冶金工廠工藝鋼結構安裝(installation of technical steel structure in metallurgical plant)
將工廠制作的爐殼及容器、框架、管道等分體構件,按照設計、規范標準,在現場進行裝配、安裝就位和試驗的作業過程。
工藝鋼結構分類工藝鋼結構指用鋼結構制造的,與生產工藝有直接關聯的裝置或構筑物,是冶金生產工藝設施的重要構成部分。冶金工廠工藝鋼結構按結構形式分為:(1)爐殼結構。有高爐、轉爐、電弧爐及平爐的殼體,軋鋼生產用均熱爐、環形加熱爐、步進冶ye式加熱爐、連續退火爐、涂層爐的殼體和有色冶金爐的殼體等。(2)容器類結構。有熱風爐、洗滌塔、重力除塵器、鋼水塔、煤氣柜、壓力球罐、各種貯槽和立式、臥式容器等。(3)桁架、框架結構。有高爐上料通廊、斜橋和高爐爐體框架等。(4)高聳結構。有各種型式的高煙筒和高空煤氣放散裝置等。(5)板焊管道。有高爐煤氣上升管及下降管,熱風圍管,各種爐子用的風管、煙道等。
工程特點主要有:(1)冶金工廠工藝鋼結構一般體形大,架設位置高,構件重,安裝時需要大型起重、運輸機械。(2)大多以集群形式露天矗立,少數安裝在廠房內,在工藝布置上,一般密度較大,施工場地狹小,交叉作業多。(3)安裝工程量大,施工周期長,多種專業同時作業,配合關系多。(4)厚、中板結構多,鋼種多,焊接工作量大,質量要求嚴格。
安裝準備根據工程具體條件,安裝前要作好施工組織、施工設施、構件運輸、施工技術標準及總平面圖等各項準備工作。重點是做好組裝、焊接、吊裝方案,選配吊裝機具,特殊工種培訓,安排進度計劃,編制施工組織設計等。
按網絡進度組織施工工藝鋼結構安裝網絡計劃是在總進度計劃指導下,將總進度計劃分解成一項項包括所有安裝內容的工作順序、作業時間和相互關系的工程計劃。有效地組織實施,并及時調整實施中出現的問題,由于爐殼結構安裝各工序間互相交叉、配合較多,為實施網絡進度計劃的要求,常采取搭設隔離層防護棚和分段作業等措施,實行立體交叉作業,使先導工序和后續工序按目標相互銜接。
吊裝工藝鋼結構吊裝方法,因不同的結構形狀、大小、輕重、材質、供貨形態,及機具裝備、施工環境等條件而異,又與工程質量、施工進度及經濟效益有直接關系,應在多方案比較和充分論證后選定。下列為工藝鋼結構吊裝常用的幾種方法:
(1)擴大地面組裝,即將構件先在現場的裝配平臺上拼裝和焊接成組合件,再用吊機吊裝就位,以減少高空作業并易于保證工程質量。隨著大型吊裝機械的發展,此法應該應用在高爐、熱風爐和其他容器殼體及桁架、框架結構安裝中。
(2)采用爐殼和框架平行作業吊裝大、中型自立式高爐,改變非自立式高爐先安完爐殼再安爐身框架的作法,以利于有效利用吊裝機械和加快安裝速度。
(3)整體吊裝立式容器,采用兩臺桅桿或自行式吊機,用滑移法等將整體容器吊裝就位。
(4)用扳吊法安裝大型管肢支柱,可減輕吊機起重量和減少高空作業。
(5)用液壓頂升倒裝大型鋼煙筒,可免除大型吊機和高空作業,保證施工安全。
(6)用浮升法安裝大型干式煤氣柜和大型油罐,可節省大量腳手架,減少吊裝作業。
(7)采用上裝法、下裝法和倒裝法吊裝轉爐爐殼,解決各種不同條件下大、中型轉爐安裝的難題。
(8)采用地面組裝、整體安裝熱風圍管和整體吊裝、高空對接高爐下降管等方法,可加快吊裝速度,有利于保證工程質量。
焊接冶金工廠工藝鋼結構多用焊接連接,常用的鋼材有碳素鋼、普通低合金鋼、低合金耐熱鋼、奧氏體不銹鋼等。隨著生產規模不斷擴大,工藝鋼結構日趨大型化,厚板和高強度鋼板用量增加,要求采用高效優質的焊接技術。目前在高爐、熱風爐、球罐、鋼煙筒、煤氣柜等工程上,除手工電弧焊和氬弧焊方法外,成功地應用了絲極電渣立焊,管焊條熔嘴電渣焊,強迫成形自保護焊絲自動立焊,CO2保護藥芯焊絲自動立焊,自保護焊絲機械化橫焊,自保護焊絲半自動立焊、橫焊,CO2保護實芯焊絲半自動立焊、橫焊,混合氣體(CO2+Ar)實芯焊絲半自動立焊、橫焊,埋弧自動焊、半自動焊等新工藝。
為保證工藝鋼結構的焊接質量,必須采取有效的技術措施:(1)對選用的鋼材,尤其是新的鋼種,焊前要全面掌握其材質特性和焊接性能。(2)熟悉、掌握焊接工藝和規范、標準,正確選擇焊接工藝,確定坡口形狀。(3)合理選配焊接機具和焊接材料。(4)全面進行焊接工藝性能及模擬焊接試驗,確定施焊方法及工藝參數。(5)制定焊接方案、焊接要領書和操作規程,進行焊接人員培訓,嚴格焊工上崗制度。(6)通過試驗,調整焊接規范有關參數。例如,在選擇電渣焊規范參數時,在確定板厚、焊板直徑后,著重考慮接口裝配間隙、焊接電壓、電流、送絲速度、渣池深度等因素,根據不同情況,規定焊絲桿伸出長度、電源極性、水流量和cO。流量等。(7)確定焊接順序。為減少焊接應力和變形,在焊接筒形殼體結構時,要先焊立縫,后焊環縫,焊口及機具要對稱布置在焊接位置上同時施焊。進行殼體環、立縫雙面焊時,若采用自動焊、半自動焊,一般先焊內側,后焊外側;采用手工電弧焊,則同時焊內外側。容器的底板、頂板焊接時,要合理選擇施焊順序,以減少變形。(8)作好焊前準備。包括留坡口裝配間隙、坡口清理、引收弧等。焊接中要注意起弧和收弧的質量,多層焊的層間接頭要錯開,每條焊縫應一次連續焊完。采用電渣焊時,要注意電壓、電流、渣池深度等參數匹配的穩定性。焊接一般不能中斷,被迫臨時停止時,要采取補救措施。(9)使用埋弧焊和CO2氣體或混合氣體保護焊時,焊前應進行試焊,調整參數后,方可正式施焊。(10)手工電弧焊焊接低合金鋼厚板時,焊前應預熱,控制層間溫度和焊后加熱工藝。施焊時分段退步反向焊和對稱同步焊,并用超低氫焊條打底,碳弧氣刨清根等措施,以防止焊后冷裂紋的發生。(11)焊后是否需要消除應力熱處理,根據鋼材化學成分、板厚、結構剛性、焊接方法及使用條件確定。一般抗應力腐蝕的焊縫,要求焊后進行熱處理,不能整體熱處理的,可用局部方法處理。外燃式熱風爐蓄熱器和燃燒室拱頂高溫段的安裝焊縫,均用程控退火機組按退火曲線進行焊后消除殘余應力處理。(12)認真按規范規定,執行焊前、焊接過程中和焊后檢查制度。(13)做好日常焊材保管、發放、烘干和焊接記錄、防風防雨等管理工作。
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