高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法与流程

本发明涉及设备在线检测检修技术领域，尤其涉及一种高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法。

背景技术：

通常，高炉在炉体部位均安装有若干段冷却壁，实现对炉体进行冷却。当使用一定年限后，冷却壁会出现水道漏水、冷却壁磨损甚至烧损现象发生，影响冷却效果，进而影响高炉的正常生产运行。针对冷却壁损坏通常采取的措施是冷却壁穿管或钻孔安装圆柱形微冷，但其冷却效果有限，保护炉壳作用不明显。为了有效延长冷却壁使用寿命，比较理想解决措施是开孔安装铜冷却板，而安装铜冷却板需要在炉壳及冷却壁开具腰型孔，常规开孔方式是火切或等离子切割，但热应力集中，对炉壳损坏较大，一般不宜采用。

超高压水射流切割属于冷却割，不会造成材料氧化、金相组织发生变化等问题，也不会造成工件变形。同时切割过程中使用水和砂，不产生粉尘，绿色环保。

因此，亟需研发一种便携式智能超高压水射流切割方法，来解决超高压水射流设备在高炉作业现场的应用，以实现在线对高炉炉壳及冷却壁开具腰型孔，满足在线安装铜冷却板的需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法，本方法实现对高炉炉壳及冷却壁在线进行任意形状的切割，切割时不会造成材料氧化、金相组织发生变化等问题，不会造成炉壳变形，同时切割过程中不产生粉尘，绿色环保，安全高效。

为解决上述技术问题，本发明高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法包括如下步骤：

步骤一、将智能超高压水射流切割设备布置在靠近高炉切割区域的风口平台，配套切割装置及切割头安装固定在高炉炉壳的开孔位置，接妥连接电缆、高压气管、高压水管以及供砂软管，并检查水压、气压及供砂系统是否正常；

步骤二、设置智能超高压水射流切割设备的切割程序，对设置的切割程序空走预演，观察切割程序是否正确、切割头与切割表面的距离是否合适、是否存在碰撞、管线在行走过程中是否顺畅；

步骤三、正式运行切割程序，设定切割材质为碳钢板、厚度为炉壳厚度、起刀点为切割图形中心、切入线位置为切割图形内部正上方，并生成切割路径；对刀完毕后，预览切割路径编译是否准确，确认无误后启动智能超高压水射流切割设备控制切割头开始切割，切割完毕后将切割头移动至切割区域外；

步骤四、采用强磁铁取出切割后的炉壳板，取出炉壳内的中间灌浆料，将灌浆料周围清理至与被切割出的炉壳孔洞平齐，同时将铜冷却壁表面粘附物清理干净；

步骤五、使用枪钻在需切割的铜冷却壁上钻孔，并采用丝攻加工成螺孔，设定切割材质为紫铜、厚度为铜冷却壁设计厚度、起刀点为切割图形中心、切入线位置为切割图形内部正上方后，执行步骤三对铜冷却壁实施切割；

步骤六、铜冷却壁切割完毕后移出切割头，在被切割铜冷却壁的螺孔内拧入螺栓后拔出被切割后的铜块；

步骤七、切割作业完毕，关闭水、电、气系统，拆卸清理固定在炉壳上的配套切割装置及切割头，并对供砂系统卸压，完成切割施工。

进一步，切割过程设定高压水压为350～380mpa、高压气压为0.6mpa、切割图形为椭圆形。

进一步，所述智能超高压水射流切割设备、配套切割装置及切割头之间的连接电缆、高压气管、高压水管以及供砂软管采用航空接头连接，并按规定力矩拧紧。

由于本发明高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法采用了上述技术方案，即本方法在高炉切割区域安装智能超高压水射流切割设备、配套切割装置及切割头，设置切割程序并空走预演，设定炉壳板的切割参数后运行切割程序对炉壳板实施切割，采用强磁铁取出切割后的炉壳板并清理灌浆料，在铜冷却壁上加工螺孔，设定铜冷却壁的切割参数后运行切割程序对铜冷却壁实施切割，在被切割铜冷却壁的螺孔内拧入螺栓后拔出被切割后的铜块；关闭水、电、气系统，拆卸清理设备，完成切割施工。本方法实现对高炉炉壳及冷却壁在线进行任意形状的切割，切割时不会造成材料氧化、金相组织发生变化等问题，不会造成炉壳变形，同时切割过程中不产生粉尘，绿色环保，安全高效。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本方法所采用切割设备示意图。

具体实施方式

本发明高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割方法包括如下步骤：

步骤一、将智能超高压水射流切割设备布置在靠近高炉切割区域的风口平台，配套切割装置及切割头安装固定在高炉炉壳的开孔位置，接妥连接电缆、高压气管、高压水管以及供砂软管，并检查水压、气压及供砂系统是否正常；

步骤二、设置智能超高压水射流切割设备的切割程序，对设置的切割程序空走预演，观察切割程序是否正确、切割头与切割表面的距离是否合适、是否存在碰撞、管线在行走过程中是否顺畅；

步骤三、正式运行切割程序，设定切割材质为碳钢板、厚度为炉壳厚度、起刀点为切割图形中心、切入线位置为切割图形内部正上方，并生成切割路径；对刀完毕后，预览切割路径编译是否准确，确认无误后启动智能超高压水射流切割设备控制切割头开始切割，切割完毕后将切割头移动至切割区域外；

步骤四、采用强磁铁取出切割后的炉壳板，取出炉壳内的中间灌浆料，将灌浆料周围清理至与被切割出的炉壳孔洞平齐，同时将铜冷却壁表面粘附物清理干净；

步骤五、使用枪钻在需切割的铜冷却壁上钻孔，并采用丝攻加工成螺孔，设定切割材质为紫铜、厚度为铜冷却壁设计厚度、起刀点为切割图形中心、切入线位置为切割图形内部正上方后，执行步骤三对铜冷却壁实施切割；

步骤六、铜冷却壁切割完毕后移出切割头，在被切割铜冷却壁的螺孔内拧入螺栓后拔出被切割后的铜块；

步骤七、切割作业完毕，关闭水、电、气系统，拆卸清理固定在炉壳上的配套切割装置及切割头，并对供砂系统卸压，完成切割施工。

优选的，切割过程设定高压水压为350～380mpa、高压气压为0.6mpa、切割图形为椭圆形。

优选的，所述智能超高压水射流切割设备、配套切割装置及切割头之间的连接电缆、高压气管、高压水管以及供砂软管采用航空接头连接，并按规定力矩拧紧。

如图1所示，本方法所采用的智能超高压水射流切割设备2设置于炉壁1附近，与之配套的切割装置及切割头3安装于炉壁1的切割位置，水冷机4、储水桶8和增压泵5通过管路提供高压水压，空压机6通过管路提供高压气压，压力砂罐7通过供砂软管提供切割砂粒，智能超高压水射流切割设备2分别对配套切割装置、切割头3以及高压水压、高压气压、切割砂粒进行控制，按本方法实施炉壳板和铜冷却壁的切割作业。

本方法实现了高炉炉壳及冷却壁在线超高压水射流切割，切割时不会造成材料氧化、金相组织发生变化等，不会造成炉壳变形，同时切割过程中不产生粉尘，绿色环保；切割过程操作人员可远离切割区域，有效保证作业人员安全；切割速度快，精度高，切割后无需二次加工，切割效率高；同时，智能超高压水射流切割设备可采用计算机cnc程序设计，远程操作，保证设备可靠运行，只需对切割图形在程序中做相应修改，就可以适用于不同形状切割需要，实现智能化、标准化切割作业。

本方法经实际应用，其切割断面平整，无毛刺，完全满足高炉铜冷却板安装的技术要求，同时切割效率高，绿色环保，安全可靠，为延长高炉铜冷却壁使用寿命，提供了全新的解决方案。