邯钢4#高炉中修施工方案优化

王云瑞　武红军

摘要：今年年3月25日～4月20日参与邯钢4#高炉中修高炉中修的邯钢设备制造安装有限公司的工程技术人员，根据高炉中修施工现场的实际，通过对4#高炉中修方案的优化实施，确保了邯钢公司制定的“五保一树”奋斗目标的实现，创造了检修记录的新高。

关键词：高炉改造；直轨内环；活吊盘；炉喉保护棚

中图分类号：TF576 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0081-03

本次4#高炉中修是继2年前大修后，第二次中修，本次中修主工期作业线的主要任务与大修和上次中修时有很大不同，因此以前的施工方案必须根据本次高炉中修的实际情况进行优化，才能保证本次高炉中修顺利完成。

本次高炉中修高炉本体主要任务是：更换五、六、七三层冷却壁，最大冷却壁的重量约为5.5t，每层32块，总数量96块，总重量约为500t。一至四层，八至十一层冷却壁不更换，且相应层次的炉衬不拆除，炉喉钢砖改为水冷式，由48块变更为24块，总重量约为60t。因此根据本次高炉实际任务与以往相比本次高炉中修的难度较大大增加。

由于中修工期所限，冷却壁和钢砖的更换不能顺序更换，而必须在炉内和以往大修一样分层作业，根据工程量大小将炉内三层冷却壁的更换确定为主工期，钢砖的更换按副工期来控制。

由于本次中修具有时间短、任务重、施工难度大、多层作业的施工特点，施工方案的优化是完成本次高炉中修工程的关键。

1 中修工期

整个高炉中修（两头见风）25天，其中炼铁部扒炉，炉衬喷涂、烘炉等7.5天，我分公司主工期作业线为17.5天。

2 本次中修存在的难点

与以往大中修相比，本次高炉中修存在以下难点：

（1）五至七层冷却壁及钢砖如何进出高炉本体。

（2）炉皮不更换，冷却壁如何拆除，拆除的冷却壁是直接外排还是落入炉内集中排放。

（3）直轨如何布置，八层冷却壁与炉喉钢砖间的炉衬不拆除内环轨如何生根和布置。

（4）炉喉保护棚如何设置。

（5）十一层冷却壁及炉衬不拆除，在狭小的空间上如何布置直轨、内环轨、保护棚以及冷却壁进出大门。

（6）炉内具备什么条件才能进人作业？八至十一层炉衬不拆除，炉衬上有残留物怎么办？

（7）铁渣线不能封线，拆按构件如何进出，吊车的

布置。

（8）冷却壁及钢砖大小垫近1500个如何控制漏点在规定的范围内。

3 方案优化的必要性

由于存在以上诸多难点和本次高炉中修的特点，以往大中修方案已不能照搬使用，机具的布置数据、位置、方式都不能采用必须重新设计，而狭小的空间给机具布置带来相当大的困难，有一个数据不能保证，整个施工方案就会搁浅，高炉中修的任务就会延期甚至出现意想不到的其他问题。因此高炉中修施工方案的优化势在必行。

4 方案优化的要点

4.1 直轨布置

4.1.1 直轨布置平面位置基本不变，仍采用原来大修的位置，但支撑点需重新布置，若采用原支撑点，必须对原支撑点认真检查并重新焊接加固。平面位置仍为重力除尘器北侧——炉顶天车加固梁——29平台框架梁——高炉西侧本体——高炉东侧本体。

4.1.2 直轨立面位置确定方案必选。

方案一：由于第十一层冷却壁顶部与炉喉钢砖下沿空间位置所限，在原直轨标高基础上抬高400保证西大门的高度尺寸不低于2600，保证冷却壁进出。

方案二：原直轨标高位置不变，在确定的西大门处拆除2块第十一层冷却壁及相应位置的炉衬。此方案经设备动力部、炼铁部和我方技术人员论证被否决。

该方案主要存在以下几个问题：

（1）十一层冷却壁无备件，保护性拆除困难较大，安装的难度较大。

（2）十一层冷却壁处炉衬拆除量大，炉衬拆除后整体被破坏，有可能造成炉衬坍塌。

（3）该处的炉皮恢复相当困难，炉皮焊接质量难以保证，存在屡焊屡开的可能性。

4.1.3 直轨材料选择。选用I50b作为直轨的材料。核算直轨的抗弯强度如下：

已知：P=6000kg L=850cm W=1940cm3

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

选用I50符合强度要求。

4.2 内环轨的布置

炉衬内直径为Φ5700，炉衬不拆除，在炉皮上焊接钢结构内环轨已不可能，但五至七层冷却壁处炉皮直径在Φ10000左右，如何将进入炉内的冷却壁运至安装部位？

经方案优化确定将内环轨与炉喉保护棚合二为一，在炉喉保护棚上设置环梁，环梁采用I32，在环梁腹板上均匀开16个孔，穿Φ19.5钢绳配5t倒链作为冷却壁进入炉内后水平运输的机具，每根钢绳由6根L=3000千斤绳组成，作为冷却壁换层时起落之用。

4.3 炉喉保护棚的设置

本次中修炉喉保护棚不单起保护作用，更是要作为承重结构承担活吊盘、内环轨、钢砖、自重等传来的动、静荷载，因此除直轨作为一根主梁外，另选2根I40b作为主梁与直轨主梁I50b在平面均布，在立面上3根主梁上翼缘板保持水平，经验算3根主梁可承担100t以上重量，考虑荷载同时作用，炉喉保护棚安全系数在10以上。保护棚次梁采用I12与主梁垂直，在平面按间距500均布。保护棚面板采用δ=6钢板满铺，保证与炉皮密封防止任何构件、杂物、尘土从保护棚上坠入。炉喉保护棚水平度控制在10mm以内。在保护棚上预留600×600活动盖板2个，作为检修孔和排除钢砖填料之用。

4.4 西大门的设置

西大门（2600×1300）较上次大修时的位置上移，大门尺寸选择根据如下：

西大门设置在第十一层冷却壁顶部与炉喉保护棚底部之间，根据直轨及10t电葫芦就位后垂直高度1300，直轨高度560，冷却壁厚度400，吊装钢绳（卡具）高度300，确定大门高度最小值为2600，这一尺寸决定了直轨，炉喉保护棚在立面的布置尺寸。大门宽度根据冷却壁宽度900确定大门宽度在1300左右。拆除的炉墙用∠50×50×6和δ=6钢板作保护，防止进出的冷却壁撞击炉墙及炉墙耐火砖

脱落。

4.5 冷却壁拆除

由于五至七层冷却壁处炉皮不更换，给冷却壁的拆除带来了困难。为确保安全，在冷却壁拆除过程中，炉内严禁进人，冷却壁在割除所有约束后，用千斤顶在炉外直接将冷却壁顶入炉内，为防止坠入的冷却壁砸坏进风设备（风口大套、二套等），炼铁扒炉分两次进行，第一次降料面到第五层冷却壁以下500mm处，第二次扒炉安排在炉衬喷涂以后，见中修网络计划。

千斤顶的数量和质量，千斤顶支座（拐子）数量、拆焊顺序，拆除点的分布，分工等是制约冷却壁拆除进度的主要因素。

4.6 冷却壁的安装

冷却壁打压必须在高炉停炉前一周完毕，以便对试压有问题的冷却壁有充足的时间完成备件的处理和重新制作；冷却壁螺栓垫、水管垫由方垫改为圆垫；冷却壁的编号，复核铸造号与图纸编号的一致性，防止错吊、错装；冷却壁安装前，直轨吊必须经试吊合格，有关的检验部门签字确认后方可投入使用；冷却壁安装前所有垫残留的氧化铁用气焊或砂轮机清除干净。

直轨吊上两个电葫芦，一个负责冷却壁炉内运输，一个负责炉外运输，在23平台处缓钩。

冷却壁水管垫、螺栓垫的安装要求：与炉皮间隙小于2mm，垫与空洞间隙小于2mm。对于不复核要求的垫必须更换；垫的焊接落实责任制，承包到人。焊垫焊条选用J502，焊条使用前必须经烘150℃干后方可使用，使用过程中存放在保温桶内随取随用；冷却壁绣结滞后冷却壁安装3h，焊接滞后12h，确保冷却壁安装的整体进度。

4.7 炉喉钢砖拆安

5 效果

通过方案的优化，我单位主工期提前3.5天完成；冷却壁试水、试压一次性通过，1500个垫只有3个漏点；完成公司的“五保一树”奋斗目标，节约大量的人力、物力和机械费用；炉喉钢砖的高炉顺利达产。

参考文献

[1] 王宗福，李道静.优化喷吹系统生产工艺实现高炉节能减排[J].中国设备工程，2011，（7）：14-15.

[2] 王徐鹏.马钢新区高炉控制系统的组成与控制原理

[J].安徽冶金，2011，（3）：40-43.

[3] 王维兴.2010年年产生铁900万t以上企业炼铁技术经济指标[J].炼铁，2011，（2）：9.

作者简介：王云瑞（1978—），男，河北钢铁集团邯钢一炼钢厂助理工程师，研究方向：转炉机械。

（责任编辑：秦逊玉）