梁小兰
十一冶安装公司机械结构公司 广西柳州 545007
摘要： 高炉煤气封罩为炉壳壳体的一部分，安装标高在40m以上，高度高，且受现场条件的限制，安装难度较大。论文以广西防城港钢铁基地建设项目1#、2#高炉及其附属钢结构工程为例，对高炉煤气封罩非常规安装过程技术进行研究，以备在今后类似安装工程提供参考。
关键词：高炉；煤气封罩；吊装；施工技术
1煤气封罩安装概述
广西钢铁集团有限公司防城港钢铁基地项目一期炼铁系统，1号、2号3800m3高炉年产合格炼钢铁水600万t（单台高炉300万t）本体及辅助设施工程，位于防钢基地创业大道南侧，本工程高炉炉壳最大内径16.772m，炉壳顶标高46.920m，主要材质为BB503单座炉壳主体重量约950吨，高炉炉壳由21带组成。高炉炉壳煤气封罩段为高炉炉壳的19、20、21带，安装标高为42.457米，直径10.700米，重量为60.947吨，按原高炉炉壳施工方案冷却壁安装与高炉炉壳安装同步进行，在高炉顶部框架安装之前利用DBQ4000塔机进行吊装工作，可一次到位。但高炉工程实际施工中由于冷却壁供货时间滞后无法安装，导致高炉煤气封罩未能按原计划安装封顶，为保证高炉安装工程后续顶部框架、五通球、上升下降管等构件安装节点顺利完成，我公司在对高炉安装施工方案进行调整，采用非常规方法在先安装高炉顶部框架、上升管、五通球、下降管等构件，待冷却壁到货安装完成条件具备后再安装高炉炉壳煤气封罩。 施工方案的修改给高炉煤气封罩安装增加了难度，由于高炉顶部框架阻碍使得DBQ4000塔机无法将煤气封罩一次吊装到位，且在上升管安装后在高炉标高43.6米平台空间狭窄，在诸多不利条件下，我公司团队精心组织、集思广益，通过合理的施工方法顺利的完成了高炉炉壳煤气封罩的安装，圆满完成高炉炉壳施工任务。
2施工技术方案
由于高炉顶部框架、上升管安装阻碍DBQ4000塔机无法将煤气封罩一次吊装到位，通过电脑核算及现场堪察， 采取DBQ4000塔机将煤气封罩吊装至高炉43.6米平台180o侧，利用高炉顶部框架55.7米平台挂设4台10吨电动卷扬机进行二次吊装就位，煤气封罩安装过程如下：
2.1.电脑模拟安装
利用高炉顶部框架、上升管提前安装，上升管与高炉煤气封罩段有导出管连接，且安装位置有高炉标高43.6米平台，吊装空间有限，吊装起升高度有限，为确保吊装安全，应首先根据吊装场地、设备重量、外形尺寸、吊装工具、甲方要求等情况写出切实可行的吊装方案，方案须经相关人员批准后方可实施；其次，利用AutoCAD进行部件建模，并根据甲方所供图纸、现场的工况，在AutoCAD中按实际比例做出现场包括地面、设备、吊索及高炉炉壳及其框架的立体图，以供CINEMA4D做动画。CAD软件建模完成后，转存输出C4D软件支持的文件格式，然后在C4D软件中打开进行动画编辑制作和视频渲染输出。利用三维AutoCAD建模以及CINEMA4D进行模拟动画，确保高炉煤气封罩段在顶部框架、上升管提前安装后有足够的空间吊装就位后方可实施。
2.2.煤气封罩制作
高炉煤气封罩段为高炉炉壳的19、20、21带，均为制作车间焊接成三个独立的锥形炉壳，高炉上升管与煤气封罩连接有4根导出管，为保证煤气封罩上的导出管孔、人孔、点火孔等开孔定位精确，在安装之前需要首先把三带炉壳拼装为整体焊接，依据炉壳煤气封罩段开孔指导书进行开孔，拼装时应该按照每带炉壳上的0o、90o、180o、270o标记线进行组装，以保证安装基准。依据炉壳煤气封罩段开孔指导书进行开孔，去除多余材料以减轻吊装重量。
2.3.煤气封罩吊点布置
因需要进行二次吊装就位，煤气封罩吊点位置设置为4个吊装点，吊点设置如下图1所示：
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2.4.第18带炉壳中心线放置
炉壳煤气封罩安装前先对第18带炉壳外形尺寸、中心线、标高线进行细致检查，经监理检查验收合格，做好工序交接检查记录后方可进行炉壳煤气封罩吊装。在安装前用经纬仪将0~180与90~270十字中心轴线引到高炉43.6米平台，并与第18带炉壳，中心线进行核对，作为施工阶段的半永久性测量控制点。
2.5.煤气封罩吊装方法
1)电动卷扬机挂点设置
为保证煤气封罩的平稳吊装，在高炉上部框架标高55.700米平台上设置4个挂点，并设置4台10吨电动卷扬，如下图2：
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2)吊装步骤
a)塔吊吊装
首先利用DBQ4000塔机将煤气封罩吊装到高炉43.600米平台位置，煤气封罩重量约为60吨，平台无法承受，塔机不能松钩。在煤气封罩4个吊点分别设置两套钢丝绳，利用1#、2#挂点的钢丝绳和手拉葫芦设置挂钩提升煤气封罩19带边沿，1#、2#挂点提升一定高度后，煤气封罩重心移动到一定位置，DBQ4000塔机落钩，让煤气封罩一端放在高炉上部框架180o方向的钢横梁上，取掉煤气封罩上的1#、2#吊点，然后同时提升，在提升过程煤气封罩受拉力作用向高炉0o方向移动。煤气封罩重心移动到高炉一定位置，DBQ4000塔机再次落钩，让煤气封罩一端放在高炉上部框架180o方向的钢横梁上，取掉煤气封罩上的3#、4#吊点。
a)手拉葫芦吊装就位
利用手拉葫芦进行提升，1#、2#、3#、4#挂点同时提升，为防止提升过程煤气封罩移动速度过快，在移动的反方向设置1个5吨手拉葫芦溜尾，提升一定高度后，即可落钩就位安装，让煤气封罩上标注的中心线与第18带炉壳中心线对应，进行对接组装。
2.6煤气封罩焊接
a)焊接方法
立焊缝采用气电立焊，环缝采用气保焊打底\埋弧自动焊。
b)焊接设备
CO2焊机、CHH-Ⅱ型横缝埋弧焊接操作机、立缝自动焊CLH—II型立缝气电立焊操作机。
c)坡口形式
气电立焊实际施焊时应参考气电立焊设备厂家建议值间隙为5～8mm，焊缝宽度为20～25mm，且焊缝宽度不随板厚变化而变化，横缝埋弧焊坡口形式如图3-4。
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d)焊接参数
气电立焊焊接，电流380～450A、电压35～42V线能量66.5 ～151.2kj/cm,焊接速度为500 ~800mm/min。
横缝埋弧焊填充及盖面:采用400～450A电流、电压30～35V，线能量13.1 ～14.5kj/cm,焊接速度为550 ～650mm/min。
e)焊后热处理
焊后采用加热片对焊缝进行保温，热处理温度为200～300℃，保温时间应根据工件的板厚，按每25mm板厚不少于 0.5h确定，总保温时间不得小于lh, 达到保温时间后应缓冷至常温。
2.7.煤气封罩吊装过程注意事项
a)吊装间歇过程中的安全措施
炉壳安装高度高，吊装过程中可能存在空中停留的情况，风荷载对吊装过程有一定影响。为确保钢结构提升过程的绝对安全，并考虑到高空对精度的要求，遇到大风力影响时，暂停吊装作业，做好工具，材料的封固后，人员方可撤离作业平台。
b)物件吊装过程监控
炉壳及其他设备在吊装作业过程中，遇风或其他因素，物件会产生旋转，吊装过程必须用麻绳或尼龙绳遛尾，避免吊装物件回转时与结构或吊臂发生碰撞。
c)大风天气监控
根据防钢地理及气候情况，炉壳安装作业期间，会有大风天气对作业产生影响。为保证施工现场安全，当风力达到6级应停止高空作业，所有高空作业人员撤至地面。吊装作业开始前，需预查天气情况。
d)吊装工作区域封闭
炉壳吊装作业区域存在交叉作业情况，吊装准备工作完成后，由安全监督组对吊装现场进行通知，炉壳就位位置下方作业人员需进行临时躲避。炉壳确认就位稳固后，方可恢复下方作业。
e)其他安全注意事项
①悬空高空作业时一般很少有系挂安全带的牢固挂点，这在施工前必须设置安全带的系挂点或安全栏杆等防护设施。②高空作业人员不得坐在平台的边缘，不得站在梯杆的外侧、防止坠落。③高空作业现场一切孔洞必须加强牢固盖板，围栏或安全网。④在进行高空作业时，所用材料必须放置稳妥。所用工具必须随手装入工具袋，以防坠落伤人。⑤高空作业时使用的梯子要坚固，并满足作业的高度要求。
3结论
??煤气封罩吊装前利用制图软件建模绘制出立体图，并模拟现场吊装过程，可及时避免吊装碰撞问题，减少在正式施工时可能存在的问题，最大程度避免反复吊装或返工情况，进一步提高施工效率；焊接采用埋弧缝焊机及气电立焊接等自动焊接设备，操作方便，同时也大大提高了施工质量。利用此方法进行煤气封罩施工，我单位保质保量地完成了高炉炉壳封顶节点任务，得到业主单位和总包单位的高度好评，为此我们在冶炼项目站稳了脚，逐步打开了冶炼工程项目的市场。
参考文献
[1]杨文渊.实用起重吊装手册.上海科学技术出版社1996.
[2]中国十九冶集团.高炉炼铁工程管理与施工技术.北京冶金工业出版社2012.
[3]中国冶金建设协会.炼铁工艺炉壳体结构技术规范GB50567-2010.中国计划出版社.
作者简介：梁小兰（1986-），女，广西柳州人，工程师，本科，现在主要从事施工技术、工程预结算编审和工程管理工作。