高炉冷却壁安装及吊盘使用专项方案.doc

唐山新宝泰钢铁有限公司
3#高炉大修工程

冷却壁安装及吊盘使用
施工方案

中华人民共和国二十二冶集团市政工程公司新宝泰项目部
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工程简介：
1.1工程名称：唐山新宝泰钢铁有限公司3#高炉大修工程
1.2工程地点：唐山市丰润区
1.3建设单位：唐山新宝泰钢铁有限公司
1.4设计单位：唐山钢铁设计研究院有限公司
1.5监理单位：唐山三环工程建设监理有限公司
1.6工程重要内容：
1.6.1高炉冷却壁：
冷却壁共有15段，该设计无炉喉缸砖，总计513块。单块最小重量为1725Kg,最大重量为6281Kg，总重量1323.316t。该冷却壁与常规冷却壁安装方式不同，1-4带光板冷却壁采用外部螺栓连接，冷却壁上为车制螺孔直接用于螺栓连接；5-12带镶砖冷却壁为无螺栓连接，采用冷却水管套管与炉壳外壁焊接连接；13-15带镶砖冷却壁，连接方式与1-4带相似。冷却壁底标高为5.145米，顶标高为33.500米。
2、施工机具一览表
序号
机械设备名称
规格型号
数量
说 明
1
塔吊
SL450
1台

2
直流电焊机
AX1-500
1台

3
交流电焊机
BX5-500
2台

6
螺旋千斤顶
10t
4台

7
经纬仪

2套

8
水准仪

1套

9
手拉葫芦
2t
3台

10
手拉葫芦
5t
10台

11
手拉葫芦
10t
2台

12
卡环
10吨
10个

13
吊盘

1套
见附图

2.施工前准备工作
2.1进行技术交底，下达施工工艺、质量规定、进度筹划、安全办法等。
2.2准备吊装机械、运送车辆、吊装索具和其他机具
2.3待开始安装冷却壁时先将吊盘挂好。
2.4校对炉皮开孔与冷却壁尺寸：用经纬仪在炉壳内分出十字线，（0°、90°、180°、270°）并对开孔几何尺寸和角度进行校对。
2.5冷却壁打压和通球实验均在厂家出厂迈进行，现场检查合格证和厂家打压通球实验记录，合格后方可接受。
2.6冷却壁安装前在现场进行试压和通球，实验合格经甲方、监理签字后才可以安装
3.吊盘制作及使用
吊盘作为安装冷却设备最重要工具，其安全性和实用性是最重要功能。本吊盘重要用于高炉冷却壁安装，在炉壳开始安装时，也可用于炉壳内焊缝焊接和风口安装、校验。当冷却壁安装完毕即降至炉底拆除。
3.1.吊盘制作
吊盘采用办法料在现场制作。因吊盘是高炉安装重要部件，关系到施工人员生命安全，特本着安全第一原则，参照以往施工经验，加大安全系数制作。制作图见附图。
制作吊盘使用材料必要是经复检合格材料，不得随意代用。
下料、组装及焊接必要符合GB50205-《钢构造工程施工质量验收规范》规定。
吊盘焊接采用E4303焊条，焊件必要满焊，上下双面焊接，焊肉厚度不得低于焊件厚度。
3.2吊盘安装及使用
3.2.1第1带炉壳焊接完毕，即把吊盘用塔吊吊到炉壳内。
3.2.2安装完第一带水冷壁后，用塔吊将吊盘吊起，将吊盘10条支腿拉至炉壳处，将支腿端部角钢搭于第一带水冷壁上沿，防止晃动和倾覆，并用10台倒链将支腿吊在上带炉壳安装吊装环上。
3.2.3吊盘起升用钢丝绳选取：
吊盘及跳板和工机具总重量4.253+1吨，起升采用4根8米长6*37+FC纤维芯钢丝绳，四点吊装。钢丝绳与水平夹角60°。经计算每点最大吊重1.516吨。
依照钢丝绳容许拉力公式得：
[Fg]=а*Fg/K
其中а为钢丝绳荷载不均匀系数为0.80
K为钢丝绳使用安全系数查规范表取6。
计算 Fg=113.7KN
查表公称抗拉强度为1470Mpa，直径16毫米6*37+FC纤维芯钢丝绳破断拉力总和为124KN＞113.7KN。
选取此种钢丝绳进行吊装可以满足吊装规定。
3.2.4吊盘吊耳数量和位置及应力计算：
A 吊盘吊耳形式如下：
吊盘吊耳共计10个，焊接在吊盘10个腿端部，见吊盘图。每个吊耳尺寸为300*300*20mm，材质Q235B，吊耳形式如下：

剖面图（A-A）
B吊盘吊耳拉应力计算：
吊盘自身重量4.253吨，再加上操作人员以及使用工具吨,总重量按6吨计。综合安全指数取1.7，倒链与垂直受力面夹角最大容许为45度，综合考虑动载荷重量为6*1.7/COS45°=14.423吨。每个吊装鼻承受重量为1.45吨。
计算公式如下：
σ＝N／S1 σ≤［σ1=400N/mm2］
式中：σ――拉应力； N――荷载；
S1――A-A断面处截面积；［σ1］――钢材容许拉应力。
σ＝1450*9.8／20*200=3.625N/mm2
3.625﹤σ1=400N/mm2，符合规定。
C吊盘吊耳剪应力计算：
计算公式和过程如下：
τ＝ N／S2 τ≤［τ1=0.6σ1］
式中：τ――剪应力；N――荷载；
S2――B-B断面处截面积；［τ1］――钢材容许剪应力。
τ＝1450*9.8／20*90=7.89N/mm2
7.89﹤τ1=240N/mm2，符合规定。
D吊盘吊耳角焊缝计算：
计算公式和过程如下：
P＝N／l×h×k P≤［σ1=400N/mm2］
式中：P――焊缝应力；N――荷载； l――焊缝长度；
h――焊缝高度；k=0.9――折减系数。
P＝1450*9.8／200*20*0.9=3.95N/mm2
3.95﹤σ1=400N/mm2，符合规定。
阐明：
1）通过计算在吊装过程中吊耳拉应力、剪应力和角焊缝应力都符合材质为Q235B，δ＝20.0mm钢板规定。
2）吊耳角焊缝焊肉高度＞20.0mm，必要四周“围焊”。
3.2.5固定吊盘可以使用高炉炉壳安装时吊装鼻，也可以使用制作10个吊装鼻。先把10个吊装鼻每隔36度插在炉壳冷却壁水管孔上，再用塔吊将吊盘水平吊起，把10个5吨倒链头部挂在吊装鼻子上，链子上吊钩挂在吊盘吊装鼻上。吊盘活动臂角钢放在下带冷却壁上表面，比较稳固，无摇晃现象。10个倒链吊平吊稳，最后用16毫米6*37+FC钢丝绳每隔90度连接炉壳和吊盘吊装鼻子，用10吨卡环卡牢就可以继续安装冷却壁工作。
吊盘上升过程中要将炉壁上无用吊装鼻拆除，避免重复操作。
3.2.6在吊盘上面炉壳下沿开孔处沿炉壳周长设一安全绳，吊盘起升过程中吊盘上操作人员必要系安全带，并将安全带背钩对的系于安全绳上。
3.2.7毎带水冷壁安装完后，将吊盘升至水冷壁上沿，按上述程序固定好吊盘，并将该带冷却壁上沿吊装环割除。上部水冷壁安装时吊盘起升均参照此程序。
3.2.8安装作业吊盘时，规定每个倒链上下两端都固定好，涉及吊耳焊接和倒链锁定。
3.2.9吊盘仅作施工人员操作平台用，吊盘上除安装螺栓、安装工具外， 水冷壁、炉喉钢砖等设备禁止放置于吊盘上。吊盘上施工人员不得超过5人。
3.2.10操作人员通道采用直爬梯，直爬梯可放置在炉皮内侧铁口侧，直爬梯必要牢固固定在炉皮上。吊盘到位后稳定后将吊盘上孔洞及上下通道用跳板封堵，跳板绑扎牢固。
4.冷却壁安装
4.1在炉壳安装完第一带，将冷却壁吊装用吊盘吊至炉内。冷却壁与炉壳穿插进行安装。最重冷却壁为6.281t，所有冷却壁吊装均选用单根钢丝绳。吊耳已经在冷却壁制造中设立，现场 安装完毕后再割去吊点挂耳。
4.2用450t.m塔吊将冷却壁吊装时，用绳子在吊装时找稳，待冷却壁到炉内合理位置，后用两个2吨倒链配合将其就位。
4.3因每块冷却壁具备不同锻造外形尺寸偏差，应先在炉壳内定出每块冷却壁纵向和横向轴线，然后按此轴线对每块冷却壁进行找平找正，在此基本上对少数间隙超差冷却壁进行调节。
4.5校对炉皮开孔与冷却壁尺寸无误后，才干起吊安装。安装时冷却壁编号必要和炉皮编号对号入座。
4.6冷却壁在停放和施工过程中，不得碰撞进出水管，水管橡胶密封在整个安装过程中不得卸下，以防止掉进杂物。
4.7应仔细校正冷却壁对的位置，冷却壁进出水管与炉壳热膨胀方向上最小净空间隙不得不大于8mm，个别达不到规定地方应对炉壳开孔进行恰当解决。
4.8每带冷却壁安装好后，割掉冷却壁吊环。
4.9冷却壁定位合格后，同步逐渐拧紧螺母，再将螺栓与螺母，螺母与垫片焊牢，然后再焊接密封帽。
5．吊装冷却壁丝绳选用：
高炉水冷壁单块重量最大为6.281吨。
依照钢丝绳容许拉力公式得：
[Fg]=а*Fg/K
其中а为钢丝绳之间荷载不均匀系数，依照实际选取0.80
Fg为钢丝绳破断拉力总和（KN）
K为钢丝绳使用安全系数查规范表取6。
已知[Fg]=62.81KN得Fg=471KN
查钢丝绳性能表选用直径32㎜钢丝绳，规格为6*37+FC。
公称抗拉强度1670MPa,最小破断拉力564KN不不大于234KN,可满足使用规定。
6.冷却设备安装质量规定与技术保证
6.1冷却壁安装，在炉壳上割孔时，水管不得超过管子外径1.2倍，螺栓孔不得超过螺栓直径1.2倍。
6.2冷却壁与风口法兰、铁口套最小缝隙不得不大于10mm。
6.3冷却壁之间垂直及水平缝间隙极限偏差均为±10mm，且最小缝隙不得不大于15mm。
6.4冷却壁定位完毕并拧紧螺栓，将螺栓、垫圈与炉皮焊牢，并保证焊接严密性。密封帽与炉壳应焊接严密，防止泄露煤气。
6.5冷却壁安装、焊接完毕，待冷却水管安装后做严密性实验时，再逐块检查冷却壁严密性。
6.6冷却壁安装时，应仔细调节冷却壁，使冷却壁各进出水管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。
6.7除阐明外，冷却设备安装应符合《炼铁机械设备工程安装验收规范》GB50372-中关于规定。
7.安装水冷设备应注意安全事项
7.1在吊盘上作业人员不得多于5人，防止混乱发生意外。
7.2检查冷却壁吊耳与否牢固，防止吊装途中坠落，如果砸在吊盘上将酿成大事故。必要时用绳扣捆扎吊至吊盘上时，再用吊装鼻吊装。
7.4吊盘上不得放置闲杂物品，杂物要随时清理。
7.5夜间施工照明要充分，灯具应牢固放在不妨碍施工部位。
7.6吊盘在升降时不得放置冷却壁和其她较重物品。（倒链除外）
7.7吊盘起升时，应收起吊盘活动臂。施工人员应站在4根钢丝绳部位，握紧钢丝绳，观测与否碰触炉壁，如有妨碍，立即告知塔吊司机停止操作或做出调节。
7.8往炉壳内吊装冷却壁时及其他物品时，施工人员应尽量接近炉壁部位，防止坠物伤人。
7.9塔吊要由专人指挥。
7.10吊盘上跳板要捆扎牢固
7.11吊盘下禁止站人
7.12吊盘上下爬梯要可靠连接，中间及底部每隔4米要有一种固定部位。
7.13吊盘所用钢丝绳、卡环、销子及其他起重设备要每班检查一次，发现异常及时更换。

中华人民共和国二十二冶集团市政工程公司新宝泰项目部
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吊盘附图：