Монтаж сооружений комплекса доменной печи

     
     Монтаж сооружений комплекса доменной печи

По расположению отдельных сооружений и их назначению комплекс доменной печи разделяют на объекты центрального узла, находящиеся в непосредственной близости от доменной печи и связанные с ней, и объекты внешнего комплекса, номенклатура и размещение которых зависят от конкретных условий как доменного цеха, так и металлургического цеха в целом.

Центральный узел состоит из следующих основных сооружений (рис.1): собственно доменной печи, литейного двора, блока воздухонагревателей с дымовой трубой, пылеуловителя, лифта для обслуживающего печь персонала, устройства для подачи шихты на колошник печи (наклонного моста или галереи подачи шихты), пункта управления печью и воздухонагревателями, а при объеме печи 3200 м и больше - установок грануляции шлака с вытяжными трубами.

Рис.1. Стройгенплан доменной печи объемом 3200 м:

1 - доменная печь; 2 - литейный двор; 3 - вытяжные трубы установок; 4 - придоменный гранулировщик шлака; 5 - въездная эстакада; 6 - электрокабельная галерея; 7 - здание управления печью; 8 - станция подачи воздуха; 9 - блок воздухонагревателей; 10 - дымовая труба; 11 - здание воздухонагревателей; 12 - вытяжная станция литейного двора; 13 - помещение фильтров; 14 - блок-лифт; 15 - газоочистка; 16 - пылеуловитель; 17, 18 - галереи перегрузки и механизированной уборки гранулированного шлака; 19 - галерея подачи шихты на колошник; 20 - воздуходувная станция; N 1, 13 - монтажные блоки кожуха доменной печи

Объекты внешнего комплекса включают: бункерную эстакаду, скиповую яму, газоочистку, разливочные машины, ТЭЦ, паровоздуходувную станцию (ПВС), тракты (галереи) подачи руды, межцеховые газо- и воздухопроводы, другие объекты вспомогательного назначения.

Главными особенностями, определяющими организацию и технологию монтажных работ на объектах комплекса доменной печи, являются: стесненность площадки; значительная высота объектов (около 100 м); преобладание тонколистовых (до 60 мм) конструкций с большой протяженностью сварных соединений и массой наплавленного металла; наличие, как правило, близко расположенных действующих доменных печей и необходимость обеспечения на весь период строительства новой доменной печи нормальных условий эксплуатации существующих печей.

При монтаже собственно доменной печи длительное нахождение кранов в пределах литейного двора препятствует выполнению земляных работ, бетонированию водоводного и кабельного тоннелей и фундаментов под колонны рабочей площадки, а при их первоочередном возведении неизбежна отсрочка монтажа стальных конструкций и последующих работ. Поэтому краны приподнимают над землей, устанавливая их на специальные подкрановые балки, опирающиеся на железобетонные фундаменты, а для скорейшего предоставления фронта работ по монтажу конструкций литейного двора краны своевременно перевозят на заранее подготовленные пути за пределами литейного двора (пунктир на рис.1). В зоне действия основных монтажных механизмов предусматривают площадки для укрупнительной сборки и сварки конструкций, так как сложно транспортировать крупногабаритные блоки при сборке их вне зоны действия монтажных кранов.

Работы по монтажу конструкций сооружений комплекса доменной печи вследствие большой металлоемкости выполняют несколько монтажных организаций, что требует четкого планирования взаимодействия между ними и применения поузлового метода организации и управления строительством комплекса.

Монтаж объектов центрального узла начинают с воздухонагревателей для создания фронта работ по огнеупорной кладке, так как продолжительность работ на каждом воздухонагревателе составляет 3-5 месяцев. Наиболее сложными по монтажу конструкций сооружений доменной печи являются кожух доменной печи, блок воздухонагревателей, галерея подачи шихты на колошник печи.

Монтаж конструкций центрального узла доменной печи N 6 объемом 3200 м Новолипецкого металлургического комбината ДП N 6 НЛМК выполняли кранами СКР-2600 и БК-1000, расположенными соответственно на сооружении правой и левой установок придоменной грануляции шлака. Периодически к монтажу конструкций центрального узла печи подключали кран башенно-стреловой СКГ-160, установленный со стороны здания фильтров. Пути кранов БК-1000 и СКР-2600 были предусмотрены на стальных подкрановых балках, опиравшихся на железобетонные фундаменты. Укрупнительную сборку конструкций производили на приобъектных площадках N 1 (расположенной со стороны крана БК-1000), N 2 (расположенной со стороны крана СКР-2600) и N 3 (расположенной между путями кранов СКР-2600 и БК-1000). Площадки укрупнительной сборки N 1 и 2 были оборудованы козловыми кранами К-305, а площадку N 3 обслуживал кран СКГ-40. На площадке N 1 на стендах производили сборку и электрошлаковую сварку восьми монтажных блоков горна из скорлуп стали 16Г2АФ-Ш толщиной 40 мм (каждый массой по 24 т), которые затем монтировали краном БК-1000. Монтажные блоки фурменной зоны и купола печи укрупняли на стенде на площадке N 2. Сборку скорлуп осуществляли с помощью электрошлаковой сварки на стенде площадки N 1 и краном БК-1000 передавали на стенд площадки N 3 на дальнейшее укрупнение в конусные царги с применением также электрошлаковой сварки. Кожух шахты печи из пяти блоков с наибольшей массой до 120 т монтировали рельсовым краном СКР-2600 (длина стрелы и клюва 46 и 31 м, грузоподъемность 130 т).

Рис.1-1. Продолжение: схема монтажа доменной печи объемом 3200 м

Несущий каркас литейного двора представляет собой единую пространственную конструкцию, состоящую из двадцати Г-образных рам, расположенных через 18° по окружности радиусом 40 м и соединенных между собой кольцами (на уровне верха колонн и колошниковой площадки) и связями. Каркас литейного двора был разбит на плоскостные монтажные блоки: блоки колонн массой 64 т, блоки ригелей покрытия массой 47 т и верхнее опорное кольцо купола литейного двора массой 170 т. Верхнее опорное кольцо купола литейного двора массой 170 т монтировали двумя кранами - СКР-2600 и БК-1000, устанавливая его на десять трубчатых стоек, опертых через домкраты на кольцевую площадку доменной печи на отметке 39,6 м. Для воспринятия горизонтальных усилий от ригелей покрытия литейного двора в период монтажа верхнее опорное кольцо крепили к кожуху печи с помощью системы временных горизонтальных связей.

После монтажа верхнего опорного кольца купола литейного двора кран СКР-2600 переоборудовали во II исполнение (длина стрелы 58 и клюва 44 м, грузоподъемность 75 т).

Выработка по монтажу металлоконструкций доменной печи и литейного двора составила 276 кг/чел-смен.

Монтаж конструкций лифта, электрокабельной шахты (на полную высоту) и трубы для взятия печи на тягу (до отметки 80 м) производили краном СКР-1500, монтировавшим воздухонагреватели, а выше отметки 80 м - краном КП-10.

Вытяжные трубы высотой 100 м установок придоменной грануляции шлака по первоначальному решению ППР должны были монтировать (со стоянок кранов, располагаемых в литейном дворе) следующим образом: левую трубу до отметки 80 м - краном БК-1000, правую на всю высоту - краном СКР-2600. При этом варианте монтаж каркаса литейного двора мог быть завершен только после окончания монтажа вытяжных труб и выхода кранов за пределы литейного двора.

С целью сокращения сроков строительства по предложению монтажной организации краны БК-1000 и СКР-2600 до начала монтажа вытяжных труб были переведены на новые подкрановые пути за пределами литейного двора, развернутые соответственно в направлении левой и правой установок грануляции. С этих путей кранами БК-1000 и СКР-2600 заканчивали монтаж конструкций литейного двора и вытяжных труб установок придоменной грануляции (правой на всю высоту, а левой - до отметки 80 м; монтаж вытяжной трубы с отметки 80 м производили краном КП-10).

Монтаж здания и блока воздухонагревателей выполняли кранами СКГ-63БС (длина стрелы 30, клюва - 19 м), СКР-1500 и СКГ-160. Пути крана СКР-1500 укладывали на стальные подкрановые балки, опертые на железобетонные фундаменты, что дало возможность приступить к монтажу кожухов воздухонагревателей до окончания строительства тоннеля под борова и обратной засыпки котлована.

Кожух каждого воздухонагревателя монтировали из шести блоков максимальной массой 76 т в два этапа: 1-й этап - монтаж воздухонагревателей N 1 и 2, а затем N 3 и 4 до отметки 43, 82 м краном СКР-1500 в IV исполнении (грузоподъемностью 100 т). Стенды для укрупнительной сборки воздухонагревателей N 3 и 4 убирали, а кран СКР-1500 переоборудовали во II исполнение (грузоподъемностью 50 т); 2-й этап - монтаж куполов воздухонагревателей N 1-3 осуществляли краном СКГ-160, работавшим в то время на центральном узле печи, и воздухонагревателя N 4 - краном СКР-1500 во II исполнении (после завершения его переоборудования). Укрупнительную сборку блока N 6 (купола) производили на стендах N 1 и 2. В результате отказа от ожидания переоборудования крана СКР-1500 во II исполнение воздухонагреватели N 1 и 2 были смонтированы и сданы под огнеупорную кладку раньше установленного срока почти на месяц.

Средняя выработка при возведении блока воздухонагревателей со зданием составила 195 кг металлоконструкций на 1 чел.-смену.

На доменной печи металлургического комбината им.Андропова (ДП N 6 НЛМК) и в дальнейшем на других крупных печах полезным объемом 3200 м и более применялось новое конструктивное решение наклонной галереи для подачи шихты на колошник в виде трубы большого диаметра. На ДП N 6 НЛМК она представляет собой трубу диаметром 6 м, общей протяженностью около 320 м и пролетами до 80 м. Стенка трубы выполнена из стальных листов толщиной 10, 12, 14, 16 и 20 мм; внутри трубы с переменным шагом располагаются ребра жесткости из уголка 160х100х10 мм. Наклон галереи 10,5°, а верхняя отметка 63,5 м. Пролетные строения галереи были разбиты на семь монтажных блоков. Масса блока полной готовности достигала 244 т.

Укрупнительную сборку металлоконструкций галереи производили на площадке укрупнительной сборки. Листовые конструкции пролетных строений подавали на строительную площадку в рулонах шириной 12 м. Каждый рулон массой 60 т состоял из одного полотнища (из расчета на три секции галереи) длиной до 60 м.

Первый и второй блоки установили кранами СКГ-160 грузоподъемностью 100 т со стрелой длиной 50 м и СКГ-100 грузоподъемностью 63 т со стрелой длиной 30 м. Операцию поворота и придания блокам необходимого уклона выполняли гуськом крана СКГ-40. При установке первых двух блоков на опоре их устойчивость обеспечивал временный подкос. Третий блок массой 208 т подняли тремя кранами - СКГ-100 и КС-8161 грузоподъемностью 63 т со стрелами длиной 30 м и СКГ-160 грузоподъемностью 100 т со стрелой 50 м. На краны СКГ-100 и КС-8161 приходилась нагрузка по 59 т и на СКГ-160 - 90 т. Четвертый и пятый блоки монтировали двумя кранами СКГ-160 со стрелами 50 м и одним имевшимся на монтаже центрального узла доменной печи краном СКР-2600 во II исполнении, грузоподъемность которого на вылете 20,5 м достигала 73 т. При подъеме четвертого и пятого блоков на краны передавались нагрузки: на СКГ-160 - по 87 т и на СКР-2600 - 70 т. Шестой блок подняли кранами СКР-2600 и БК-1000 грузоподъемностью 50 т. На опоре для устойчивости трубы вместо расчалок применили временный подкос-распорку, который установили на колонны литейного двора. Для монтажа всей галереи была сооружена только одна временная опора при монтаже первого блока.