книги из ГПНТБ / Аммосов Н.Г. Монтаж строительных конструкций учеб. пособие
.pdfполагается обычно на относительно небольшом участке с большой плотностью застройки. Специфичным для доменных цехов являет ся тесное переплетение строительных конструкций с технологиче ским, транспортным и механическим оборудованием.
По технологическому назначению и расположению на террито рии комплекса объекты доменного цеха подразделяют на объекты центрального узла, которые всегда входят в состав доменного ком плекса, и объекты внешнего комплекса, состав и расположение которых диктуются конкретными местными условиями.
В состав центрального узла входят: доменная печь с кольцевой трубой горного дутья, поддоменник, наклонный мост, литейный двор, воздухонагреватели, пылеуловитель и газопровод грязного газа, помещение пункта управления печью и бункерная эстакада. К объектам внешнего комплекса относятся: газоочистка, вагоно опрокидыватели, тракты подачи агломерата, руды, кокса, депо ремрнта ковшей и др.
Несмотря на то что состав объектов и их технологическая увязка в доменном комплексе практически постоянны, компоновка этих объектов на генеральных планах различных металлургических заводов в зависимости от местных условий бывает несколько раз лична.
Доменные комплексы металлургических предприятий строятся и развиваются постепенно, так как их развитие зависит от разви тия топливной и сырьевой баз, а также развития промышленности в целом. Поэтому доменные комплексы металлургических пред приятий состоят обычно из нескольких доменных печей с примы кающими к ним сооружениями вспомогательного характера, имею
щими различную |
мощность |
и несколько различный технический |
||
и технологический |
уровень |
совершенства, |
что бывает |
вызвано |
.строительством в различные периоды времени. |
|
|||
На металлургических предприятиях Советского Союза имеются |
||||
доменные печи объемом 1033, 1386, 1513, |
1719, 2000, |
2700 м3 |
и в настоящее время строятся печи объемом в 5000 м3. Особенно |
|
стями при организации монтажных работ по возведению комплек |
|
са доменной печи являются: стесненность строительной площадки, |
|
усугубляющаяся на строительстве в условиях действующих пред |
|
приятий; большая высота некоторых объектов (45—80 м), обычно |
|
увеличивающаяся с увеличением объема доменных печей; преобла |
|
дание на ряде объектов крупногабаритных листовых конструкций; |
|
необходимость обеспечения нормальной эксплуатации действую |
|
щей доменной печи и др. Последнее обстоятельство вызывает не |
|
обходимость при строительстве первой доменной печи выполнять |
|
некоторые работы, связанные со строительством последующих |
|
печей, что несколько усложняет транспортные операции со строи |
|
тельными грузами, накладывает ограничения на организацию мон |
|
тажных работ, размещение складов, |
подготовительных площадок |
и стендов по укрупнительной сборке. |
На некоторых заводах желез |
нодорожные пути, |
по которым перевозят расплавленный чугун |
и шлак, проходят |
через территорию строительной площадки, что |
170
§
N»
приходится учитывать при решении вопросов организации строи тельства.
Указанные особенности, требования быстрейшего пуска ком плекса в действие, большие объемы и необходимость совмещения подготовительных, сборочных, строительно-монтажных и специ альных работ определяют компоновку строительного генеральногоплана (рис. XI.1).
В комплекс доменной печи объемом 2700 м3 (рис. XI.2) вхо дят следующие основные объекты.
Доменная печь высотой 80 м имеет две чугунные лётки для
•выпуска чугуна; она установлена на шести колоннах, что обеспе чивает возможность впоследствии заменить кожух печи целиком. Кожух изготовляется из стали 10Г2С1 с применением в зонах чугунных лёток высоколегированной жаропрочной стали марки Х18Н10Т. Листы кожуха толщиной от 20 до 50 мм на заводе-изго- товителе укрупняются в блоки попарно и свариваются автомати ческой сваркой. Колонны шахты выполнены из стали 10Г2АФ, что с раскреплением их кольцевыми площадками шахты позволяет иметь минимальные габариты при установке 24 фурм. Конструк ция кожуха и других частей печи позволяет вести монтаж укруп ненными блоками массой до 50 т.
Литейный двор располагается по сторонам двух чугунных лёток. Основные конструкции литейного двора выполнены в виде-
рам сплошного сечения пролетом 40 м и |
уклоном ригелей |
40°. |
Шаг рам 12 м. Кровля из листовой стали |
толщиной 4 мм. |
Для |
аэрации предусмотрен фонарь с ветроотбойными щитами. Наклонный мост представляет собой двухпролетную конструк
цию открытого сечения с опиранием на два пилона. Верхний пилон установлен на опорный узел задней рамы копра, нижний — на стойки рамы литейного двора. Горизонтальные нагрузки от наклон ного моста передаются на опору моста, расположенную в скипо вой яме.
Шахта лифта выполнена в виде трубы высотой 69,3 м, диа метром 3250 мм из листовой стали толщиной 6 мм. К лифту при
мыкает шахтная |
лестница с переходными |
площадками |
на |
лифт |
|||
и пылеуловитель |
и с |
переходами |
на литейный |
двор |
и |
поддо- |
|
менник. |
и |
газопровод |
грязного |
газа. |
Пылеуловитель |
||
Пылеуловитель |
диаметром |
12 м имеет кожух из листовой стали. Он опирается на |
4 колонны. |
Наверху установлен копер отсекающего клапана диа |
метром 2380 м, в который врезан |
тройник газопроводов гряз |
ного газа. |
и диаметром 10,5 м рассчи |
Воздухонагреватели высотой 48,5 |
таны на рабочее давление 4,5 кГІсм2 (0,45 МН/м2). Цилиндриче ская часть кожухов воздухонагревателей толщиной 12 мм преду смотрена из рулонированных заготовок заводской сборки из стали марки 10Г2С1. Со стороны шлаковозных путей на кронштейнах, прикрепленных к опорным кольцам воздухонагревателей, установ лено помещение сепараторов, а с противоположной стороны
к опорным кольцам крепятся ригели здания воздухонагре
вателей.
Бункерная эстакада с металлическими несущими конструкция ми запроектирована с учетом возможности применения безвыверочного монтажа колонн.
Совершенно очевидно, что возведение таких крупных и слож ных сооружений в сжатые сроки возможно только при четкой орга низации работ, своевременном изготовлении и поставке металли ческих конструкций, отливок, оборудования и материалов. Долж ны быть хорошо оснащены и организованы работы по укрупнительной сборке и сварке, с широким использованием автоматиче ской и полуавтоматической сварки, применением специальных видов сварки и наиболее эффективных методов контроля сварных соединений. Большие объемы монтажных и сварочных работ требуют четко продуманной и хорошо механизированной органи зации вспомогательных работ, в частности по подготовке и обра ботке сварных стыков.
С целью уменьшения сборочно-сварочных операций на строи тельной площадке при монтаже кожуха доменной печи и пыле уловителя применяют предварительное укрупнение в заводских ус ловиях листовых конструкций в блоки из двух-трех листов по высоте, выдерживая при этом железнодорожные габариты. Исполь зование рулонированных заготовок, выполненных в заводских условиях, позволяет резко сократить трудоемкость сборочных и сварочных работ при возведении воздухонагревателей и газопро
водов. Применение |
метода безвыверочного |
монтажа, |
монтажа |
укрупненными строительно-технологическими |
блоками |
позволяет |
|
не только сократить |
трудоемкость работ и |
продолжительность |
строительства, но значительно улучшить качество возводимых со оружений.
Конструкции объектов доменных печей монтируют комплекта ми башенных, козловых и самоходных стреловых кранов в соот ветствии с проектами производства работ. Расположение башен ных кранов на монтаже доменной печи зависит от расположения на монтажной площадке действующих чугуновозных и шлаковозных железнодорожных путей.
Применение монтажных кранов большой грузоподъемности обеспечивает возможность монтажа конструкций укрупненными блоками. Башенные краны располагают таким образом, чтобы каждый из них находился в непосредственной близости от монти руемых объектов (но по возможности вне их пределов) и мог обеспечивать с одной стоянки монтаж конструкций на нескольких объектах. Следует стремиться к равномерной загрузке основных монтажных механизмов.
Стальные и сборные железобетонные конструкции хранят на центральном складе, доставляя их к месту монтажа железнодо рожным и автомобильным транспортом.
Большую роль в успешном проведении работ по строительству доменных комплексов играет сетевое планирование, организация
174
диспетчерской службы и систем оперативного контроля и управ ления.
На строительстве доменных комплексов обычно имеет место такая последовательность производства работ. В подготови тельный период оборудуются площадки укрупнительной сборки и производятся работы по подземным частям сооружений. Мон тажные работы начинают с возведения воздухонагревателей, что позволяет ускорить предоставление фронта работ по огнеупорной кладке и монтажу оборудования. Одновременно приступают к работам по сооружению скиповой ямы и бункерной эстакады. Затем начинают сооружать доменную печь, литейный двор и машинный зал. Несколько позже монтируют пылеуловитель и за тем наклонный мост.
Ниже приведены данные выработки (в кг) на 1 чел-дн на монтаже металлоконструкций доменной печи № 4 Череповецкого металлургического завода
Доменная п е ч ь ................................................................................... |
380 |
Воздухонагреватели............................................... |
258 |
П ы л е ул о в ите ли ................................................................................... |
349 |
Литейный д в о р ................................................................................... |
303 |
Бункерная эста ка д а .......................................................................... |
190 |
Нисходящий газопровод горячего г а з а ................................... |
195 |
Основные технико-экономические показатели по проектам
производства |
работ по |
комплексу доменных |
печей приведены |
|
в табл. 22. |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 22 |
|
Основные технико-экономические показатели по типовым проектам |
||||
производства работ по комплексу доменных печей |
|
|||
|
|
|
Объем печи, м9 |
|
|
Наименование показателей |
2000 |
2700 |
|
|
|
|
||
Объем металлоконструкций, т |
............................................................. |
8109 |
9377 |
|
Объем сборного железобетона, мя ........................................................ |
7895 |
8452 |
||
Объем литья, |
т .......................................................................................... |
|
1976 |
2797 |
Стоимость, тыс. руб ..................................................................................... |
|
2583 |
4094 |
|
Трудоемкость, чел.-смен: |
|
|
|
|
монтажа металлоконструкций и л и т ь я ....................................... |
47944 |
53498 |
||
сборного ж елезобетона..................................................................... |
|
5943 |
7450 |
|
Выработка на 1 человека в смену: |
|
|
||
на монтаже металлоконструкций и литья, к г ...................... |
210 |
229 |
||
сборного железобетона, м3 |
............................................................. |
1,35 |
1,38 |
|
Продолжительность монтажных |
работ, месяцы............................... |
6 ,5 |
7 |
§ 41. МОНТАЖ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
Монтаж объектов центрального узла доменного комплекса начинают с воздухонагревателей. Воздухонагреватели предназна чены для предварительного подогрева воздуха до температуры
175
900—1200° С, подаваемого в печь для горения кокса. Прогрев воздуха уменьшает расход кокса и повышает производительность печи.
Воздухонагреватель представляет собой металлическую герме тическую круглую башню, облицованную и заполненную внутри кладкой из огнеупорного кирпича, имеющей многочисленные кана лы. Воздухонагреватели работают циклично, поэтому для печи
Рис. ХІ.З. Вертикальная установка для разворачивания заготовок воз духонагревателей:
/ — лебедка; 2 — каркас стенда; 3 — рулон; 4 — балка поджатия |
кромок; 5 — |
трос для разворачивания рулона; 6 — нижние упоры |
|
объемом 2700 мг их устанавливают 4 шт. Огнеупорная кладка периодически нагревается очищенными продуктами горения домен ного газа, а затем отдает тепло пропускаемому через нее воздуху.
Кожух воздухонагревателей изготовляют из листовой стали. Днище и купол собирают из отдельных элементов, укрупненных в заводских условиях, а цилиндрическую часть— из рулонных заготовок. Кожух воздухонагревателя монтируют из 14 монтажных блоков массой до 25 т. Разворачивание рулонных заготовок и сбор ку монтажных блоков производят на горизонтальных или верти кальных установках (рис. ХІ.З). Производительность труда на
176
вертикальных установках выше, так как при их применении отпа дает ряд вспомогательных операций и не требуется кантования перед извлечением собранного блока. Монтаж воздухонагревателя начинают со сборки днища, которое совместно с нижним поясом проходит контрольную сборку на заводе-изготовителе и поэтому монтировать его можно с применением фиксаторов. После сборки и сварки днища и первого пояса монтируют царги цилиндрической части кожуха. К собранным из рулонов царгам в нижней части изнутри приваривают временные направляющие планки, обеспечи вающие необходимую точность в процессе монтажа; оборудуют их монтажными подмостями и лестницами. Строповку царг произ
водят |
за 3 точки трехлучевыми траверсами |
грузоподъемностью |
35 т, |
оборудованными геодезическим мостиком, |
используемым для |
определения положения центров царг. После установки и выверки царг производят сварку стыков.
Поднасадочное устройство, состоящее из литых колонн и реше ток, монтируют до монтажа купола. Конструкции купола укруп няют на стенде и целиком устанавливают в проектное положение. Для упрощения работ по огнеупорной кладке купол монтируют после ее завершения. Все монтажные стыки в процессе работ тща тельно проверяют на плотность, а собранный воздухонагреватель испытывают сжатым воздухом на герметичность.
§ 42. МОНТАЖ БЛОКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
Монтаж блока доменной печи включает в себя как монтаж конструкций непосредственно доменной печи, так и ряда соору жений, примыкающих к ней. К ним относятся газоходы и воздухо воды, лифт, наклонный мост, блок пылеуловителя, литейные дво ры. На монтаже этих конструкций доменной печи объемом 2700 ж3 используют два башенных крана БК-1000 или один БК-1000 и са моходный гусеничный кран СКГ-160.
Монтаж кожуха доменной печи (рис. ХІ.4) является наиболее ответственным в монтаже блока доменной печи. До начала монта жа конструкций проводится большой комплекс подготовительных работ, от тщательности выполнения которых зависит темп монтаж ных работ.
Перед монтажом подготавливают площадки и стенды укрупнительной сборки, площадки и стенды автоматической и электро шлаковой сварки, изготовляют и испытывают монтажную оснастку. В соответствии с проектом производства работ заготовляют, ком плектуют, упаковывают и маркируют сборочно-стяжные приспо собления и комплектами подают в зону сборки. Устанавливают монтажные механизмы. Затем начинают укрупнение элементов кон струкций в монтажные блоки, предусматривая в них все необхо димые отверстия: для холодильников, оборудования датчиков, фурменных приборов и вертикальных газоотводов, а также при варивают скобы для крепления рабочих подмостей и лестниц. Укрупнение блоков кожуха печи производят непосредственно в
177
зоне действия монтажного крана. Кожух печи монтируют из 23 укрупненных блоков. Кожух горна собирают из отдельных листов или царг, а при применении электрошлаковой сварки — из укруп ненных заранее на сборочной площадке скорлуп, сваренных из нескольких листов. Укрупнение элементов кожуха в монтажные
Рис. ХІ.4. Схема монтажа кож уха доменной печи:
/ — башенный кран БК-1000; 2 — подъем монтажного блока стропами; 3 — подъем монтажного блока траверсой: 4 — подмости
блоки — чрезвычайно ответственная операция, требующая большой точности и тщательного выполнения сварочных работ с примене нием электрошлаковой и автоматической сварки.
Для обеспечения точности при сборке элементов кожуха при меняют вертикальные планки, устанавливаемые изнутри, а укруп нение царг производят с опережением монтажных работ. Времен ные планки размером 220X80X20 мм устанавливают с шагом
178
1000 мм, их применение позволяет не только обеспечить точность монтажа, но и монтировать по две царги в сутки без проварки горизонтальных швов, что высвобождает до 18 квалифицирован ных сварщиков.
Сборку стыков проверяют на площадке укрупнительной сборки. Перед подъемом на скорлупы навешивают стяжные приспособ ления и обстраивают подмостями. Сборка ведется на фиксаторах, чистых болтах и точеных пробках, а выверка и утяжка — при по мощи стяжных приспособлений. Перед сваркой кожуха все сбороч ные болты удаляют из фиксаторов и неизменяемость кожуха обеспечивается только стяжными приспособлениями, что создает возможность свободной усадки при сварке. Сборка листов и царг
на прихватке не допускается.
Точность сборки кожуха печи предопределяется точностью сборки и установки первых поясов. Поэтому перед монтажом кожуха тщательно принимают фундамент печи, на котором после геодезической разбивки закрепляют центр печи, оси чугунных лёток, наклонного моста и колонн, а также устанавливают высот ный репер и уровень монтажа колонн.
Горизонтальные кольцевые швы кожуха сваривают вручную. Приварку мораторного кольца и кожуха заплечников производят с помощью сварочного трактора, движущегося по верху моратор ного кольца и направляющей пластинке, приваренной к верхней кромке кожуха заплечников по всему периметру царги.
Выборку корня шва на всех стыках кожуха производят с помощью шлифовальных пневматических машинок с армировайными наждачными кругами и воздушно-дуговыми резаками. При менение шлифовальных машинок значительно сокращает трудоем кость этих работ по сравнению с применением пневматических рубильных молотков.
Параллельно с монтажом кожуха монтируют колонны горна и шахты, кольцевую трубу и площадку. Колонны горна устанавли вают вместе с соответствующим листом мораторного кольца, кото рый крепится фиксаторами к кожуху, обеспечивая устойчивость колонны.
Кольцевой воздуховод горячего дутья собирают или из трех укрупненных элементов, устанавливаемых в 'проектное положе ние на временные кронштейны, приваренные к колоннам до их подъема, или монтируют целиком с помощью двух монтажных кранов. Второй способ исключает дополнительные работы по при варке временных кронштейнов и установке подвесных подмостей для выполнения стыков на высоте. Кроме того, монтаж кольце вого воздуховода одним блоком позволяет более точно произвести выверку и стыковку элементов, так как в этом случае их произ водят не на высоте, а в условиях сборочной площадки. Сварные соединения воздуховода испытывают на сборочной площадке да его подъема, 'что также упрощает работу. Воздуховод монтируют обычно совместно с прикрепленными к нему кольцевым монорель сом для смены фурм и газопроводом природного газа.