через печную обечайку 20. С помощью функции направленного перемещения, обеспечиваемой второй державкой 41, направляющим элементом 42 и держателем 44, газовый резак 45 перемещают вдоль кольцевой траектории Р, показанной на фиг. 5. Выражаясь другими словами, перемещение газового резака 45 направляют поперечно к осевому направлению А, вдоль кольцевой траектории Р, которая соответствует кольцевому или вращательному перемещению R. Альтернативно, держатель 44 мог бы допускать перемещение газового резака 45 вдоль осевого направления А, однако, как правило, газовый резак 45 является жестко посаженным внутрь держателя 44. После того как газовый резак 45 завершит свое перемещение вдоль траектории Р, часть 20.3 печной обечайки 20 вблизи периферии 20.2 отверстия 20.1 обечайки оказывается вырезанной, тем самым увеличивая размер отверстия 20.1 обечайки.When compensators 6 and cap 15 are removed, any of the holes 20.1 of the shell can be increased in size, if necessary. This is accomplished by a second cutting operation illustrated in FIG. 4. The second annular holder 41 of the second cutting device 40 is placed circumferentially around the cooling pipe 4 and secured thereto by means not illustrated here. The guide member 42 is attached to the second holder 41 such that it can be eccentrically moved relative to the second holder 41. A holder 44 is attached to the guide member 42. After the second holder 41 is secured to the cooling pipe 4, a cutting torch is inserted into the holder 44 45. The cutter 45 is turned on and cuts through the furnace shell 20. Using the directional movement function provided by the second holder 41, the guide member 42 and the holder 44, the cutter 45 is moved along the annular path P shown in FIG. 5. In other words, the movement of the cutting torch 45 is directed transversely to the axial direction A, along an annular path P, which corresponds to the annular or rotational movement R. Alternatively, the holder 44 could allow the cutting torch 45 to move along the axial direction A, however, typically , the cutter 45 is rigidly seated inside the holder 44. After the cutter 45 completes its movement along the path P, a portion 20.3 of the furnace shell 20 near the periphery 20.2 of the shell hole 20.1 is cut out, thereby increasing the size of the shell hole 20.1.

- 7 044089- 7 044089

После этого можно устанавливать новый колпак 15 и новый компенсатор 6. Размеры нового колпака 15, само собой разумеется, должны быть выбраны таким образом, чтобы отверстие 20.1 обечайки оказалось полностью закрытым, даже если оно было увеличено в размере, как описано выше. Они могут рассчитываться индивидуально для каждой установки. В этом контексте существуют различные возможности, которые проиллюстрированы на фиг. 6 и 7. Как показано на фиг. 6, отдельный колпак 15 с четырьмя отверстиями 15.1 в нем можно было бы скомбинировать с четырьмя компенсаторами 6. При этом можно использовать меньшие колпаки 15 и комбинировать их с меньшим количеством компенсаторов. Как показано на фиг. 7 в ее левой части, отдельный колпак 15 с двумя отверстиями 15.1 в нем можно скомбинировать с двумя компенсаторами 6. Как показано на фиг. 7 в ее правой части, также можно скомбинировать один компенсатор 6 с отдельным колпаком 15. Конструкция новых компенсаторов 6 соответствует таковой, показанной на фиг. 2. Колпак 15 может быть задан в различных вариантах конструктивного выполнения для охвата всех возможных случаев ремонта (с его использованием). Если (имеющееся) количество труб (отверстий для труб) закрывают отдельным колпаком, время на монтаж новых компенсаторов может быть сокращено, сводя тем самым к минимуму время на останов металлургической печи. На фиг. 8 показано соединение охлаждающей трубы с новым компенсатором. Колпак 15 может быть присоединен к печной обечайке 20 таким образом, что он закрывает отверстия 20.1 обечайки. Колпак 15 имеет в себе отверстие 15.1, через которое проходит охлаждающая труба 4. Колпак 15 может закрывать более чем одно отверстие 20.1 обечайки. Такой колпак в этом случае имеет в себе более чем одно отверстие 15.1 - по одному для каждой охлаждающей трубы 4. На внешней стороне колпака 15 охлаждающую трубу 4 охватывают новым компенсатором 6, который приваривают к колпаку 15 таким образом, что он является соединенным с отверстием 15.1 колпака. Конструкцию компенсатора 6 можно видеть в деталях на фиг. 8. Он имеет цилиндрическую часть 7, которую присоединяют сваркой к колпаку 15. С помощью кольцевой части 8 к цилиндрической части 7 присоединяют сильфон 9. Кольцевую втулочную часть 10 присоединяют с одной стороны к сильфону 9, а с другой стороны - к внешней поверхности охлаждающей трубы 4. Присоединение к охлаждающей трубе 4 выполняют с помощью первого кольцевого сварного шва 11.After this, the new cap 15 and the new compensator 6 can be installed. The dimensions of the new cap 15 must, of course, be chosen in such a way that the shell opening 20.1 is completely closed, even if it has been increased in size as described above. They can be calculated individually for each installation. In this context, various possibilities exist, which are illustrated in FIG. 6 and 7. As shown in FIG. 6, a separate cap 15 with four holes 15.1 in it could be combined with four compensators 6. In this case, smaller caps 15 can be used and combined with fewer compensators. As shown in FIG. 7 on its left side, a separate cap 15 with two holes 15.1 in it can be combined with two compensators 6. As shown in FIG. 7 on its right side, it is also possible to combine one compensator 6 with a separate cap 15. The design of the new compensators 6 corresponds to that shown in FIG. 2. The cap 15 can be specified in various design options to cover all possible cases of repair (using it). If the (existing) number of pipes (pipe openings) are covered with a separate cap, the time for installing new expansion joints can be reduced, thereby minimizing the shutdown time of the metallurgical furnace. In fig. Figure 8 shows the connection of the cooling pipe to the new compensator. The hood 15 may be attached to the furnace shell 20 such that it covers the openings 20.1 of the shell. The cap 15 has an opening 15.1 through which the cooling pipe 4 passes. The cap 15 can cover more than one opening 20.1 of the shell. Such a cap in this case has more than one hole 15.1 - one for each cooling pipe 4. On the outside of the cap 15, the cooling pipe 4 is covered with a new compensator 6, which is welded to the cap 15 in such a way that it is connected to the hole 15.1 cap The structure of the compensator 6 can be seen in detail in Fig. 8. It has a cylindrical part 7, which is connected by welding to the cap 15. Using the annular part 8, a bellows 9 is attached to the cylindrical part 7. The annular sleeve part 10 is attached on one side to the bellows 9, and on the other side to the outer surface of the cooling pipe 4. The connection to the cooling pipe 4 is made using the first circumferential weld 11.

Важной отличительной особенностью нового компенсатора 6 является то, что втулочная часть 10 имеет внутренний диаметр, который увеличивается в сторону печной обечайки 20, т.е. он увеличивается от внешнего конца 10.1 в сторону внутреннего конца 10.2. Выражаясь другими словами, внутренняя поверхность втулочной части 10 не цилиндрическая, а коническая. Это позволяет обеспечивать различные угловые направления втулочной части 10 по отношению к охлаждающей трубе 4, выдерживая при этом на минимальном уровне расстояние между втулочной частью 10 и охлаждающей трубой 4 на внешнем конце 10.1, где выполняют первый сварной шов 11.An important distinctive feature of the new compensator 6 is that the sleeve part 10 has an internal diameter that increases towards the furnace shell 20, i.e. it increases from the outer end 10.1 towards the inner end 10.2. In other words, the inner surface of the sleeve portion 10 is not cylindrical, but conical. This makes it possible to provide different angular directions of the sleeve part 10 in relation to the cooling pipe 4, while maintaining at a minimum level the distance between the sleeve part 10 and the cooling pipe 4 at the outer end 10.1, where the first weld 11 is made.

Номера ссылочных обозначений:Reference numbers:

1 1 охлаждающий блок cooling block 20.3 20.3 часть(обечайки) part(shell) 2 2 холодильная плита refrigeration plate 30, 40 режущее устройство 30, 40 cutting device 3 3 канал для хладагента refrigerant duct 31 31 центрирующий патрон centering chuck 4 4 охлаждающая труба cooling pipe 32 32 вал shaft 5 5 трубный канал pipe channel 33 33 приводной агрегат drive unit 6 6 компенсатор compensator 34 34 крепежное устройство fastening device 7 7 цилиндрическая часть cylindrical part 35 35 режущая втулка cutting sleeve 8 8 кольцевая часть ring part 36 36 режущая головка cutting head 9 9 сильфон bellows 41 41 кольцевая державка ring holder 10 10 втулочная часть sleeve part 42 42 направляющий элемент guide element 10.1 10.1 внешний конец outer end 44 44 держатель holder 10.2 10.2 внутренний конец inner end 45 45 газовый резак cutting torch 11, 12, 13 сварной шов 11, 12, 13 weld А A осевое направление axial direction 15 15 колпак cap L L продольное перемещение longitudinal movement 15.1 15.1 отверстие колпака cap hole Р R траектория trajectory 20 20 обечайка печи furnace shell R R вращательное перемещение rotational movement 20.1 20.1 отверстие обечайки shell hole 20.2 20.2 периферия periphery

--

Claims

CLAIM

1. A method for maintaining a cooling unit (1) for a metallurgical furnace, wherein the cooling unit (1) includes:

a refrigerating plate (2) located inside the furnace shell (20) of the metallurgical furnace;

a cooling pipe (4) passing transversely through the hole (20.1) of the shell in the shell (20) of the furnace and connected to the refrigeration plate (2); and a compensator (6) located around the cooling pipe (4) to form a seal between the cooling pipe (4) and the furnace shell (20), the method including performing at least one cutting operation using a cutting device (30, 40 ), containing a holder (31, 41) and a cutting tool (36, 45), which is movably connected to the holder (31, 41) for directional movement relative to the holder (31, 41), and the connection between the cutting tool (36, 45 ) and the holder (31, 41) is designed so that the cutting tool can move in relation to the holder (31, 41) not freely, but in a directed manner, and the holder (31, 41) is installed on the cooling pipe (4), as a result of which the cutting device (30, 40) is aligned with the cooling pipe (4), and the cutting tool (36, 45) is directed to move during the cutting operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cutting tool (36, 45) is connected to the holder (31, 41) to allow movement along a given path (P) transverse to the axial direction (A) of the cooling pipe (4).

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the holder (31, 41) is rigidly attached to the cooling pipe (4).

4. The method according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the method includes removing the compensator (6) and installing a new compensator (6).

5. The method according to claim 4, characterized in that the removal of the expansion joint (6) includes a first cutting operation to remove the weld seam (11) between the expansion joint (6) and the cooling pipe (4).

6. The method according to one of the preceding claims, characterized in that the first cutting operation is carried out using a first cutting device (30) containing a first holder (31) and a first cutting tool (36), which is rotatable relative to the first holder ( 31).

7. Method according to claim 6, characterized in that the first cutting tool (36) is designed to remove the weld seam (11) by mechanical processing.

8. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the first holder (31) is installed on the inside of the cooling pipe (4).

9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method includes a second cutting operation to increase the size of the hole (20.1) of the shell.

10. The method according to claim 9, characterized in that the second cutting operation is carried out using a second cutting device (40), including a second holder (41), which is connected to the outside of the cooling pipe (4), and to the second holder (41) attach a mounting support (44) for a second cutting tool (45) to be directed toward the second holder (41), and the second cutting tool (45) performs a cutting operation while being held by the mounting support (44).

11. Method according to claim 10, characterized in that the mounting support (44) is attached for circular movement (R).

12. Method according to claim 10 or 11, characterized in that the mounting support (44) is attached for eccentric movement relative to the second holder (41).

13. Method according to one of claims 4 to 12, characterized in that after removing the compensator (6), the method includes installing a cap (15) having at least one hole (15.1) on the furnace shell (20) in such a way that the cap (15) hermetically closes at least one hole (20.1) of the shell, and connecting at least one new compensator (6) to the hole (15.1) of the cap (15).

14. The method according to claim 13, characterized in that the cap (15) has several holes (15.1) of the cap and is installed in such a way that it covers several holes (20.1) of the shell, and several new compensators (6) are connected to several holes (15.1) cap.

15. Method according to one of claims 4 to 14, characterized in that the new compensator (6) is installed in such a way that the cooling pipe (4) passes through the sleeve part (10) of the compensator (6), and the sleeve part (10) has internal cross-section, which increases towards the furnace shell (20).

-