十一冶建设集团有限责任公司 广西柳州 545007
摘要：热风炉是钢铁工程高炉系统的核心设备，其重量重、体积大，长度长，是高炉安装工程的重点和难点。本文重点阐述了热风炉的制作及吊装方法。
关键词：热风炉；炉壳；吊装；焊接
1 工程概况
广西贵港钢铁集团有限公司新2#高炉为1080m3，本专业主要承接系统工程中三台热风炉炉壳及辅助平台等钢结构的制作安装，总工期120天。热风炉单体重170t，设计高度31.718m，主要由δ=20、25㎜的钢板卷制焊接而成。该工程工程量大，工期短，场地小，交叉作业多，制作安装任务难度很大，需进行合理的施工才能满足工期的要求。本文主要对热风炉本体制作及吊装方法进行阐述。
2 施工程序
在制作场地下料制作、组装→运输至现场安装区→就地安装
先进行热风炉的制作安装（热风炉框架的制作安装同步进行），再进行热风管道的制作安装，最后是设备安装。具体的施工过程应视现场进度调整，可穿插同时进行的应尽量组织同时施工。
3 主要施工方法
3.1 施工前准备
3.1.1 技术准备
3.1.1.1 熟悉、审查设计图纸。了解设计图纸的设计意图和技术要求。
3.1.1.2 根据施工图编制施工图预算，根据施工图预算进行分析，按施工进度计划要求，按材料名称、规格、使用时间编制材料需用计划。根据消耗定额预算，进行消耗材料汇总，编制出消耗材料采购预算计划及进场计划。
3.1.1.5 根据设计施工图和设备清单，会同甲方有关部门对甲方提供设备、材料进行全面清点验收，检查、编组，并注意检查其设备、材料表面是否有裂纹、砂眼、撞伤、压扁、龟裂、分层等缺陷，注意是否有漏件，并记录有关情况，办理签证，对核收后的设备、材料应分类妥善保管。
3.1.1.6 向施工班组、工人进行施工方案、进度计划和技术交底。
3.1.2 现场准备
3.1.2.1 制作平台的铺设
初步拟定所有构件在预制场地上进行预制，根据运输条件组装成较大件运输至安装现场的材料堆场，在此进行喷砂除锈和刷油。为了保证制作件的精度，搭设一个400m2的制作平台。
3.1.2.2 组对平台铺设
因为热风炉等非标设备各部份的构件尺寸都较大，固在制作场地附近搭设一个12×12m2的组对平台场地，制作场地离现场安装地点大约3km，据实地勘察运输路线和我们实际组装的构件的尺寸（最大构件的直径为φ10365），可以满足运输条件。组对后的构件重量以不超过使用的起重设备起吊能力为准，以方便吊装而不相互干涉为原则。
3.2 热风炉制作安装
炉壳在制作前应先根据提供的材料尺寸及设计图纸进行排版，确定每层壳体组成块数，制作完成后根据现场吊装设备能力在组装平台拼接成较大件后最后起吊安装。
3.2.1 热风炉外壳的制作
3.2.1.1 放线
热风炉外壳多为圆柱形，上下两个圆形锥，顶部为球形封头，底部为椭圆形封头。外壳放线时，应考虑焊接横缝收缩余量，外壳直径应放大2～3㎜。圆锥形外壳因尺寸较大，可先在计算机上放样排版，然后据实用油毡制作样板。
3.2.1.2 下料
钢板在下料前应作平直校正，下料使用自动、半自动切割机进行，切割线应平整，符合设计尺寸。对接接头切割后的尺寸极限偏差为±1mm。对接头的钢板的两对角线不得大于3mm，下料和检查须用同一钢盘尺。坡口加工使用半自动切割机进行，保证平直度及坡度。切割完成须清除熔渣和氧化皮，不得产生分层、裂纹等现象。
3.2.1.3 卷制
外壳钢板使用50×3200卷板机进行卷制。由于钢板较厚，无法使用接头板压制胎具，为保证卷圆时接头处弧度符合设计要求，在放线下料时，每块板两头应各留出400mm端部压头，用以滚圆压边，卷制完成后再切除。卷圆需用弦长不小于1500mm的弧形样板检查其上、下口，间隙不得超过2㎜。每块炉壳卷制完成应根据先前排版的图样打好标记，成批堆放在专门制作好的圆弧板托架。
3.2.1.4 组装
由于炉壳为分片卷制及运输，为保证现场安装进度和质量，分片卷制的炉壳须在组对平台上进行组装。将卷制好的炉壳组成一整圈，接口临时点焊固定，再检查其椭圆度、垂直度、弧度、直径偏差等，符合要求后再进行加固焊接，整圈装车运输，如误差过大，则需进行校正或再加工。
3.2.1.5 热风炉半球型封头、球型过渡段制作
热风炉半球型封头、球型过渡段，板厚厚度均为δ20，须采用专用的压制机械进行加工，每种规格的球型封头和球型过渡段，均需制作专用压制胎具。炉顶半球形封头半径R2696㎜，钢板厚度δ＝20㎜，其加工压制示意图见下图一。
每台热风炉共有17圈炉壳板需要用到炉壳卡具，每种炉壳卡具均可使用在同直径的炉壳圈上三到四次，如损坏过大，则需使用新的卡具。按三台热风炉计，则需用到各种炉壳卡具大约50块，重为3t；各种组对用门形卡和斜楔则需制作大约0.5t。
外圆直径偏小可在内部加十字撑和用压机校正，偏大可用手拉葫芦进行校正。上下圈中心偏差可拉（压）对角线校正。组对完成后热风炉炉壳必须检查，构件检查合格后，方能进行外壳的安装．对于外壳组装质量的检查，按以下标准进行（见表二）
对于组装合格的构件，必须标出构件标号，壳体应标出十字中心线。
热风炉炉壳根据现场来料情况，壁板由16圈钢板圈组焊而成，其中单圈壁板最重12.74t，安装高度为▽+15.031m，最大直径φ10365㎜。下部封头和球形封头单独成型，整体安装。基本布置及重量分布如下图（表三）：
拟采用的30T汽车吊进行组对，组成形式如下图所示，每个组对形式包含的构件如下表三所示：
3.2.4 炉壳安装
3.2.4.1 基础验收及放线
首先检查混凝土柱子的标高和中心线偏差，与土建进行中间交接，放好中心线和标高，然后再进行安装。热风炉基础复测合格后应将炉中心线引伸到基础以外固定点上，方便随时检查已组装壳体的偏差。
3.2.4.2 炉壳安装
3.2.4.2.1吊装机具的选择
为了既经济、又高效的完成炉壳的吊装工作，并且尽量减少高空作业，尽可能多的在组对平台上进行组对安装，综合各方原因和客观条件因数，吊装机具的选择拟在+17.404m标高以下采用汽车吊进行吊装，往上部分采用DBQ-1500Ⅱ型塔机进行吊装，安装在三台热风炉中间位置，距最远的一台热风炉炉壳中心为24.6m。DBQ-1500Ⅱ型塔机选择36m副臂最大的吊装能力为43.4t，其的部分性能表如下：
3.2.5 炉壳的焊接
3.2.5.1 炉壳焊接要点
炉壳大批量焊接前，须进行焊前的焊接工艺评定。须进行评定的焊接工艺试件有：板材对接焊缝试件、板材角缝试件、炉壳环缝试件，评定合格后方能进行大批量的炉壳焊接，焊接工艺主要采用二氧化碳气体保护焊接，辅助手工焊。焊条采用E4303系列焊条和H08Mn2Si焊丝。焊接顺序先里圈后外圈，焊外圈应气刨清根。
3.2.5.2 焊接质量。
A、表面质量
不允许有表面裂缝、表面气孔、夹渣、咬边和未焊透，焊缝余高最大为3㎜。
B、所有焊缝应进行煤油渗透试验，不得有渗漏痕迹。内部质量用精确法检查，无损探伤按GB236-82中Ⅱ级规定，抽取焊缝总长的20%。由于安装和筑炉同时进行，所以焊缝探伤应在砌筑之前及时进行，查出问题及时改正。
3.2.5.3 炉壳环缝焊接
为方便炉壳内外部环缝焊接，需制作特殊工具，炉内作可升降吊盘，炉外做角钢活动支撑。
使用时吊盘用手扳葫芦提升，外径随壳体直径变化进行调整，外部角钢活动支撑的固定扁钢直接焊接在炉壳外部，每层均布，每焊完一圈即拆下活动支撑架安装在更上一层，按三台热风炉同时施工计算，每台炉须制作两套，共计6套，两个活动支撑架的间隔大约1.5m，每套活动支撑架须制作22个，6套共计制作132个活动支撑架。其结构和尺寸如下图七所示：
6 结束语
采用以上施工方法，工期提前了二十天，在人工费、材料费及机械费上大大减少，降低了工程成本。此方法在广西柳钢钢铁厂、湖南永州市景成金属制品有限公司50万吨生铁安装工程中得到了推广，在这以上工程中，安装质量均符合规范要求，施工进度大大加快， 无安全事故发生，充分说明此方法技术上先进，实用性强。从中获得了良好的社会效益，为以后热风炉施工提供宝贵的经验。
参考文献
［1］ 张质文,虞和谦,王金诺,包起帆 .起重机设计手册.中国铁路出版社，2005年
［2］ 中国机械工业联合会.GB50231-2009机械设备安装工程施工及验收通用规范.中国计划出版社，2009年
［3］ 第一冶金建设公司.YBJ201-8冶金机械设备安装工程施工及验收规范. 中国计划出版社，1983年
［4］ 中国冶金建设协会.GB50567-2010.炼铁工艺炉壳体结构技术规范.中国计划出版社，2010年
论文作者:李新
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/9
标签：热风炉论文; 构件论文; 外壳论文; 钢板论文; 壳体论文; 直径论文; 卡具论文; 《基层建设》2017年3期论文;