淺談大型高爐工程施工技術

摘 要：該文主要介紹大型高爐施工的特點，以及隨著科技技術的發展，高爐工程施工除采用冶建行業常規的施工技術外，還將采取的一些主要施工技術，以保證工程的工期和質量。

關鍵詞：高爐施工特點 主要施工技術 砼

中圖分類號：TV544文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（b）-0081-01

國民經濟的快速發展帶動了高爐煉鐵生產的發展，隨著產量的不斷增長，高爐煉鐵技術水平也得到了快速提升，特別是大型高爐在設計、設備、材料制造上都有很大的突破，出現了很多新技術、新材料、新工藝，如：我公司2006年施工的某鋼廠鋼3200高爐工程就采用了新型并罐無料鐘爐頂；爐體全冷卻壁，軟水密閉循環冷卻系統，磚壁合一薄內襯結構；銅冷卻壁，水冷爐喉鋼磚；水冷碳磚爐底，長壽爐底爐缸內襯結構；長壽型高風溫頂燃式熱風爐；新型環保明特法水渣處理；焦丁回收、煙氣余熱回收、TRT煤氣余壓發電；三電一體自動化檢測和控制等先進技術及工藝。這些技術和工藝的使用對施工單位來說是一個挑戰。

1 高爐施工的特點

在冶金工業建設中，高爐工程與煉鋼、軋鋼等工程不同，它有其固有的的特點：

施工場地狹窄，高爐周邊建設項目集中；高爐結構高度高，且涉及多專業施工，各工序重疊交叉，高空作業多；現澆砼量很大；高爐工程鋼結構量大，而且集中；需要投入大量的施工機械；高爐“三心”控制精度要求高，高爐安裝“三心”控制是關鍵，是安裝工程的重點，直接關系到高爐的使用壽命。

2 大型高爐主要施工技術

高爐工程施工除采用冶建行業常規的施工技術外，根據高爐工程特點還將采取以下施工技術。

2.1 高爐基礎大體積砼電子測溫技術

大型高爐基礎砼量大都在6000 m3以上，屬于多層配置、多規格鋼筋布置的大體積砼。為了防止因混凝土內外溫差過大而使混凝土結構產生有害的裂縫，必須對混凝土內部溫度嚴格監控。所以對高爐基礎大體積砼溫度應力控制是施工的關鍵。

大體積砼溫控有多種方式，最新技術是高爐基礎大體積砼電子測溫技術，即在高爐基礎施工過程中采用混凝土電子測溫技術及計算機數控收集技術。

2.2 鋼筋直螺紋連接技術

大型高爐基礎中鋼筋重量一般在50～100 kg/m3之間，高爐基礎中有大量的鋼筋接頭，工作量大，質量難保證。對直徑在20 mm及其以上規格鋼筋連接采取鋼筋機械連接，可縮短工期、保證質量、節約成本。

2.3 高爐基礎砼施工技術

現在砼施工已實現自動化。從砼攪拌到運輸、澆灌全部采用機械化施工工藝。特別是高爐基礎的澆灌采用了多層澆灌工藝，現場采用汽車泵、拖式泵加布料器以及活動溜槽等下料方式，確保澆注質量。

2.4 高爐制作技術

高爐本體制作的特點是“體大、板厚、件重、造型復雜”，制作要求精度高，焊接質量要求嚴。現在我公司建立起一整套的加工制作高爐爐殼及框架技術。其中要點如下：

（1）采用CAD/CAM數控下料切割和開孔一次成型技術，實現工廠化開孔。

（2）厚板滾圓技術。大型高爐爐殼板厚在45～90 mm之間，材質16 Mn以上。爐殼卷板滾圓是工程的難點之一，利用大型卷板機，最厚板可卷100 mm，滿足工程需要。

（3）大塊板焊接及變形控制技術。通常厚板立縫采用窄間氣電立焊，環焊采用埋弧自動焊等工藝。為防止變形，消除焊接應力，采取焊前預熱，焊后熱處理以及機械振動消除應力的方法。優化焊接工藝，采取對稱焊形式，減少焊接變形。

2.5 高爐安裝技術

大型高爐是一個高達100 m左右的大型鋼結構體。特點是單體體積大、重量在100 t以上，安裝有一定難度。為保證質量、加快進度，施工選擇較大型吊裝設備，多采用組合安裝方式，減少高空組裝、對接。

2.5.1 塔吊的選擇

塔吊型號選擇和布置的方案主要考慮了以下幾方面：盡可能的便于安裝和拆卸；盡可能讓塔吊相互之間不干涉（不碰臂）；盡可能消除盲區；起重量應滿足各個部位的吊裝要求。特別是滿足安裝爐頂大型吊車梁、爐頂設備、下降管以及上料通廊頂段的需要。

2.5.2 高爐“三線”對中控制

高爐“三線”對中控制是安裝工程的重要控制點。為確保三線的安裝精度，制造階段爐殼預組裝采用統一中心線，上下段爐殼定位組裝，以保同心。現場組裝以預組裝中心為基準，安裝中心線以爐底板中心線為基準，采用激光鉛垂儀進行找中，提高每組爐殼安裝的中心線精度。爐頂法蘭中心線定位同爐殼。

風口中心線聚焦點與爐殼中心線相交。其控制方法是先在爐殼內部標定方位，根據鐵口的位置用經緯儀確定風口位置。

2.6 大構件吊裝預測距

高爐工程的下降管、主皮帶通廊的吊裝均屬大構件吊裝，空中接口，對構件的尺寸要求嚴格。隨著BIM技術的發展，可采用仿真模擬技術。

2.7 冬季厚板焊接預熱技術

低溫對厚板焊接質量有很大影響，高爐爐殼環縫冬季焊接，可采用電加熱繩、電加熱帶，解決厚板冬季焊接的加熱問題。

2.8 筑爐施工技術

煉鐵工程耐火材料用量大、工序復雜。新材料、新工藝不斷出現，對施工企業技術要求越來越高主要表現在：熱風爐爐殼的薄噴涂刮平技術；風口、鐵口采用剛玉組合磚砌筑技術；爐底陶瓷杯施工技術；上升、下降管噴涂技術；熱風爐不開口施工技術；熱風圍管、熱風管道二次灌漿技術；水冷壁鑲嵌技術。

2.9 機電設備安裝技術

煉鐵工程是一個系統工程。有水、風、燃氣、電、計算機以及噴煤、發電機等系統，設備安裝中有高溫、高壓、高速等高難度設備安裝。對施工企業的技術水平是一個檢驗。主要包括：鼓風機安裝調試，預防喘振技術；無料鐘爐頂設備安裝技術；大型電機安裝調試技術；液壓系統污染控制技術；大型布袋除塵器安裝技術；噴煤系統設備安裝技術；TRT余壓發電系統安裝及調試技術；循環水系統設備安裝技術；水冷壁安裝與焊接技術；計算機工程網絡調試技術。

3 結語

高爐建設工期受多種因素影響。目前國內大型高爐越來越多。設計、設備材料都影響制約著工程進度。施工單位要確保工期、采取與設計結合，到工廠監制，采用新技術、新工藝、新設備等措施。為業主著想，使投入資金，盡快產生效益。

參考文獻

[1]黃曉煜.建設清潔 可持續發展 環境友好型鞍鋼[J].鞍鋼技術，2007（1）.

[2]范軍鋒，陳銘.中國鋼鐵工業可持續發展之路初探[J].上海金屬，2007（1）.