某炼铁高炉设备大修项目的建设现状与安装拆卸质控

引​​文：

当前，随着国家经济的持续发展，钢铁行业对能源的消耗也不断增加。炼铁高炉作为生产中的核心设备，其运行情况直接影响到钢铁生产的产量与质量，因此定期进行设备大修改造，对保障高炉设备稳定运行，提升其使用寿命有着重要意义。

1 项目概况

在该炼铁厂的生产体系中，二高炉长期运行后，其本体第 8^～13 带炉壳出现严重损坏和磨损，需要进行更换。拆除第 8^～13 带炉壳时，由于第 14^～21 带炉壳、炉顶封板、炉顶四根立柱和立柱框架梁、气密箱、波纹管及称量罐构成一个整体，因此对其进行加固支撑是拆除第 8^～13 带炉壳的必要前提。高炉本体上部分的加固支撑涉及第 14 带至 21 带炉壳、炉顶封板、四根立柱、立柱框架梁等关键设备。结合高炉炉体设备现状，采取常规施工工艺工期长达90 天；采取高炉炉体上部固定（加固支撑）施工工艺工期为60 天以内。

2 工程整体安装拆卸工艺要点分析

1 施工前期准备工作

把施工工具和材料做好充分准备是保障施工能够顺利开展的基础。在项目正式启动之前施工团队需要详细列出所需工具和材料的清单并且去进行采购，比如切割工具、焊接设备以及各种型号的钢材等都要按照施工方案要求准备齐全，同时还要严格对其进行质量检验以确保符合施工标准。为了给后续加固施工创造出良好的作业环境需要拆除炉身三层平台相对应的厂房彩板瓦，这样不仅能够提供更为开阔的施工空间，还可以改善施工区域的通风条件从而降低施工安全风险。

2.2 结构稳定性加固与监测

在炼铁高炉设备进行拆卸的过程当中，新增梁、环形加强梁以及称量罐支撑系统的受力状况会直接影响整个结构稳定性。对这些结构的受力模型开展有限元分析是十分必要的操作，有限元分析是一种借助把连续体离散成有限个单元，建立单元节点之间力学关系，进而求解复杂结构力学问题的数值方法。通过进行有限元分析，能够精确模拟新增梁、环形加强梁以及称量罐支撑系统承受上部结构荷载时的应力分布和变形情况，以此确保其承载能力符合设计要求。在实际工程中，要是不进行有限元分析，可能当出现支撑系统承载能力不足的状况而未被及时发现时，进而导致上部结构失稳并引发严重的安全事故。

拆除过程开展动态监测是保障结构安全重要手段，应变片和位移传感器可实时监测炉壳立柱及框架梁应力变化，应变片通过测量物体表面应变反映应力大小，位移传感器能测量结构的位移变化情况，拆除过程若发现应力变化异常像应力突然增大或位移超允许范围，需立即停止作业并且调整支撑方案，比如炉壳某一部位应力突然增大时意味着该部位受力状态改变，可能是拆除顺序不当或者支撑结构出现问题，这时及时停止作业并调整支撑方案可避免结构进一步损坏，确保高炉拆除过程安全受控。

2整体施工步骤规划

本次高炉加固施工的步骤顺序非常明确，依次是拆除需加固区域所对应的厂房彩板瓦、拆除或改造影响加固施工的冷却水管等设备、对高炉本体上部分实施加固支撑、对称量罐设备进行加固支撑、在第 14 带炉壳安装焊接环形加劲板、对第 8 带炉壳开展加固工作，这样有序的安排能够确保施工高效且安全地进行[1]。

2. 3 厂房彩板瓦拆除

第一，因为高炉本体上部分加固区域（第 14 带炉壳以上部分）煤气浓度比较大，为了降低施工人员煤气中毒的风险，施工团队把钢结构厂房南、北两侧彩板瓦拆除，以此来保持空气的对流流通并降低煤气积聚，从而为施工人员创造出安全的作业环境，第二是干涉设备的拆除与改造工作，在高炉休风时间内，对那些影响加固施工的冷却水管等设备进行拆除或者改造，具体措施包含将 30.9m 平台的 4 组 16 根 φ76mm 的钢管改造成金属软管，解决其对新增梁的安装造成干涉问题，拆除第 17 带炉壳上的灌浆管道 DN50 和计器装置，防止影响新增环形加强梁的安装，对 30.9m 平台西北角的 DN200 的水管进行改道，确保新增支撑梁的安装不受影响，通过这些改造让使 30.9m 平台以下 0.5m 内、30.9m平台以上 2m 内及环形加强梁底部炉壳往外 1.8m 内没有障碍物，为后续的加固构件提供安装空间 [2]。

2. 4 安装精度与密封性控制

炉壳炉壳垂直度允许偏差要控制在小于等于 H/1000 （这里 H 指的是安装高度）、同心度允许偏差小于等于 3mm 等安装质量要求，是由三维激光跟踪仪精确测量得以保证的，三维激光跟踪仪属于高精度的测量设备能够实时测量物体三维坐标和姿态，在炉壳安装进程当中借助三维激光跟踪仪可精确测量炉壳垂直度和同心度以确保其偏差处于允许范围之内，炉壳垂直度偏差过大或者同心度偏差过大会造成高炉在生产运行过程中出现受力不均问题进而影响高炉使用寿命和生产安全。气密箱法兰面接触率通过着色法检测需达到 ⩾90% ，高炉波纹管内衬耐火材料厚度公差应控制在 ±1mm ，这两项是保证设备密封性的关键指标，气密箱的密封性好坏直接影响高炉生产效率和环保性能。若气密箱密封不严会导致煤气泄漏，造成安全事故，着色法检测是常用密封面检测方法，它通过在密封面上涂抹着色剂并观察接触情况判断接触率是否达标。

2.5 本体上部分加固

（1） 框 架 梁 安 装 是 在 30.9m 平 台 梁 _{H900×500×25×34} 上 面 安 装H1200×800×32×45 框架梁，在 30.9m 标高处框架梁边缘和炉壳水平距离保持1m，框架梁下翼缘底部和 30.9m 平台梁 _{H900×500×25×34} 上翼缘顶面距离为0.49m 以此确保框架梁对炉壳支撑作用有效发挥。

（2）环形加强梁安装是在第 17 带炉壳上、下 U 型冷却水管之间安装焊接环形加强梁其高度为 ，在 32.91m标高处安装宽度为 2.08m上翼缘板，在31.91m 标高处安装宽度为 1.945m 下翼缘从而进一步增强炉壳结构稳定性提高高炉整体性能。

（3）马凳与千斤顶安装是在新增框架梁和环形加强梁安装焊接完成之后在两者之间安装 16 个马凳和 8 个千斤顶，千斤顶与马凳间距设置为 ，每个马凳上安装一组长 × 宽为 400mm×300 m斜m铁，安装长 × 宽 × 高为300mm×300mm×300m m马凳为炉壳提供安全防护支撑和调整作用，确保施工过程中炉壳稳定。

（4）加劲板焊接方面，要在马凳和千斤顶安装位置以及环梁对应位置焊接加劲板（ ），以此增强环梁强度和稳定性并提高其承载能力。

（5）新增柱安装情况是，安装 4 根支撑柱子时其位置与 DN377 的水管管道相干涉，且因生产原因不能在停炉前拆除，所以待上述工作完成且停炉后，安装 4 根新增柱 21H900×900×25×34 ，进而进一步增强高炉本体上部分支撑结构稳定性。

3 结束语：

本次高炉加固施工通过科学统筹工序、精准规划，在保障安全与质量的同时优化工期。施工从多维度提升大修效益：第一，优先拆除厂房彩板瓦，降低煤气中毒风险；第二，综合运用多种加固技术，增强炉壳稳定性与承载能力；第三，创新施工方案，缩短工期并加强关键设备加固，进一步巩固炉壳安全；第四，新型加固技术的应用，为在线更换炉壳积累经验，探索出高炉大修新路径。

参考文献：

[1]李虎 ， 王建新 . 炼铁高炉机械设备的技术性分析 [J].中国设备工

程 ，2023，（12）：216-218.

[2]褚锦文 . 炼铁高炉设备维护检修标准化作业探索 [J].冶金与材

料 ，2022，42（02）：93-94.

[3] 毛炳志 . 炼铁高炉机械设备管理 [J]. 冶金管理 ，2021，（23）：68-69.

作者简介：谭赤（1982.10-），男，汉族，工程师，本科，湖南株洲，主要工作方向：专用机械工程