高爐大修改造施工組織技術創新

吳 穎 ，胡雅萍，馬躍強，康相國，趙艷琴，李詠昕

（河鋼集團宣鋼公司，河北 張 家口 0 75100）

一、項目背景

長期以來，宣鋼煉鐵廠6#高爐爐體變形開焊、冷卻系統水管大量燒漏、水管水箱腐蝕嚴重；7#高爐爐腰、爐腹冷板多處燒壞，爐底侵蝕加劇，風口大套開裂變形，爐喉1#、2#冷板燒漏，對6#、7#爐爐況帶來嚴重影響。為提高設備產能，決定于2008年對6#、7#高爐進行全面升級改造。

項目從2008年3月準備開始，至2008年9月底施工結束，通過采用科學的管理手段和施工技術，完成了對兩座高爐的項目論證、組織設計考察、設計交底、物料訂貨、施工方案準備、組織拆除、施工、進行驗收等任務。這兩個工程既相互獨立又互相制約，屬于技術性強、施工工藝復雜、施工時間相對最短的大修聯合工程。

二、工程難點、關鍵點

1.6＃、7#高爐大修內容

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

7#高爐大修保留原高爐框架，高爐容積由450m3擴容到530m3，高爐基墩外擴300mm，爐底和爐缸同6#爐；高爐爐殼、熱風圍管、主卷揚、料車全部拆除更新。

2.合理編排施工網絡計劃，進行施工工藝創新，將網絡計劃控制技術應用于施工全過程中

在保證施工質量的前提下滿足目標工期要求，是本次大修最大的難點。高爐本體施工是制約工期的關鍵。本次6#、7#爐爐體框架不動，增加了施工難度，影響了施工進度。

為不影響公司生產和大修施工進度，首先應用施工流程圖（見圖1、2）與網絡計劃相結合的方法編制施工網絡計劃圖，利用關鍵線路法優化流程圖及網絡圖。網絡計劃的編制采取兩個步驟：先排工序流程圖，再排網絡計劃，主要是針對安裝工段。具體做法是先將爐體所有關鍵工序按施工時間列出來，然后將不影響主線工期的工序一一摘出，置于網絡計劃作為輔線工序。工序流程圖上剩余關鍵線路上的工序按照初步時間順序安排編制網絡計劃，標志各工序時間，然后進行網絡優化。由于網絡計劃龐大復雜，調整、改動不方便，就結合網絡在工序流程圖上做細小改動，最后編制全面的網絡計劃。由于工序時間反復商討，施工順序反復對比，使得此次施工網絡計劃科學可行，與實際施工情況非常貼近，實施中真正起到了指導施工的作用。

3.精確計算，確保整體預裝、爐下開孔施工質量

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裝平臺組對后吊裝。冷卻壁安裝孔（包括螺栓孔和水管孔）及風口安裝孔在爐殼預裝之后吊裝之前進行。在爐下開孔易造成預裝尺寸與實際安裝尺寸偏差很大，影響安裝質量。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高不變。利用經驗公式，根據不同的板厚及坡口形式計算出相應的收縮量，確定出合理的開孔位置。此外，還采取相應的防變形措施，開孔時分別從爐皮外向爐皮內，沿圓周對稱切割，爐殼內防變形用角鋼進行加固。爐殼預裝后，提前安裝風口大套框并焊接驗收。由于風口開孔直徑較大，爐殼預裝找正后先放出風口線，根據風口線分別在風口孔洞上下100～150mm用工字鋼桁架進行加固。在風口帶爐殼中心，采用特制的法蘭與工字鋼桁架相連接，為放線校驗風口提供必要的空間，然后再對稱開孔、對稱安裝焊接大套法蘭。風口大套法蘭安裝完成后，在風口段以下爐殼安裝時必須保證其上口水平相對于風口中心線標高誤差≤10mm。

4.合理實施分層、交叉作業，確保施工進度

為加快安裝進度，必須實現分層作業。此次分層分別在爐腹、爐喉安裝一個死盤，實現三層作業，爐腹死盤下進行爐底磚砌筑，中間進行冷卻壁安裝，爐喉上部實施鋼磚吊掛件的安裝。利用爐殼運輸平車，推入爐內可起到上下隔層的作用。最多的情況爐內可實現四層作業，加快了施工進度。為提早分層作業，保證爐底早日進入施工，同時也避免鑲裝的難度，此次6#、7#爐大修均在冷卻壁之間設立爐腹死盤：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壁均勻插安厚20mm鋼板條座，然后將預制好的25＃B工字鋼環梁均勻對稱放置在鋼板條座上焊接固定。環梁中心再焊接3根20＃工字鋼，環梁上鋪設鋼板。同時，將爐腹保護棚周邊縫隙及延邊用巖棉及鐵皮覆蓋，防止墜物傷人。爐腹死盤以下進行爐底、爐缸砌筑施工。

5.加強施工管理，科學組織協調工程過渡銜接及施工過程的組織協調

此次大修，高爐框架不動，爐殼全部更新，原有框架勢必影響爐殼吊裝施工。同時，施工場地受舊有設施制約，場地狹小，施工項目多，上料系統、高爐本體、爐前系統及粗煤氣系統等大多多工種交叉作業，為此，采取多種現場解決方式，如輔線嚴重拖沓，影響整個施工進度，即將其變成主線、將主線工期關鍵工序調整到輔助施工線路等，保證了正常的施工秩序和施工安全。

按照公司生產要求，6#高爐施工沒有結束，7#高爐就要開工，為此在安排施工公司進行7#爐現場預裝作業的同時，對6#爐施工現場及7#爐預施工現場進行協調安排，合理分配施工力量，保證兩項工程作業緊湊，做到從施工安排上緊張有序、施工力量適時轉移。

圖1 6#爐大修施工流程圖

三、關鍵技術及創新點

（1）應用工序流程圖與網絡計劃相結合的方法編制施工網絡計劃圖，利用關鍵線路法優化流程圖及網絡圖。

（2）采用網絡計劃控制技術，應用于施工各工序之中，在較短的時間內組織完成兩項大修工程聯合施工。

（3）采用三次分層作業交叉施工，利用活動平臺實現四次分層，根據工序要求適時對主輔線路進行靈活調整，最大限度地利用空間實行平行作業，極大地縮短了主線工期時間。

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

四、運行效果比較（見表1）

表1