某工地高炉炉壳安装方案.docx
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某工地高炉炉壳安装方案
A类工程危险性较大及一般工程专项施工方案编制审批表
施工方案编制审批表
施工方案名称：
邯钢3200m3高炉炉壳安装方案
编制：
编写人：
日期：
专业公司项目部经理：
日期：
专业公司项目部总工：
日期：
审核：
专业公司总工：
日期：
专业公司安管部：
日期：
专业公司质检部：
日期：
批准：
建设公司项目总工：
日期：
编制依据：
1、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001。
2、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002。
3、高炉炉壳施工详图。
4、《冶金机械设备安装工程施工及验收规范炼铁设备》YBJ208-85
5高炉总体施工方案
一、工程概况
邯钢老区3200m3高炉炉壳1-19带总重860.405吨，高炉炉壳共分25带，炉底标高4.685米，炉口标高46.500米，第三、四带重量最大，为65.027吨。
各项数据如下
项目
数据
备注
炉缸直径（内径）
15.100m
炉腹直径（内径）
15.100m
炉喉直径（内径）
10.200m
炉顶法兰直径（内径）
3.100m
风口中心标高
▽14.800m
铁口中心标高
▽10.775m
铁口数
4个
风口数
32个
炉壳厚度
最小δ=45mm；最大δ=80mm
炉壳总重
约1000t
高炉炉壳各带参数详见下图及下表。
高炉炉壳各带参数
炉壳编号
瓦数
下口标高
上口标高
下口内径
上口内径
垂直高度
斜高
板厚
单重
总重
备注
A1
6
4755
6255
15100
15100
1500
1500
70
6533
39257
A2
6
6255
7600
15100
15100
1345
1345
70
5857
35201
A3
6
7600
9950
15100
15100
2350
2350
74
10828
65027
A4
6
9950
12300
15100
15100
2350
2350
74
10828
65027
A5
6
12300
13500
15100
15100
1200
1200
80
5975
35909
A6
6
13500
15500
15100
14758
2000
2008
80
11881/9746
62805
A7
5
15500
17200
14758
14466
1700
1706
80
10684
53479
A8
6
17200
19000
14466
15100
1800
1828
80
9897
59441
A9
6
19000
20400
15100
15100
1400
1400
74
6475
38909
A10
6
20400
21800
15100
15100
1400
1400
65
5661
34025
A11
6
21800
23100
15100
14730
1300
1313
65
5901
35465
A12
5
23100
25200
14730
14132
2100
2121
60
10121
50664
A13
5
25200
27600
14132
13448
2400
2424
60
10940
54759
A14
6
27600
29500
13448
12906
1900
1919
50
5655
33989
A15
6
29500
31400
12906
12366
1900
1919
50
5414
32543
A16
6
31400
33150
12366
11866
1750
1768
45
3964
27528
A17
6
33150
34900
11866
11368
1750
1768
45
4473
26435
A18
6
34900
36800
11368
10826
1900
1919
45
4260
25619
A19
6
36800
39000
10826
10200
2200
2222
45
4654
27983
高炉炉壳制作在唐山压制成型，运至邯钢老区施工现场进行拼装，进行立缝焊接，拼装成吊装单元后，进行吊装。
本工程中将风口法兰在唐山制作场地预先焊接在炉皮上，为保证施工的质量在制作场地将炉壳进行预拼装。
二、组织机构
组长：
李海
副组长；赵金亭、郑立亭孟凡礼
组员：
崔健超、王磊、李勇、腾小东
三、吊装机具选用
机械设备及小型机具配置
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
塔吊
DBQ4000
台
1
炉壳安装
2
100t吊车
履带吊
台
1
配合卸车、拼装
3
50t吊车
W2002履带吊
台
1
配合卸车、拼装
4
5t倒链
HS5
台
2
5
2t倒链
HS2
台
5
6
16t千斤顶
Q16
台
5
7
手锤
2.5磅
把
2
8
大锤
8磅
把
5
9
钢丝绳
6*37+FC
米
104
φ52mm
10
钢丝绳
6*37+FC
米
40
φ28mm
11
卡环
8吨
个
2
12
卡环
32吨
个
8
13
水准仪
台
1
14
经纬仪
台
1
15
激光铅锤仪
台
1
四焊接设备配置
序号
设备名称
型号
数量（台）
备注
1
环缝自动焊机
CHH-II
6
2
立缝电渣焊机
MZ-1000
6
3
直流电焊机
AX1-500
4
4
交流电焊机
BX5-500
4
5
CO2气保焊机
YM-500
40
6
焊条烘干箱
500℃
2
7
便携式焊条保温箱
/
若干
8
空压机
6m3/h
2
9
螺旋千斤顶
5t-30t
若干
10
手动磨光机
Ф100
若干
11
经纬仪
TDJ2E
4
12
水准仪
FA-32
2
13
超声波探伤仪
CTS-22-26
2
14
温控仪
ZWK
2
4000tm塔吊的布置位置如下图所示：
五、人力配备
工种
人数
备注
技术管理人员
4人
赵金亭、崔建超、王磊
安全员
1人
高强
质检员
1人
刘明武
电工
3人
测量员
2人
铆工
15人
安装工
18人
电焊工
25人
起重工
4人
共计
74人
六、炉壳拼装及注意事项
炉壳组圈程序：
1、对拼装平台的要求：
1.1拼装平台必须设在坚实、平整的地面上，平台在铺设时用水准仪找平，平台工作面高低差不大于4mm。
在拼装过程中，平台若产生不均匀沉降，应及时调平。
拼装平台详见附图一。
1.2在平台上作出中心标记和相互垂直的两条轴线，用盘尺辅助画出待组装炉壳下口的外径圆弧线，按炉壳的外径（D外+焊接收缩量）放样，每道口预留3mm的焊接收缩量，检查确认圆弧所在平面内的高低差不在于2mm时，必要时用钢板调平，沿圆弧外缘焊上定位挡块，定位挡块每间隔2m一个。
2、炉壳预拼装:
2.1高炉炉壳共计25带，其中1带和2带拼装成一个吊装单元、9带和10带、11带和12带、13带和14带、15带和16带、17.18带和19带、拼装成一个吊装单元、其余每带为独立吊装单元。
（20~25带图纸未到，未考虑）。
2.2炉壳单瓦进场后，用100吨履带吊在拼装平台附近卸车，选用φ28mm钢丝绳两根，长度10米，5吨卡环两个。
2.3用样板检查每瓦炉壳的的曲度，不合格的用火焰矫正。
将矫正后的炉壳按制造厂出厂时的排版图及编号进行组装。
2.4用吊车将出厂瓦块吊运至拼装平台上投放好的圆弧线上，每块瓦块用不少于3个固定角钢支撑固定，（角钢为L100*8），固定角钢的上、下方与壳体、平台焊接固定。
固定角钢的长度根据每带炉壳的高度和斜度确定，支撑固定角度大于45度。
第二个瓦块吊就位后，两个瓦块之间调整好焊口间隙、错边量、上口平面度后，用不少于三个立缝定位卡对焊口固定，后续瓦块同上。
2.5炉壳预拼装尺寸检查及调整:
高炉炉壳预拼装装允许偏差（mm）
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
外壳钢板圈中心对预装平台上检查中心
H/1000且不大于10.0
拉线、挂线坠用钢尺检查
2
外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差
2D/1000
用钢尺检查
3
外壳钢板圈上口圆周各点相对高低差
4.0
用水准仪或钢尺检查
4
对口错边量
t
40
t/10且不大于3.0
用钢尺检查
t>40
t/10且不大于6.0
5
坡口根部间隙
t
30
+2.0
-1.0
用塞规检查
t>30
+3.0
0.0
6
外壳钢板高度
H/500
且不大于6.0
用钢尺检查
7
外壳钢板整体相对高低差
4.0
注：
1.H为预拼装外壳的高度;D外壳的设计直径;t为板厚。
2.采用自动焊时，对口错边量和坡口端部间隙要求，应符合自动焊接工艺规程的规定。
调整方法：
（1）当炉壳椭圆度偏差过大时，用倒链拉拽找圆。
（2）错口超差用半门型卡打楔子，无法调整时，用磨光机打磨。
（3）直径（周长）超差时，均匀调整各焊口间隙。
（4）上口水平度超差时，视超差量大小采取不同处理办法：
超差不大时用砂轮打磨或均匀调整各瓦块高度；超差过大无法调整时，用气割处理高出部分的环缝焊口，处理后要用砂轮打磨至原来精度。
2.6各项指标均调整无误用门型卡固定后进行焊接。
3安装风口法兰
3.1、准备工作
（1）、将第六带炉皮在制作场地进行预拼装。
拼装质量达到规范和设计图纸的要求。
（2）、对来制作场地的风口法兰进行来料检查和登记，确保法兰满足要求
3.2、开风口
（1）.测量人员在内部依据拼装炉壳上的四条中心线用经纬仪来定位32个风口的竖向中心线；风口14.800米标高线定位考虑的因素有：
炉皮图纸风口的中心线的位置、实际当中炉壳制作中各带的累计误差、安装1~5带炉皮焊接收缩量。
（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
3.3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3.4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。
3.4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：
3.5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
3.6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）。
3.7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ZWK型温控仪加热，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ZWK型温控仪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。
七、炉壳吊装及注意事项
炉壳吊装程序：
1、吊装方法及绳扣选用
1.1利用DBQ4000型塔式起重机配吊具进行吊装；
1.1.1吊具绳扣选择:
各炉壳吊装单元吊装时,其吊具绳扣选用φ52mm钢丝绳,绳长20m,4根。
注：
查《五金手册》得φ52mm钢丝绳在钢丝绳公称抗拉强度为1470MPa的条件下，钢丝绳最小破断拉力为1170（kN）。
修正系数取0.82，安全系数取5，则
单根承重P=P破*Ф修/5=1170*0.82/5=192（kN）
单根承重量T=P/g=192/9.8=20（吨）
4根Ф52mm钢丝绳承重量=4*T=4*20=80（吨）>最大吊装单元重量79.582（吨）
1.1.2炉壳绳扣选择:
各炉壳吊装单元吊装时,其吊具绳扣选用φ52mm钢丝绳,绳长6m,4根。
1.2吊装方法：
采用四点焊吊耳法吊装，吊耳焊接在每带炉壳上口下0.3米的位置。
吊耳形式已在高炉炉壳施工详图中给出。
为防止炉壳变形选用吊具进行吊装，吊具示意图见附图二。
2、吊装前准备工作
2.1再次对高炉基础及水冷炉底进行全面复测,包括外形尺寸、中心点位移、上表面标高、基础沉降观测点等。
2.2将炉体设备安装方位线及炉体十字中心线投放至基础以外的指定点上。
2.3准备好各种吊装用机具、卡具、绳扣等。
2.4各种临时固定措施准备好，并按使用要求吊运并固定于炉壳上。
2.5在炉底板环板上面画出第一带炉壳外皮下口的圆周线，并在圆周线上均匀布置定位钢板，以便于炉壳的就位。
3、第一个、第二个及后续炉壳吊装单元吊装
3.1各个吊装单元吊装前需布设作业平台及安全通道，经检查确认可靠（详见安全措施）。
3.2检查确认吊装设备处于良好状态,起吊。
3.3第一个炉壳吊装单元就位：
将炉壳就位于事先投放好的炉壳外缘线上，与炉底板定位焊，定位焊焊缝长度不大于40mm，间距为500～600mm，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3；
3.4第二个及后续炉壳吊装单元的吊装：
在已安装好的前带炉壳上口等距放置落位板（即间隙垫），间隔1.5～2m，检查确认吊装设备处于良好状态，起吊。
3.5炉壳安装尺寸检查及调整
高炉炉壳安装允许偏差（mm）
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
炉缸、风口段、炉腹、炉腰、炉身、炉喉、炉顶封板
外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差
3D3/1000
用钢尺检查任意两直径差
2
外壳钢板圈中心（相对炉底中心）
2（H1-h）/1000
且不大于30.0
拉线、挂线坠用钢尺检查
3
外壳钢板圈上口高低差
4.0
用水准仪检查
4
对口错边量
t
40
t/10且不大于3.0
用钢尺检查
t>40
t/10且不大于6.0
5
坡口端部间隙
t
30
+2.0
-1.0
用塞规检查
t>30
+3.0
0
6
炉顶法兰
法兰中心线（相对炉底中心线）
2（H-h）/1000
且不大于30.0
拉线、挂线坠用钢尺检查
7
法兰标高
20
用水准仪或钢尺检查
8
法兰上平面任意两点高低差
D/1000且不大于3.0
用水准仪或平尺、水平仪检查
9
导出短管
上口高低差
10.0
用水准仪或钢尺检查
10
两管相邻间距
10.0
用钢尺检查
11
上口中心两对角线长度之差
15.0
注：
D为外壳钢板圈的直径；t为壳体钢板厚度；H为设备高度、文氏管喉口至底部的距离。
调整方法：
（1）利用事先固定于炉壳上方，且于炉壳中心准确对位的测心桥吊线锤测量，当线锤与炉底中心重合时，确认中心对位。
测心桥见附图三。
（2）外壳钢板圈上口高低差的调整，用砂轮打磨高出部分，也可对炉壳底部间隙作小量调整。
（3）对口错边量的调整：
在不镝钩的情况下，用半门型卡打楔子法调整，因上下口径存在误差而无法完全调整到位时,用砂轮打磨突出部分使其平滑过渡。
（4）坡口端部间隙通过在已安装好的前带炉壳上口等距放置间隔1.5～2m的落位板（即间隙垫）来进行调整。
3.6调整无误后进行焊接。
4、考虑到环缝焊接要求，连续安装不得超过两带，即焊接位置与安装位置焊口不得超过两道。
八、焊接方法及注意事项
1.高炉炉壳材质为Q345C，炉壳拼装采用气电立焊，安装环缝：
里口采用环缝自动焊机焊接，外口采用CO2气体保护焊焊接。
2.焊接一般要求
（1）.高炉炉壳的焊接应有相应的焊接工艺评定报告。
并根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。
（2）.焊工必须经考试合格并取得合格证书。
持证焊工必须在其考试合格项目及认可范围内施焊。
（3）.立缝气电立焊时焊接材料品种、规格、性能必须符合本规程中的规格及型号,当采取其它焊接方法时,其焊接材料及规格必须符合设计技术文件和现行国家产品标准及《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定.且对焊条、焊剂、在使用前应按产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘干和存放。
（4）焊缝质量等级必须符合设计技术文规定。
无规定时，焊缝质量等级应符合《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236中三级规定的《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345中B类二级的规定。
（5）焊缝表面不应有裂纹、焊瘤、表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。
（6）焊接前应由完整的工序交接记录。
（7）焊前要彻底清除焊道内及周边的污物及油渍.
（8）焊前预热人员要具备相应的专业技术,用电加热设备加热时,其操作人员要经过专业培训.
（9）焊工要按焊接工艺规程中规定的工艺方法、焊接参数、焊接顺序进行焊接，当遇到焊接准备条件、环境条件、设备条件等不符合焊接工艺方法要求时，要向技术负责人提出采取相应整改措施，否则不得施焊。
3立缝焊接工艺规程:
焊接方法、焊接材料、焊接顺序及焊前准备
坡口型式
焊接工艺参数
焊缝质量等级及检查方法
1焊接方法：
气电立焊;
2焊材：
SQL507，直径φ1.6。
3焊接顺序：
对称于炉壳直径同时施焊；先内立缝后外立缝；
4焊前准备：
1）安设焊接操作台，同时清理焊缝中赃物，并且打磨好焊接坡口，
2）吊挂气电立焊焊接机,并调整到使用状态;
3）焊前预热、测温、焊口打磨设施准备到位；
1.坡口角度偏差：
+1mm
2.钝边偏差：
+1mm
3在焊接过程中，气电立焊中间断弧再起弧处，必须刨开修补。
焊接电流
焊接电压
焊接速度
380A
40V
6cm/min
1炉壳转角处、现场施焊的焊缝应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）中一级焊缝的要求；
2其它焊缝应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）中二级焊缝的要求；
3超声波探伤检查，内部质量检查必须在外观检验合格后进行，并且应在焊接24小时后。
3.环缝焊接
3.1里口环缝焊接
焊接方法、焊材、焊接顺序、焊前准备
坡口形式
焊前预热及层间温度保持
焊接工艺参数
焊缝质量等级及
焊缝检查
1.焊接方法：
环缝埋弧自动焊。
2.焊材使用：
焊丝采用：
H08MnA,直径3.2mm；焊药使用:
SJ101。
3.焊接前准备工作：
安设焊接操作平
台，同时清理焊缝中赃物，并且打磨好焊接坡口，
2）吊挂环缝焊接机
并调整到使用状态;
3）焊前预热、测温、焊口打磨设施准备到位；
4焊接顺序：
焊接内环缝时对称同步施焊。
1.坡口角度偏差：
00，+100
2.钝边偏差：
±1mm
1.预热方法：
采用ZWK型温控仪加热，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，宽度各为焊件施焊初厚度的.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ZWK型温控仪预热时正面测温在加热停止后进行。
3.预热温度：
1）炉皮厚度：
40＜t≤60预热温度为：
80度
2）炉皮厚度：
60＜t≤80预热温度为：
100度
焊接电流
焊接电压
焊接速度
450
30
1炉壳转角处、现场施焊的焊缝应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）中一级焊缝的要求；
2其它焊缝应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）中二级焊缝的要求；
3超声波探伤检查，内部质量检查必须在外观检验合格后进行，并且应在焊接24小时后。
一级焊缝应进行100%的检验，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》
3.2.环缝外口焊接
焊接方法、焊材、焊接顺
序、焊前准备、
坡口形式
焊前预热及层间温度保持
焊接工艺参数
焊缝质量等级及
焊缝检查
1.焊接方法：
CO2气体保护焊。
2.焊材使用：
ER50-6
3.焊接前准备工作：
（1）如遇风天要采取防风措施.
（2）清理焊缝中赃物，并且打磨好焊接坡口，
（3）焊前预热、测温、焊口打磨设施准备到位；
4.焊接顺序：
焊接外环缝时焊工数量为12人同时对称同步施焊。
1.坡口角度偏
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