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炼钢制作方案
鄂钢转炉技改工程主体厂房
钢结构制作方案
一、 编制依据
1.1国家现行有关施工规范及标准:
(1)施工图
(2)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(3)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
(4)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
(5)《钢结构施工质量验收规范》(GB50205-2001)
(6)《热轧H型钢和部分T型钢》(GB/T11263-2010)
(7)《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)
(8)《焊接H型钢》(YB3301-2005)
二、 钢结构防腐
2.1除锈
钢结构表面处理按照《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-1988)标准规定;柱子等主要构件采用喷砂除锈,质量等级达到Sa2.5级;次要构件质量等级达到Sa3级。
2.2涂层
底漆:
C51-31红丹醇酸防锈漆,25μm
中漆:
C53-21云铁醇酸防锈漆,55μm
面漆:
C04-32醇酸磁漆,50μm
修补漆:
醇酸磁漆130μm
柱等主要钢结构面漆颜色参照建筑图要求施工。
现场焊缝两侧各50mm及高强螺栓接头部位在构件安装前暂不涂漆,待现场安装完毕后,再按上述要求补漆。
三、钢结构制作
3.1钢结构制作工艺流程
3.2制作施工准备
1、技术准备
1.1图纸会审:
进行图纸会审,与甲方、设计人员、监理充分沟通,了解设计意图。
1.2审核施工图:
根据工厂的实际起重能力和运输条件,核对施工图中钢结构的分段是否满足要求;工厂的工艺条件是否能满足设计要求。
1.3加工方案及工装设计
1.4焊接工艺评定
2、材料准备和材料质量要求
2.1材料准备
(1)根据施工图纸材料表算出各种材质、规格的材料净用量,加上一定数量的损耗,编制材料预算计划。
(2)钢结构使用的材料主要是钢板和各种型材,为确保构件的质量,使用前应对每一批钢材核对质量保证书,以保证符合其牌号所规定的各项技术要求,从而达到设计要求。
2.2材料的关键要求
(1)钢柱使用的钢材,焊接材料、涂装材料和紧固件等应具有出厂质量证明书,必须符合设计要求和现行标准规定。
(2)材料在发放前必须有材质证明书,各项力学性能及化学成份应满足设计要求且实物与质保书内容完全一致,如有缺项必须进行补验。
材料的外观质量检查合格后方可投入使用,其结果须符合有关标准规定。
材料应按规范和设计要求进行复验,其结果应符合相关标准要求。
不符合标准要求的材料不得投入使用。
(3)焊接材料的选用,应符合设计图的要求,其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定。
焊材的选用:
按照设计图纸的要求及焊接工艺规程的要求合理选用焊接材料,详见下表
焊接材料选用表
钢材种类
焊接方法
焊材种类
标准
Q345钢
手工焊
E5015、E5016
GB/T5118—95
埋弧自动焊接
HO8A、H08MnA
GB/T5293-1999
气体保护焊
ER50-6,φ1.2
GB/T8110—95
四、钢结构制作工艺流程
1、放样、号料
(1)钢材进厂检验合格后,检查钢材表面平直度并对超差部分采用机械或火焰矫正,使钢材表面平直度达到规范要求;
(2)所有量器具须经计量检查合格,不合格的量器具不得使用。
放样和号料前,施工人员应根据设计、工艺要求,认真计算和核对图样和材料表尺寸。
对需用1:
1放样才能确定的节点板、杆件尺寸进行1:
1放样,并将放样得到的节点板、杆件尺寸通知技术人员做好记录,并做出号料用样板。
(3)配料时必须核对材料规格是否与图纸相符,划线时要用划针,划线后在剩余的材料上做好标记移植工作,放样和号料所用粉线粗度应≤0.5mm,用样板在钢板上划线和号成品、施工组对零件时可用石笔画线,号孔位线时必须用划针划线。
(4)号料前必须了解原材料的材质及规格,检查原材料的质量。
不同规格、不同材质的零件应分别号料。
并依据先大后小的原则依次号料。
(5)样板、样杆上应用油漆写明加工号、构件编号、规格,同时注上孔直径、工作线、弯曲线等各种加工符号。
(6)放样和号料应预留收缩量(包括现场焊接收缩量)及切割、铣端等需要加工余量。
铣端余量:
剪切后加工的一般每边加3~4㎜,气割后加工的则每边加4~5㎜。
切割余量:
自动气割割缝宽为3㎜,手工割割缝宽度为4㎜(与钢板厚度有关)。
焊接收缩量根据构件结构特点由工艺给出。
(7)主要受力构件的需要弯曲的构件,在号料时应按工艺规定的方向取料。
(8)本次号料后的剩余材料应进行余料标识,包括余料编号、规格、材料及炉批号等,以便于余料的再次使用。
(9)放样和样板、样杆允许偏差如表
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±1.0㎜
对角线差
±1.0㎜
宽度、长度
±1.0㎜
孔距
±1.0㎜
加工样板角度
0.20
2、切割
(1)下料线以后的钢材,按其所需的形状和尺寸进行下料切割,本工程切割方法如下:
①小于等于12㎜厚的板材零件,如加劲肋、连接板等用剪切机切割。
②大于12㎜厚的板材零件,条形的在龙门式条形火焰切割机切割,异形带弧形的在数控切割机上进行。
③方形零件用龙门式火焰切割机切成条状再用半自动切割机切割。
(2)剪切时,剪刀口必须锋利,上下刀刃的间隙必须根据板厚调整适当,当一张钢板上排许多零件并有几条相交的剪切线时,应预先安排好合理的剪切程序后再进行剪切。
(3)剪切的过程中,切口附近金属,因受剪刀而发生挤压和弯曲,从而引起硬度提高,材料变脆的冷作硬化现象,重要的结构和焊缝的接口位置一定要用铣,刨或砂轮磨削等方法将硬化表面加工清除。
(4)气割时应选择正确的工艺参数(如割咀型号、气体压力、气割速度和预热火焰能率等),工艺参数的选择是根据气割机械的类型和切割的钢板厚度进行确定。
(5)气割前,应去除表面的污垢,油污及浮锈和其他杂物,并在下面留出一定的空间,以利熔渣的吹出。
气割时,割炬的移动应保持匀速,割件表面距离焰心尖端以2~5㎜为宜。
(6)防止气割变形的措施
①大型工件的切割,应先从短边开始
②在钢板上切割不同尺寸的工件时,应靠边靠角,合理布置,先割大件,后割小件。
③在钢板上切割不同形状工件时,应先割复杂的,后割较简单的。
较窄长条形的切割,采用两边同时切割的方法,以防止产生旁弯。
④H型钢切T型钢时一面受热容易产生变形,为了防止变形采取以下措施:
a)将H型钢3~5组成一组,用卡具卡好。
如下图:
b)将H型钢间歇切割如图所示,两端留5mm~8mm不切,中间每间隔约1000mm留8~20mm不切,待冷却后在将连接部分切断,可减小变形。
C)将变形的T型钢调直后,再进入下到工序。
(7)机械切割和气割切割的允许偏差见表
机械切割的允许偏差
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±3.0㎜
边缘缺棱
1.0㎜
型钢端部垂直度
2.0㎜
气割的允许偏差
项目
允许偏差
腹板宽度
≤±1.0㎜
翼缘宽度
≤±2.0㎜
零件的宽度、长度
±3.0㎜
切割面平面度
0.05t但不大于2.0㎜
割纹深度
0.3㎜
局部缺口深度
1.0㎜
注:
t为切割面厚度
(8)钢板厚度大于12mm时,不宜用机械剪切。
结构钢在环境温度低于-20℃,低合金结构钢环境温度低于-15℃时,不得进行剪切和冲孔。
3、边缘加工及端部加工
(1)边缘加工
①气割或机械剪切的零件,需要进行边缘加工时,其刨削量不应小于2㎜。
②焊切坡口加工宜采用自动切割,半自动切割坡口机、刨边机等方法进行。
③边缘加工一般采用铣,刨等方式加工。
边缘加工时应注意控制加工面的垂直度和表面粗糙度。
④边缘加工允许偏差见表5—4
边缘加工允许偏差表:
5—4
项目
允许偏差
零件宽度、长度
±1.0㎜
加工边直线度
L/3000,但不应大于2.0㎜
相邻两边夹角
±6°
加工面垂直度
0.025t,且不应大于0.5㎜
加工面表面粗糙度
50
(2)端部加工
①构件的端部加工应在矫正合格后进行。
②应根据构件的形式采取必要的措施,保证铣平端面与轴线垂直。
③端部铣平的允许偏差见表5—5
端部铣平的允许偏差表5—5
项目
允许偏差(㎜)
两端铣平时构件长度
±2.0
两端铣平时零件长度
±0.5
铣平面的平面度
0.3
铣平面对轴线的垂直度
L/1500
4、制孔
(1)本工程以划线钻孔为主,即钻孔前先在构件上划出孔的中心和直线,在孔的圆周上(90°位置)打上四个冲眼,可做钻孔后检查用。
孔中心的冲眼应大而深,作为钻头定心用,划线工具用划针和钢尺。
长圆孔的制孔先将两边钻成孔后用靠尺切割制成。
如图:
(2)为提高钻孔效率及安装时的螺栓通过率,可将钢板成对重叠起来一齐钻孔,重叠板边必须用夹具夹紧或点焊牢固。
(3)制孔前应考虑焊缝收缩余量及焊接变形因素,将焊接变形均匀地分布在构件上(构件焊接后钻孔除外)。
厚板和重叠板钻孔时要检查平台的水平度,以防止孔的中心倾斜。
(4)A、B级螺栓孔(Ⅰ类孔)应具有H12精度,孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5µm。
当螺栓孔距小于等于500mm时同一组内任意两孔间距离允许偏差1.0mm。
(5)螺栓孔距的允许偏差超过标准规定时,应采用与母材材质相匹配的焊条补焊,并经超声波探伤合格后,重新钻孔。
(6)在制动板、吊车梁制孔时为减低误差,制作1米---1.2米长钻模,借助钻模在吊车梁及制动板上钻眼,在钻高强螺栓孔时要先在吊车梁上用墨线弹出螺栓孔中心线,调整钻模中心线与墨线重合,用卡具将钻模有效的固定在翼缘板上,然后用钻模上的螺栓孔作为钻吊车螺栓眼的依据。
在钻下一排吊车梁螺栓孔时,把钻模第一个螺栓孔与已钻好的吊车梁最后一个螺栓相重合并且要将钻模中心线和墨线重合和钻模与翼缘板固定,以此类推将吊车梁和制动板上的螺栓孔钻出。
5、坡口的制备
焊接坡口采用半自动火焰切割机进行,其坡口尺寸及对口间隙见下图。
6、焊接
(1)焊接12-30㎜板厚的对接焊缝时,采用CO2气体保护焊先焊接有坡口侧,对接点焊时预留出5~10°的角变形量,正面焊接完成后,翻身进行清根后再焊接背面,焊接层数视板厚确定。
也可采用埋弧焊焊接。
(2)焊接小于30㎜板厚的对接焊缝时,采用CO2气体保护焊点焊时同样向先焊接的反面反变形5~10°的角,正面焊接完成后,翻身进行清根后再焊接反面,焊接层数视板厚确定。
(3)焊接30~65㎜厚板时,采用埋弧自动焊焊接,并用多层焊。
(4)预热:
焊接规程对不同板厚当采用中等热输入进行焊接时,规定最低预热温度规定如下:
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t(mm)
t<25
25≤t≤40
40<t≤60
60<t≤80
t>80
Q345
----
60℃
80℃
100℃
140℃
Q235
----
----
60℃
80℃
100℃
焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热,并采用专用的测温仪器测量;预热的加热区域应在焊接坡口两侧,宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100mm;预热温度宜在焊件反面测量,测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处;当用火焰加热器预热时正面测温应在加热停止后进行。
在整个焊接过程中层间温度不得低于预热温度。
(5)后热:
当环境温度较低应对焊缝进行保温或对焊缝进行后热。
(6)焊缝横向收缩值
焊缝横向收缩值表
焊缝坡口形式
钢板厚度(㎜)
焊缝收缩值(㎜)
制作增加长度(㎜)
16
1.3~1.6
1.5
全熔透坡口
25
1.5~1.8
1.7
32
1.7~2.0
1.9
65
2.7~3.0
2.9
注:
以上数注:
以上数据为每条焊缝的收缩量
(7)焊条、焊剂使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。
保护气体的纯度应符合焊接工艺评定的要求。
低氢型焊条经烘焙后应放入保温筒内,随用随取。
五、钢柱的装配焊接
1、钢柱组装焊接H型钢应采用合理的焊接顺序
如下图所示
1.1组装前,施工人员必须熟悉构件施工图及有关的技术要求。
并且根据施工图要求复核其需组装零件质量。
1.2由于原材料尺寸不够,或技术要求拼接的零件,一般必须在组装前拼接完成。
在采用胎模装配时必须遵循下列规定:
①选择的场地必须平整,而且需具有足够的刚度。
②布置装配胎模时必须根据其钢结构特点考虑预放焊接收缩量及其他各种加工余量。
③组装出首批构件后,必须由质量检验部门进行全面检查,经合格认可后方可进行继续组装。
④构件在组装过程中必须严格按工艺规定装配,当有隐蔽焊缝时,必须先行施焊,并经检验合格方可覆盖。
当有复杂装配部件不易施焊时,亦可采用边装配边施焊的方法完成其装配工作。
⑤为了减小焊接变形和装配工作量,尽量采取先组装焊接成小件,并进行矫正,使尽可能消除施焊产生的内应力,再装小件组装成整体构件。
2、组装前应完成的工作
a.肩梁部分:
肩梁腹板局部加厚;吊车肢腹板局部加厚,肩梁上翼缘板局部加厚等焊接工作完成并检验合格。
需开坡口时用自动焊或半自动焊切坡口,不可用手工切割,尤其厚薄钢板对接按图纸要求切坡口,完成后待组装。
b.横缀条、斜缀条组焊成部件并校正合格。
c.柱肢、屋面肢H型钢组装焊接完成并检验合格。
d.柱脚零件、连接板、筋板,已准备齐全。
3、钢柱组装顺序
在组装时,应注意吊车肢肩梁腹板应与刨平顶紧加劲板与柱上下翼缘顶紧,间隙不大于1mm。
组装好经检查无误后,进入下道焊接工序。
因钢柱组对焊缝基本上是对称部分,所以由两名焊工各站一边对称的从中间向两边施焊。
六、柱间支撑
1、上柱柱间支撑是桁架式,材料为两槽钢分别与两盖板安装螺栓定位连接,腹杆为角钢。
2、支撑的节点板在现场要求用粉线在工作台上按1:
1放大样制作,型钢外侧边缘上焊定位角钢。
两侧的拼接接口不宜设在同一平面内,相互错开200mm以上为宜,型钢拼接采用标准接头形式,型钢拼接应在单根焊接矫正后,再组合成受力截面。
两端连接孔采用成品号孔,两端节点板号孔时,应从跨中中心向两边号。
3.、支撑轴线的交点错位不大于3.0mm,不平直度为L/1000且≤5.0mm,全长允差为L/1500mm且≤5.0mm。
七、防腐、标记、包装
1、防腐除锈施工过程中,应对构件妥善保管、保护,特别是主构件上的附件拆下时不要损坏丢失。
防腐后应将附件捆绑在主件上。
2、涂装时的环境相对温度应符合涂料产品说明书的要求,当产品说明书无
要求时,环境温度宜在5~38℃之间,相对湿度不应大于85%。
施工图中注明的安装焊缝周围、安装连接螺栓孔周围50mm范围内不涂漆。
柱及柱间支撑钢管端头50mm范围内不涂漆。
3、涂装后涂层应均匀,无明显起皱、流挂,附着应良好。
4、构件防腐后,在柱脚板用钢印打上构件号,大型构件应标出重心位置。
并在柱身从柱脚起的第一个T型钢的两个方向标出柱轴线和左柱肢H型钢两个方向+1.000标高位置标记,并作为沉降观测标记。
5、包装应在涂层干燥后进行,包装应保护构件涂层不受损伤,保证构件零件不变形、不损坏、不散失,包装应符合运输的有关规定。
6、螺纹和机加工面应涂防锈剂并应包裹,机加工面还应采取保护措施。
7、对涂装后,暂时存放的构件,存放场地应平整坚固、无积水,并防止支点下沉。
相同型号的构件叠放时,各层构件的支点应在同一垂线上,并应防止钢构件被压坏和变形。
八、钢构件的出厂顺序
根据总工期进度计划,更重要的是结合施工现场安装的需求编制详实可行的构件制作先后顺序及出厂顺序,确保制作安装现场有序进行,减少构件堆积和缓解制作厂存储构件的压力。
由于安装现场在现有厂房内,周围有其他的设备,所以构件出厂必须配套与完整:
1、框架柱分两节出厂,先出厂下半截(柱脚柱标高16.35m处),待8.3m、16.35m平台梁与板安装就位后,在出厂上半截。
2、平台柱、梁、板按工作面配套出厂。
待每层平台安装完整以后,在出厂另一层平台构件。
3、每层平台配套的楼梯按顺序出厂。
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