冷却壁安装专项施工方案.docx

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冷却壁安装专项施工方案

重大危险性工程安全专项施工方案审批表（A类）

工程名称：

唐钢3200m3高炉炉体设备安装工程

专项施工方案

编制：

编写人员：

日期：

专业项目总工：

日期：

二级公司总工日期：

建设公司项目总工日期：

建设公司项目经理：

日期：

审核：

建设公司总工办：

日期：

建设公司安管部：

日期：

建设公司质管部：

日期：

建设公司工程部：

日期：

专家论证：

批准：

建设公司总工：

日期：

1.工程概况-2-

2.施工部署-4-

2.1施工机械选择-4-

2.2施工人员配备-4-

2.3工期及进度计划-4-

2.4质量目标-4-

2.5执行标准-4-

3.冷却壁安装-5-

4.炉喉钢砖安装-11-

5.风口设备安装-11-

6.铁口框安装-18-

7.安全保证措施-19-

8.工期保证措施-21-

共计21页

1.工程概况

1.1本方案包括内容：

高炉冷却壁、炉喉钢砖、风口设备、铁口设备。

1.1.1冷却壁：

设计为砖壁合一的冷却壁（铸铁+铜），从炉底到炉喉钢砖下沿共17段冷却壁，第1-5段为灰铸铁光面冷却壁，第6-10段为铜冷却壁，11-17段为球墨铸铁冷却壁。

编号

名称

件数

单重

总重

1

第1、2段冷却壁

94

2454.7

230741.8

2

第1段冷却壁X1

2

1236.3

2472.6

3

第2段冷却壁X2

2

1281.3

2562.6

4

第3段冷却壁

38

3352

127376

5

第3段冷却壁T1

4

3904

15616

6

第3段冷却壁T2

4

3904

15616

7

第4段冷却壁

48

1707

81936

8

第5段冷却壁（单数号）

32

4062.2

129990

9

第5段冷却壁（双数号）

32

4062.2

129990

10

第6段冷却壁

48

11

第7段冷却壁

48

12

第8段冷却壁

48

13

第9段冷却壁

48

14

第10段冷却壁

48

15

第11段冷却壁

48

2464

118272

16

第12段冷却壁

48

2370.2

113770

17

第13段冷却壁

48

2278.2

109354

18

第14段冷却壁

48

2181.2

104698

19

第15段冷却壁

42

1257.8

52828

20

第16段冷却壁

40

1898.9

75956

21

第17段冷却壁

40

1845.6

73824

1.1.2高炉炉喉钢砖

炉喉钢砖共计40块，每块重量为2263.8kg

1.1.3风口设备：

风口共计32个，每套风口设备由一套送风管和一套风口套组成。

送风管由鹅颈管、弯管、直吹管、和观察孔四部分组成；风口套由风口大套、中套、小套和大套法兰组成。

风口法兰单重440kg、风口大套单重组合件共738.7kg、风口中套单重组合件共246kg。

风口中心标高：

14.800m。

1.1.4铁口框：

共计4个，单重：

3894.2kg，中心标高为10.500m。

2.施工部署

2.1施工机械选择

序号

机械设备名称

规格型号

数量

说明

1

塔吊

DBQ4000

1

负责冷却壁的安装

2

直流电焊机

AX1-500

2

3

交流电焊机

BX5-500

2

6

螺旋千斤顶

10t

4

7

经纬仪

TDJ2E

2

8

水准仪

FA-32

2

9

手拉葫芦

5t

8

10

手拉葫芦

10t

8

11

钢丝绳

φ22mm

320m

12

钢丝绳

φ26mm

80m

2.1施工人员配备

工种

现场安装

铆工

15

焊工

4

气割

6

起重工

2

电工

2

测量工

1

管理人员

4

合计

34

2.2工期及进度计划

执行建设公司项目部总体网络计划安排

2.3质量目标:

合格。

2.4执行标准

本工程质量标准除符合施工图要求外还应符合:

《冶金机械设备安装工程施工及验收规范-炼铁设备》YBJ208-85

《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》YBJ201-83

3.冷却壁安装

3.1施工前准备工作

3.1.1进行技术交底，下达施工工艺、质量要求、进度计划、安全措施等。

3.1.2准备吊装机械、运输车辆、吊装索具和其它机具

3.1.3待开始安装冷却壁时先将吊盘挂好。

3.1.4安装前检查及放线：

（1）复核冷却壁的实际尺寸与图纸尺寸偏差，并作好记录。

（2）用经纬仪在炉壳内分出十字线（0°90°180°270°），同时用样板对开孔的几何尺寸和角度进行校对，划出各带冷却壁在炉壳内的分布位置。

（3）冷却壁的打压和通球试验均在制造厂家进行，现场检查合格证和厂家打压通球试验记录，合格后方可安装。

3.2.冷却壁安装工艺

3.2.1在炉壳安装至第5带时，将冷却壁吊装用的吊盘吊至炉内。

吊盘示意图如下（详见总方案技措图）：

3.2.2冷却壁与炉壳穿插进行安装:

高炉炉壳1-5带安装→冷却壁1-3带安装→高炉炉壳6-14带安装→冷却壁4-10带安装→高炉炉壳15-19带安装→冷却壁11-17带安装

冷却壁吊装示意图如下：

3.2.3最重冷却壁为4.062t，所有冷却壁的吊装均选用φ22mm钢丝绳，采用捆绑吊索吊装。

3.2.4冷却壁吊装:

4000tm塔吊吊装冷却壁至炉内设计位置时，用两个5吨倒链挂在上带炉皮的水管孔位置配合将其就位。

3.2.5因每块冷却壁具有不同的铸造外形尺寸偏差，应先在炉壳内定出每块冷却壁的纵向和横向轴线，然后按此轴线对每块冷却壁进行找平找正，在此基础上对少数间隙超差的冷却壁进行调整。

3.2.6铜冷却壁安装：

1）.铜冷却壁必须热面朝下，吊运，停放和施工过程中，不得碰撞进出水管，水管塑料密封在整个安装过程中不得卸下，以防止碰伤水管螺纹和掉进杂物。

2）.铜冷却壁吊装前必须预装下列项目：

（1）固定销

（2）M36螺柱

（3）测温套管及密封钢板的定位焊接。

（4）套好进出水管、螺纹和测温套管的氯丁橡胶密封圈。

3）.校对炉皮开孔与冷却壁的尺寸无误后，才能起吊安装。

安装时冷却壁编号必须和炉皮的编号对号入座。

4）.吊装过程中，进出水管、固定销、固定螺栓及测温套管不得有任何碰撞。

5）.冷却壁外部安装完毕后，再拆卸吊环螺钉，旋入铜质堵头，堵头应低于铜冷却壁上端为宜。

3.2.7铸铁冷却壁安装:

1）.光面冷却壁必须热面朝下，吊运、停放和施工的过程中，不得碰撞进出水管和镶砖内衬，水管塑料密封帽在整个安装过程中不得卸下，以防止碰上水管螺纹和掉进杂物。

2）.铸铁冷却壁吊装前必须预装下列项目

（1）预装固定螺栓

（2）套上螺栓及进出水管氯丁橡胶密封圈。

3）.校对炉皮开孔与冷却壁的对应尺寸无误后，才能起吊安装。

安装时冷却壁编号必须和炉皮的编号对号入座。

4）.吊装过程中，进出水管、测温套管及镶砖内衬不得有任何碰撞。

5）.应仔细校正冷却壁的正确位置，冷却壁进出水管与炉壳的热膨方向上最小净空间隙不得小于8mm,个别达不到要求的地方应对炉壳开孔进行适当处理。

6）.1—5、11—17段冷却壁定位合格后，三人同时拧紧螺母，螺栓的拧紧力距应达400N.m以上，之后再将螺栓与螺母，螺母与垫片焊牢，然后再焊接密封帽。

7）.冷却壁安装好后，割掉冷却壁吊环。

3.3冷却壁安装质量要求与技术保证措施

3.3.1.冷却壁安装，在炉壳上割孔时，水管不得超过管子外径的1.5倍，螺栓孔不得超过螺栓直径的1.3倍。

3.3.2.冷却壁与风口法兰、铁口套的最小缝隙不得小于10mm。

3.3.3.冷却壁之间的垂直及水平缝间隙极限偏差均为±10mm，且最小缝隙不得小于15mm。

3.3.4.冷却壁定位完毕并拧紧螺母合格后，将螺柱与螺母，螺母与垫圈焊牢，在将固定销与固定环，固定环与炉壳焊接，并保证焊接严密性。

在焊接密封帽之前，应检查螺柱端部长度，过长应进行预切除，密封帽与炉壳应焊接严密，防止泄露煤气。

3.3.5.冷却壁安装、焊接完毕，待冷却水管安装后做严密性实验时，再逐块检查冷却壁的严密性。

3.3.6.安装时应仔细校正冷却壁的正确位置，冷却壁进出水管与炉壳的热膨方向上最小净空间隙不得小于8mm,定位合格后按对角线交错逐步拧紧螺母，螺栓的拧紧力矩应达400N.m以上。

3.3.7.整段铜冷却壁定位完毕后，应检查冷却壁之间的间隙、间距30mm为合格，否则须进行调整，但必须保证水管与炉壳开孔间间隙大于8mm的要求，个别达不到要求的地方应对炉壳进行修整或适当扩大炉壳开孔尺寸。

3.3.8.冷却壁安装时，应仔细调整冷却壁，使冷却壁各进出水管的套管中心线在左右方向与炉壳开孔中心线吻合，在垂直方向向上偏差0～+4mm。

冷却壁固定点炉壳开孔在安装困难时，可以打磨，以能顺利安装冷却壁。

3.3.9.严禁用冷却壁进出水管做吊装用，安装完毕后将吊耳割去。

吊装过程中必须小心，避免碰撞所吊装的设备。

3.3.10.除说明外，冷却设备的安装应符合《冶金机械设备安装工程质量检验评定标准》中有关规定。

3.3.11.冷却设备用固定螺栓烘炉前应将螺母松开（一至二圈），烘炉后适当拧紧螺母，然后再焊上螺栓帽。

3.3.12.冷却设备进出水管中固定点与炉壳在灌浆前必须安装完毕并焊好；其他各点在烘炉后完成炉壳开孔与套管的杂物清理工作，使各点有浮动、滑动功能后在安装。

4.炉喉钢砖安装

用4000tm塔吊吊装。

4.1吊装钢丝绳选用:

炉喉钢砖每块重量为2263.8kg，［Fg］=226.4*.82/6=30.94KN

＜209KN钢丝绳选用φ22mm6*37+FC纤维芯抗拉强度1470MPa

吊装点为钢砖上的已有吊耳上并用5t卡环固定。

4.2炉喉钢砖安装技术要求

4.2.1炉喉钢砖吊挂件应沿炉壳内圆周等分均匀，中心距极限偏差为+3-2mm，且累计偏差不得大于5mm。

4.2.2上、下吊挂件的垂直中心线应相重合，公差为3mm。

4.2.3上托板标高极限偏差为±5mm；全部上托板应在同一水平面内，高低差不得大于4mm。

4.2.4钢砖内圆表面至炉体中心线的距离偏差宜为±15mm。

4.2.5钢砖之间的垂直间隙应均匀，相差不得大于10mm，且最小间隙不得小于15mm。

5.风口设备安装

5.1安装前的准备工作

1）.安装前应对到场设备进行检查，发现不合格产品及时上报。

2）.安装大套、中套、小套前应将冷却水管接上。

3）.为防止丢失及损坏设备到场后拆下所有观察孔，待交工前再装上。

4）.事先将风口线投至安装完的第6代炉壳上。

5）.将吊盘升至适当位置并与炉壳临时拉接进行有效固定。

将吊盘四周的空洞全部封闭，防止人员跌落。

5.2吊装机具

风口设备最大单件重为738.7kg。

钢丝绳选用同冷却壁吊装用钢丝绳（Φ=22mm）。

送风设备进行地面拼装，采用16吨液压吊，满足吊装要求

5.3施工过程

风口施工程序：

开风口——安装法兰——安装大套——安装中套、小套——地面拼接鹅颈管、弯管与直吹管——围管下开口——安装鹅颈管、弯管与直吹管——安装附属配件

5.3.1、开风口

（1）.测量人员在内部用经纬仪转角给出32个风口的竖向中心线；用水准仪依据风口中心线标高为14.800米给出风口横向中心线。

（2）.做一个最大活动半径为800mm的画规在炉壳上轮出风口大套法兰开孔的边线。

（3）.风口需按顺序对称开，先割直口，然后再分别按设计加工坡口.

5.3.2、安装风口法兰

5.3.2.1.用挂在炉壳上的倒链将风口法兰基本就位并作临时固定。

并在每个风口上设置风口检测架（如第5.3.2.2条左图中所示）。

风口检测架制作方法是用三段角钢L50*5焊接成一个平面三相直角检测架，尺寸依照法兰外口直径大200mm；露出法兰大100mm。

测量先在外侧给出风口中心水平线，将检测架平面朝上平焊于此。

由于焊接过程中产生收缩导致检测架头部标高可能变动，此时进行再次测量用手锤进行调整。

5.3.2.2.用钢线在检测架对称风口之间拉线绷紧，检查中心是否交于一点，若没交于一点则重新进行此工作，直至交于一点。

所有检测架均要用仪器测量，达到同一标高，差值≤2mm，将风口中心投到检测架上，并用手锯刻出凹槽。

通过各风口中心在检测架上刻出的凹槽，沿炉壳中心对称拉设钢丝，并通过测心架，将炉口中心投下，视钢线与炉壳中心是否汇交，确定风口开口精度。

如下图所示：

5.3.2.3.风口法兰安装技术要求：

风口法兰应根据法兰面上的水平中心线和垂直中心线的标记组装在炉壳上，并经检查合格后可焊接固定：

（1）法兰面风口中心位置，应沿炉壳圆周以规定的起点角度等分均匀，极限偏差为+4'；中心标高极限偏差为+3mm；全部法兰面风口中心应在同一水平面内，高低差不得大于5mm，且相邻两法兰面不得大于3mm。

（2）各相对法兰风口中心线的水平连线与炉体中心线应相交，公差为10mm。

（3）法兰面水平中心线的水平度，在法兰直径内公差为2mm。

（4）法兰水平中心线与内圆圆周相交的两点分别至风口中心的水平连线上同一点O的距离L1、L2之差不得大于2mm。

在水平连线上所选择的点O至风口法兰端面的距离A不宜小于1000mm。

（5）法兰的倾角θ对设计规定角度的偏斜，挂设铅垂线检查，边长L极限偏差为+2mm。

（6）法兰伸出炉壳表面距离，在法兰上端检查，极限偏差为+5，0mm

5.3.2.4、风口法兰的焊接

风口法兰焊接是炉壳施工中的难点，其特点是：

材质不同（炉壳材质为低合金结构钢，法兰材质为铸钢），板厚不同，精度要求高（风口法兰焊后同心度≤10mm，椭圆度≤15mm，上口不平度≤2mm，接缝错口≤6mm，间隙差±1mm）。

5.3.2.5焊接要点：

A.焊接方法:

CO2气保焊

B.焊接材料ER50-6

C.坡口形式及焊缝尺寸符合设计要求。

D.焊接顺序：

总体焊接顺序为对称同向施焊;每一个法兰的焊接顺序是由两名焊工运用分段退步焊法对称施焊。

先焊内侧，当焊至离坡口边缘10mm时，开始焊外侧；

E.当焊缝间隙大于4mm时，需在预热前先溜至间隙为2mm后再预热焊接；

F.焊前预热:

1）.预热方法：

采用火焰加热器加热，并采用专用的测温仪器测量。

2）.预热要求：

预热的加热区域在焊接坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm；在焊件背面测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处；当采用火焰加热器时正面测温在加热停止后进行。

3）.预热温度：

炉皮厚度：

60＜t≤80,预热温度为：

100℃

G.必须连续施焊且每个风口由两名焊工运用分段退步焊法对称施焊。

5.3.3、安装大套

在风口大套法兰上的凹槽处塞入一圈石墨质石棉盘根。

大套安装时应采用对称安装的顺序，用挂在围管单轨上的3吨倒链

（1）使大套到垂直位置，然后配合挂在炉壳上的3吨倒链

（2）来使大套达到初步就位后，最后在炉体内其大套相对应的另一个侧穿入两头带绳扣的5吨倒链，收紧倒链使大套进一步就位将大套各部位的螺栓依次把紧，使大套与大套法兰间隙达到设计的4mm。

见示意图：

5.3.4、安装中套、小套

安装时需事先制作一顶杆便于辅助设备就位。

中套和小套安装时应采用对称安装的顺序，用挂在围管单轨上的3吨倒链

（1）使中套和小套到垂直位置，然后配合挂在炉壳上的3吨倒链

（2）来使中套和小套达到初步就位后，用倒链悬挂顶杆给一个支点将中套和小套撞击就位（见下示意图）。

安装时应小心防止损伤磨光顶紧面。

中套及小套安装时应依照图纸所示调整好上面附带水管的位置。

5.3.5地面拼接鹅颈管、弯管与直吹管

拼接时应按照图纸所示设备的连接方向进行拼接，送风管各部分连接处密封垫采用柔性石墨金属复合垫片。

连接用之楔件应安装牢固。

5.3.6围管下开口

测量与炉体内部转角将各风口竖向中心线投至围管上。

1〉测量可算出由围管下方上返的角度算出弧长确定开口中心点。

2〉直接依照开口中心点标高水准测量放出中心点。

依据鹅颈管上部设备外直径轮圆开孔。

5.3.7安装鹅颈管、弯管与直吹管

先将鹅颈管上部安装就位到围管下开孔处并作临时固定,将下部各段鹅颈管依次连接,将弯管与直吹管前端插入风口套内，后端落于地上。

当鹅颈管全部安装就位后将弯管与直吹管提起进行整体连接。

5.3.8安装附属配件

将送风系统上部及下部拉杆安装就位，鹅颈管上部加强护圈及三角板焊上,然后中套顶杆安装就位,最后将观察孔安装就位。

6.铁口设备安装

6.1铁口框的安装：

分两部分安装见下图：

现场安装顺序：

现场先安装

（2）部分,重为290kg,后安装

（1）部分,重3604.2kg。

安装前在高炉炉壳内用经纬仪和水准仪给出中心线，同时画出炉壳开孔位置，并用油漆标记好。

后用气割垂直于炉壳开孔。

铁口设备示意图：

6.1.1

（2）部分套管的安装：

采用4000tm塔吊安装，钢丝绳选用同冷却壁吊装用钢丝绳（Φ=22mm），安装时先在套管四面上标记出中心线以便于同炉壳内标记好的中心线就为重合。

6.1.2

（1）部分铁口框的安装：

采用4000tm塔吊安装，钢丝绳选用同冷却壁吊装用钢丝绳（Φ=22mm）），用挂在炉壳合适位置的5t倒链配合就位。

安装时先在铁口框四面上标记出中心线以便于同炉壳外标记好的中心线就为重合。

6.1.3铁口框焊接:

1）.出铁口内下部650mm高范围内的喷泥挡板和泥爪,须在高炉内全部人员和器材出来后方能焊接。

2）.焊接采用E43焊条，焊缝高度为被焊件最薄厚度，最多不超过15mm。

（铁口材质Q235A）

6.1.4技术要求

1）.中心标高极限偏差为±5mm。

2）.中心位置沿炉壳圆周以规定的起点分度，极限偏差为±4/。

7.安装安全保证措施

整个工程安装工期紧，为保证施工安全，施工中始终贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，加强对职工的安全教育，杜绝安全事故的发生。

7.1一切施工人员必须戴安全帽。

对于安装中使用的各种小型机具在作业前认真检查其安全性能，发现问题停止使用。

7.2吊车站位正确合理，地基结实，应保证在作业中不出现沉降，吊装回转范围内不得站人，吊车设专人指挥。

指挥信号明显准确，吊装中杜绝旁拉斜拽、超负荷吊装。

松解吊、索具时，应先检查吊物是否停放稳妥。

7.3在使用吊盘时，吊盘上不许放任何重物（如冷却壁），安装冷却壁时，工人远离吊盘中心，待冷却壁落稳时，方可使用工具安装冷却壁。

7.4吊盘上升或下落时用4000tm塔吊，要平稳移动，严防吊盘倾斜，发生事故。

7.5施工现场严格按标准化进行施工。

清除施工现场的各种障碍物，保证足够作业面。

对各种危险源要经常检查，发现问题及时处理，重大问题及时上报。

7.6施工人员不得酒后作业、不得疲劳作业、不得带病作业。

夜间施工保证良好的照明。

7.6.1司机操作时必须精力集中，确信吊车所有机械装置情况良好，根据指挥人员的信号操作。

吊车司机应严格执行安全操作规程。

7.6.2对于重量或吊装方法不明的重大构件或设备，司机须拒绝起吊。

当风速大于6m/s时，停止安装工作。

7.6.3.塔吊防风措施

7.6.3.1风速仪应安装在主臂前段平台上。

当风速在12m/s以下（相当于5-6级风）可以工作，当高于此风风速时，不能工作。

7.6.3.2对于起吊受风面积较大的物品，要考虑工作时的风力。

7.6.4除安装前对所用吊装机具进行认真检查外,在安装过程中必须做到经常性的检查,确保实用安全.

7.6.5对吊盘的制作要进行检查验收,符合图纸要求后方可使用.

7.6.7每次吊装机具倒位重新设置后,要由安全员和技术员检查验收是否可靠.

7.6.8在吊盘上放置电焊机、冷却壁等其它时，要均匀摆放于第一至第二圈支撑环梁局域，且总重不得超过3t。

8.工期保证措施

8.1采用4000tm塔吊等大型起重机械进行吊装，减少高空作业，加快了施工进度。

8.2对施工人员培训考核，提高施工人员的技术水平，尽量减少返工量。

8.3提高全员劳动生产率水平,调动一切积极因素,加快施工进度。

8.4根据具体情况，尽量采取同时施工，交叉作业，重点突击的组织

措施，以缩短工期。

8.5实行现场标准化施工，合理布局构件摆放，减少倒运，以便安装有序进行。

8.6认真搞好工程施工前的策划工作，从材料进厂验收、构件加工制作、组织运输、现场构件验收摆放、拼装至吊装形成一条龙管理，加强联络，随时沟通，整个工作都要围绕现场安装工作进行协调和调动。