高爐大修改造施工組織技術(shù)創(chuàng)新

吳 穎 ，胡雅萍，馬躍強(qiáng)，康相國(guó)，趙艷琴，李詠昕

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司，河北 張 家口 0 75100）

一、項(xiàng)目背景

長(zhǎng)期以來(lái)，宣鋼煉鐵廠6#高爐爐體變形開焊、冷卻系統(tǒng)水管大量燒漏、水管水箱腐蝕嚴(yán)重；7#高爐爐腰、爐腹冷板多處燒壞，爐底侵蝕加劇，風(fēng)口大套開裂變形，爐喉1#、2#冷板燒漏，對(duì)6#、7#爐爐況帶來(lái)嚴(yán)重影響。為提高設(shè)備產(chǎn)能，決定于2008年對(duì)6#、7#高爐進(jìn)行全面升級(jí)改造。

項(xiàng)目從2008年3月準(zhǔn)備開始，至2008年9月底施工結(jié)束，通過(guò)采用科學(xué)的管理手段和施工技術(shù)，完成了對(duì)兩座高爐的項(xiàng)目論證、組織設(shè)計(jì)考察、設(shè)計(jì)交底、物料訂貨、施工方案準(zhǔn)備、組織拆除、施工、進(jìn)行驗(yàn)收等任務(wù)。這兩個(gè)工程既相互獨(dú)立又互相制約，屬于技術(shù)性強(qiáng)、施工工藝復(fù)雜、施工時(shí)間相對(duì)最短的大修聯(lián)合工程。

二、工程難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)

1.6＃、7#高爐大修內(nèi)容

此次6#高爐大修保留原高爐框架，高爐容積由302m3擴(kuò)容到350m3，高爐基墩下刨約230mm，爐底采用半石墨質(zhì)燒成炭塊加塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚的薄爐底技術(shù)。爐缸采用國(guó)產(chǎn)微孔模壓小炭塊和塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚的陶瓷杯壁結(jié)構(gòu)。爐身采用全冷卻壁薄壁爐襯結(jié)構(gòu)，即4～6段采用銅冷卻壁加噴涂技術(shù)，7～10段采用鑄鐵冷卻壁鑲磚技術(shù)。高爐爐殼、上料斜橋及爐頂設(shè)備全部拆除更新。將出鐵棚、絞車房屋面及粗煤氣系統(tǒng)全部更新。

7#高爐大修保留原高爐框架，高爐容積由450m3擴(kuò)容到530m3，高爐基墩外擴(kuò)300mm，爐底和爐缸同6#爐；高爐爐殼、熱風(fēng)圍管、主卷?yè)P(yáng)、料車全部拆除更新。

2.合理編排施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，進(jìn)行施工工藝創(chuàng)新，將網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃控制技術(shù)應(yīng)用于施工全過(guò)程中

在保證施工質(zhì)量的前提下滿足目標(biāo)工期要求，是本次大修最大的難點(diǎn)。高爐本體施工是制約工期的關(guān)鍵。本次6#、7#爐爐體框架不動(dòng)，增加了施工難度，影響了施工進(jìn)度。

為不影響公司生產(chǎn)和大修施工進(jìn)度，首先應(yīng)用施工流程圖（見圖1、2）與網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃相結(jié)合的方法編制施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，利用關(guān)鍵線路法優(yōu)化流程圖及網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的編制采取兩個(gè)步驟：先排工序流程圖，再排網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，主要是針對(duì)安裝工段。具體做法是先將爐體所有關(guān)鍵工序按施工時(shí)間列出來(lái)，然后將不影響主線工期的工序一一摘出，置于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃作為輔線工序。工序流程圖上剩余關(guān)鍵線路上的工序按照初步時(shí)間順序安排編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，標(biāo)志各工序時(shí)間，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。由于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃龐大復(fù)雜，調(diào)整、改動(dòng)不方便，就結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在工序流程圖上做細(xì)小改動(dòng)，最后編制全面的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。由于工序時(shí)間反復(fù)商討，施工順序反復(fù)對(duì)比，使得此次施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃科學(xué)可行，與實(shí)際施工情況非常貼近，實(shí)施中真正起到了指導(dǎo)施工的作用。

3.精確計(jì)算，確保整體預(yù)裝、爐下開孔施工質(zhì)量

第一代爐殼帶水冷爐底（由于吊裝重量及空間所限，不在爐下穿管），其余二代爐殼在爐下預(yù)裝平臺(tái)組對(duì)后吊裝。冷卻壁安裝孔（包括螺栓孔和水管孔）及風(fēng)口安裝孔在爐殼預(yù)裝之后吊裝之前進(jìn)行。在爐下開孔易造成預(yù)裝尺寸與實(shí)際安裝尺寸偏差很大，影響安裝質(zhì)量。爐殼提前開孔主要考慮焊接收縮量，保證上爐爐殼安裝后開孔位置標(biāo)高不變。利用經(jīng)驗(yàn)公式，根據(jù)不同的板厚及坡口形式計(jì)算出相應(yīng)的收縮量，確定出合理的開孔位置。此外，還采取相應(yīng)的防變形措施，開孔時(shí)分別從爐皮外向爐皮內(nèi)，沿圓周對(duì)稱切割，爐殼內(nèi)防變形用角鋼進(jìn)行加固。爐殼預(yù)裝后，提前安裝風(fēng)口大套框并焊接驗(yàn)收。由于風(fēng)口開孔直徑較大，爐殼預(yù)裝找正后先放出風(fēng)口線，根據(jù)風(fēng)口線分別在風(fēng)口孔洞上下100～150mm用工字鋼桁架進(jìn)行加固。在風(fēng)口帶爐殼中心，采用特制的法蘭與工字鋼桁架相連接，為放線校驗(yàn)風(fēng)口提供必要的空間，然后再對(duì)稱開孔、對(duì)稱安裝焊接大套法蘭。風(fēng)口大套法蘭安裝完成后，在風(fēng)口段以下爐殼安裝時(shí)必須保證其上口水平相對(duì)于風(fēng)口中心線標(biāo)高誤差≤10mm。

4.合理實(shí)施分層、交叉作業(yè)，確保施工進(jìn)度

為加快安裝進(jìn)度，必須實(shí)現(xiàn)分層作業(yè)。此次分層分別在爐腹、爐喉安裝一個(gè)死盤，實(shí)現(xiàn)三層作業(yè)，爐腹死盤下進(jìn)行爐底磚砌筑，中間進(jìn)行冷卻壁安裝，爐喉上部實(shí)施鋼磚吊掛件的安裝。利用爐殼運(yùn)輸平車，推入爐內(nèi)可起到上下隔層的作用。最多的情況爐內(nèi)可實(shí)現(xiàn)四層作業(yè)，加快了施工進(jìn)度。為提早分層作業(yè)，保證爐底早日進(jìn)入施工，同時(shí)也避免鑲裝的難度，此次6#、7#爐大修均在冷卻壁之間設(shè)立爐腹死盤：在1～3段冷卻壁（7#爐為1～4段冷卻壁） 安裝后在三代（四代）冷卻壁上沿立縫間爐內(nèi)壁均勻插安厚20mm鋼板條座，然后將預(yù)制好的25＃B工字鋼環(huán)梁均勻?qū)ΨQ放置在鋼板條座上焊接固定。環(huán)梁中心再焊接3根20＃工字鋼，環(huán)梁上鋪設(shè)鋼板。同時(shí)，將爐腹保護(hù)棚周邊縫隙及延邊用巖棉及鐵皮覆蓋，防止墜物傷人。爐腹死盤以下進(jìn)行爐底、爐缸砌筑施工。

5.加強(qiáng)施工管理，科學(xué)組織協(xié)調(diào)工程過(guò)渡銜接及施工過(guò)程的組織協(xié)調(diào)

此次大修，高爐框架不動(dòng)，爐殼全部更新，原有框架勢(shì)必影響爐殼吊裝施工。同時(shí)，施工場(chǎng)地受舊有設(shè)施制約，場(chǎng)地狹小，施工項(xiàng)目多，上料系統(tǒng)、高爐本體、爐前系統(tǒng)及粗煤氣系統(tǒng)等大多多工種交叉作業(yè)，為此，采取多種現(xiàn)場(chǎng)解決方式，如輔線嚴(yán)重拖沓，影響整個(gè)施工進(jìn)度，即將其變成主線、將主線工期關(guān)鍵工序調(diào)整到輔助施工線路等，保證了正常的施工秩序和施工安全。

按照公司生產(chǎn)要求，6#高爐施工沒有結(jié)束，7#高爐就要開工，為此在安排施工公司進(jìn)行7#爐現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝作業(yè)的同時(shí)，對(duì)6#爐施工現(xiàn)場(chǎng)及7#爐預(yù)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)安排，合理分配施工力量，保證兩項(xiàng)工程作業(yè)緊湊，做到從施工安排上緊張有序、施工力量適時(shí)轉(zhuǎn)移。

圖1 6#爐大修施工流程圖

三、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）應(yīng)用工序流程圖與網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃相結(jié)合的方法編制施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，利用關(guān)鍵線路法優(yōu)化流程圖及網(wǎng)絡(luò)圖。

（2）采用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃控制技術(shù)，應(yīng)用于施工各工序之中，在較短的時(shí)間內(nèi)組織完成兩項(xiàng)大修工程聯(lián)合施工。

（3）采用三次分層作業(yè)交叉施工，利用活動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)四次分層，根據(jù)工序要求適時(shí)對(duì)主輔線路進(jìn)行靈活調(diào)整，最大限度地利用空間實(shí)行平行作業(yè)，極大地縮短了主線工期時(shí)間。

（4）施工中實(shí)施整圈預(yù)裝爐殼、爐下提前開孔等施工技術(shù)，爐下開孔時(shí)提前計(jì)算爐殼焊接后收縮量，確定開孔位置，保證安裝精度，優(yōu)化了施工工藝。

四、運(yùn)行效果比較（見表1）

表1