邯鋼4#高爐中修施工方案優化

王云瑞　武紅軍

摘要：今年年3月25日～4月20日參與邯鋼4#高爐中修高爐中修的邯鋼設備制造安裝有限公司的工程技術人員，根據高爐中修施工現場的實際，通過對4#高爐中修方案的優化實施，確保了邯鋼公司制定的“五保一樹”奮斗目標的實現，創造了檢修記錄的新高。

關鍵詞：高爐改造；直軌內環；活吊盤；爐喉保護棚

中圖分類號：TF576 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0081-03

本次4#高爐中修是繼2年前大修后，第二次中修，本次中修主工期作業線的主要任務與大修和上次中修時有很大不同，因此以前的施工方案必須根據本次高爐中修的實際情況進行優化，才能保證本次高爐中修順利完成。

本次高爐中修高爐本體主要任務是：更換五、六、七三層冷卻壁，最大冷卻壁的重量約為5.5t，每層32塊，總數量96塊，總重量約為500t。一至四層，八至十一層冷卻壁不更換，且相應層次的爐襯不拆除，爐喉鋼磚改為水冷式，由48塊變更為24塊，總重量約為60t。因此根據本次高爐實際任務與以往相比本次高爐中修的難度較大大增加。

由于中修工期所限，冷卻壁和鋼磚的更換不能順序更換，而必須在爐內和以往大修一樣分層作業，根據工程量大小將爐內三層冷卻壁的更換確定為主工期，鋼磚的更換按副工期來控制。

由于本次中修具有時間短、任務重、施工難度大、多層作業的施工特點，施工方案的優化是完成本次高爐中修工程的關鍵。

1 中修工期

整個高爐中修（兩頭見風）25天，其中煉鐵部扒爐，爐襯噴涂、烘爐等7.5天，我分公司主工期作業線為17.5天。

2 本次中修存在的難點

與以往大中修相比，本次高爐中修存在以下難點：

（1）五至七層冷卻壁及鋼磚如何進出高爐本體。

（2）爐皮不更換，冷卻壁如何拆除，拆除的冷卻壁是直接外排還是落入爐內集中排放。

（3）直軌如何布置，八層冷卻壁與爐喉鋼磚間的爐襯不拆除內環軌如何生根和布置。

（4）爐喉保護棚如何設置。

（5）十一層冷卻壁及爐襯不拆除，在狹小的空間上如何布置直軌、內環軌、保護棚以及冷卻壁進出大門。

（6）爐內具備什么條件才能進人作業？八至十一層爐襯不拆除，爐襯上有殘留物怎么辦？

（7）鐵渣線不能封線，拆按構件如何進出，吊車的

布置。

（8）冷卻壁及鋼磚大小墊近1500個如何控制漏點在規定的范圍內。

3 方案優化的必要性

由于存在以上諸多難點和本次高爐中修的特點，以往大中修方案已不能照搬使用，機具的布置數據、位置、方式都不能采用必須重新設計，而狹小的空間給機具布置帶來相當大的困難，有一個數據不能保證，整個施工方案就會擱淺，高爐中修的任務就會延期甚至出現意想不到的其他問題。因此高爐中修施工方案的優化勢在必行。

4 方案優化的要點

4.1 直軌布置

4.1.1 直軌布置平面位置基本不變，仍采用原來大修的位置，但支撐點需重新布置，若采用原支撐點，必須對原支撐點認真檢查并重新焊接加固。平面位置仍為重力除塵器北側——爐頂天車加固梁——29平臺框架梁——高爐西側本體——高爐東側本體。

4.1.2 直軌立面位置確定方案必選。

方案一：由于第十一層冷卻壁頂部與爐喉鋼磚下沿空間位置所限，在原直軌標高基礎上抬高400保證西大門的高度尺寸不低于2600，保證冷卻壁進出。

方案二：原直軌標高位置不變，在確定的西大門處拆除2塊第十一層冷卻壁及相應位置的爐襯。此方案經設備動力部、煉鐵部和我方技術人員論證被否決。

該方案主要存在以下幾個問題：

（1）十一層冷卻壁無備件，保護性拆除困難較大，安裝的難度較大。

（2）十一層冷卻壁處爐襯拆除量大，爐襯拆除后整體被破壞，有可能造成爐襯坍塌。

（3）該處的爐皮恢復相當困難，爐皮焊接質量難以保證，存在屢焊屢開的可能性。

4.1.3 直軌材料選擇。選用I50b作為直軌的材料。核算直軌的抗彎強度如下：

已知：P=6000kg L=850cm W=1940cm3

σ=1/4PL/w=1/4×6000×850/1940=657kg/cm2<[σ]=1700kg/cm2

選用I50符合強度要求。

4.2 內環軌的布置

爐襯內直徑為Φ5700，爐襯不拆除，在爐皮上焊接鋼結構內環軌已不可能，但五至七層冷卻壁處爐皮直徑在Φ10000左右，如何將進入爐內的冷卻壁運至安裝部位？

經方案優化確定將內環軌與爐喉保護棚合二為一，在爐喉保護棚上設置環梁，環梁采用I32，在環梁腹板上均勻開16個孔，穿Φ19.5鋼繩配5t倒鏈作為冷卻壁進入爐內后水平運輸的機具，每根鋼繩由6根L=3000千斤繩組成，作為冷卻壁換層時起落之用。

4.3 爐喉保護棚的設置

本次中修爐喉保護棚不單起保護作用，更是要作為承重結構承擔活吊盤、內環軌、鋼磚、自重等傳來的動、靜荷載，因此除直軌作為一根主梁外，另選2根I40b作為主梁與直軌主梁I50b在平面均布，在立面上3根主梁上翼緣板保持水平，經驗算3根主梁可承擔100t以上重量，考慮荷載同時作用，爐喉保護棚安全系數在10以上。保護棚次梁采用I12與主梁垂直，在平面按間距500均布。保護棚面板采用δ=6鋼板滿鋪，保證與爐皮密封防止任何構件、雜物、塵土從保護棚上墜入。爐喉保護棚水平度控制在10mm以內。在保護棚上預留600×600活動蓋板2個，作為檢修孔和排除鋼磚填料之用。

4.4 西大門的設置

西大門（2600×1300）較上次大修時的位置上移，大門尺寸選擇根據如下：

西大門設置在第十一層冷卻壁頂部與爐喉保護棚底部之間，根據直軌及10t電葫蘆就位后垂直高度1300，直軌高度560，冷卻壁厚度400，吊裝鋼繩（卡具）高度300，確定大門高度最小值為2600，這一尺寸決定了直軌，爐喉保護棚在立面的布置尺寸。大門寬度根據冷卻壁寬度900確定大門寬度在1300左右。拆除的爐墻用∠50×50×6和δ=6鋼板作保護，防止進出的冷卻壁撞擊爐墻及爐墻耐火磚

脫落。

4.5 冷卻壁拆除

由于五至七層冷卻壁處爐皮不更換，給冷卻壁的拆除帶來了困難。為確保安全，在冷卻壁拆除過程中，爐內嚴禁進人，冷卻壁在割除所有約束后，用千斤頂在爐外直接將冷卻壁頂入爐內，為防止墜入的冷卻壁砸壞進風設備（風口大套、二套等），煉鐵扒爐分兩次進行，第一次降料面到第五層冷卻壁以下500mm處，第二次扒爐安排在爐襯噴涂以后，見中修網絡計劃。

千斤頂的數量和質量，千斤頂支座（拐子）數量、拆焊順序，拆除點的分布，分工等是制約冷卻壁拆除進度的主要因素。

4.6 冷卻壁的安裝

冷卻壁打壓必須在高爐停爐前一周完畢，以便對試壓有問題的冷卻壁有充足的時間完成備件的處理和重新制作；冷卻壁螺栓墊、水管墊由方墊改為圓墊；冷卻壁的編號，復核鑄造號與圖紙編號的一致性，防止錯吊、錯裝；冷卻壁安裝前，直軌吊必須經試吊合格，有關的檢驗部門簽字確認后方可投入使用；冷卻壁安裝前所有墊殘留的氧化鐵用氣焊或砂輪機清除干凈。

直軌吊上兩個電葫蘆，一個負責冷卻壁爐內運輸，一個負責爐外運輸，在23平臺處緩鉤。

冷卻壁水管墊、螺栓墊的安裝要求：與爐皮間隙小于2mm，墊與空洞間隙小于2mm。對于不復核要求的墊必須更換；墊的焊接落實責任制，承包到人。焊墊焊條選用J502，焊條使用前必須經烘150℃干后方可使用，使用過程中存放在保溫桶內隨取隨用；冷卻壁繡結滯后冷卻壁安裝3h，焊接滯后12h，確保冷卻壁安裝的整體進度。

4.7 爐喉鋼磚拆安

5 效果

通過方案的優化，我單位主工期提前3.5天完成；冷卻壁試水、試壓一次性通過，1500個墊只有3個漏點；完成公司的“五保一樹”奮斗目標，節約大量的人力、物力和機械費用；爐喉鋼磚的高爐順利達產。

參考文獻

[1] 王宗福，李道靜.優化噴吹系統生產工藝實現高爐節能減排[J].中國設備工程，2011，（7）：14-15.

[2] 王徐鵬.馬鋼新區高爐控制系統的組成與控制原理

[J].安徽冶金，2011，（3）：40-43.

[3] 王維興.2010年年產生鐵900萬t以上企業煉鐵技術經濟指標[J].煉鐵，2011，（2）：9.

作者簡介：王云瑞（1978—），男，河北鋼鐵集團邯鋼一煉鋼廠助理工程師，研究方向：轉爐機械。

（責任編輯：秦遜玉）