1概述
本项目 1#高炉炉体容积为 2922m3，本工程工程量大、技术要求高、牵涉专业多、施工难度大、质量标准高、施工工期紧，其中冷却壁设备安装数量多、吨位大、工序复杂，为尽量缩短施工工期，安全优质按时完成该项施工任务，特制订本《冷却壁安装技术总结》。本座高炉炉身第 1~5 段采用灰铸铁（HT200）冷却壁。其中第 1 段 43 块；第 2 段 42 块；第 3 段 42 块；第 4 段 42 块；第 5 段 26 块。第 6~8 段采用铜冷却壁，每段各 42 块。第 9~15 段采用球墨铸铁（QT400-20）冷却壁。其中第9 段 40 块；第 10 段 38 块；第 11 段 36 块；第 12 段 34 块；第 13 段 32 块；第 14 段 30块；第 15 段为“C”型冷却壁，共 36 块。
本次 1#高炉冷却壁安装工程围绕炉体冷却壁安装、耐材砌筑关键线路进行施工部署，外围的施工要服务主线，主辅同步，必须严格控制这条主线，关系到安装工期能否圆满实现。冷却壁安装直接影响项目进度、质量、安全等因素，此部分安装作为安装工程的重点、难点，我公司通过此工程冷却壁的安装总结出高炉冷却壁安装的一套安装方法，该技术总结在介绍冷却壁安装施工方法先进性的同时，取得了一定的经济效益、环境效益、社会效益，也为以后此类型设备安装提供了一些成功的经验。
2、安装论文形成：
高炉冷却壁安装工程高炉施工中的重要项目，其安装的进度和质量直接影响到高炉工程的顺利完成以及投产的使用效果，必须严格控制这条主线，关系到安装工程能否圆满实现。
安装前，进行冷却壁安装措施的准备工作，制作吊盘、保护棚、反力架、吊耳等安装过程需要的平台及工器具。高炉炉体冷却设备的安装系高空作业，为了确保作业人员的人身安全，需选用临时吊盘配合施工。临时吊盘关系到作业人员的生命安全，因而在吊盘设计时应进行安全验算，在吊盘的制作过程中应确保焊缝的焊接质量，在吊盘的使用过程中，应确保吊盘的平稳及吊挂索具的强度及完好性。因此，冷却壁安装技术总结要从安全性、指导性、操作性等因素作为重点进行总结。
3、技术标准
《炼铁机械设备工程安装验收规范》(GB 50372—2006)
《炼铁机械设备安装规范》(GB50679—2011)
《钢丝绳通用技术条件 》(GB/T 20118—2017)
《钢结构焊接规范》(GB 50661—2011)
高炉设备安装相关图纸
其他法规及规程
4、工艺原理
冷却壁安装使用设备制作及吊具准备→高炉内冷却壁安装使用设施安装→冷却壁安装前的检测试压→冷却壁安装及筑炉平台搭设→炉腰以下冷却壁安装及验收→具备炉底、炉缸、炉腹部位砌筑条件→炉腰以上冷却壁安装及验收
5、施工方法及步骤
5.1施工工艺流程
5.1.1冷却壁吊盘安装工艺流程
吊盘材料运至出铁场下→吊运至炉顶平台→炉顶天车调至炉内→吊盘主框架组装
→吊盘主梁焊接→主梁连接梁焊接→吊耳焊接→平台铺板→保险绳安装→倒链安装→ 生命绳安装→提升耐压试验
5.1.2冷却壁压力试验工艺流程
冷却壁到场外观检查→翻身排放→制作安装管口封头→安装串联水管→安装压力表、阀门→→水源、电源、压力泵连接→通水打压→1.5Mpa保压5分钟→1.0Mpa保压30 分钟→满流通球试验→吹干管路→管口封堵
5.1.3冷却壁安装工艺流程
冷却壁到场验收→水压试验→通球试验→炉壳内外安装临时平台→找基准、画线→ 开孔→吊装炉底冷却壁→吊装炉缸冷却壁→吊装炉腹冷却壁→吊装炉腰冷却壁→吊装炉身冷却壁→吊装炉吼钢砖→配管→通水试验
5.2施工要点
5.2.1炉内吊盘安装
考虑到每带第一块冷却壁如果炉外顶推无法使其脱离炉壳，那么就要采用炉内安装临时作业吊盘，进入炉内对每带第一块冷却壁进行吹氧割除。
吊盘主要有框架、辐射梁、伸缩管、铺板、4 个 3T 环链电动葫芦、4 条安全保险绳等。其中吊盘主框架是由 3900mm 主梁 4 根（16a 槽钢对扣焊接），852mm 框架连接梁 4 根(20a 工字钢)，1435mm 辐射梁 8 根（16a 槽钢对扣焊接），852mm 连接小梁 8 根（16a槽钢），1260mm 连接小梁 8 根（16a 槽钢），5mm 花纹钢板 15 平方米组成。辐射小梁由 2根 1400mm 槽钢（12 槽钢）对扣焊接组合而成，共有 8 根辐射小梁组成辐射平台主体结构。3 吨环链葫芦 4 个，Ø16mm 钢丝绳作为吊盘的提升装置和保险绳，吊盘永久荷载量： 2138kg（吊盘主体含辐射小梁）。
1、吊盘除了自身的自重外其主要重量来源于人的重量和小型工具的重量，吊盘作业人员不大于 10 人，800kg，同时放置部分小工具（手拉葫芦、扳手、榔头等）200kg。吊盘及上面可变荷载量：800kg（人员）＋200 ㎏（安装工具）=1000 ㎏。
2、将预组装好的构件运输至出铁场南侧下，通过炉顶 10t 电动葫芦将材料吊运至炉内，吊盘在高炉炉底进行组装和焊接。
3、组装时，首先将一根框架主梁摆放在平整地面上，再将另外一根框架主梁与其连接形成一个十字形后找平，框架主梁之间加连接板进行焊接连接，焊接好后上下加强筋。其次，将框架主梁连接梁与主梁之间进行焊接连接，连接好后检查框架平整度，主框架定位焊接完成后开始在主梁连接梁上焊接辐射主梁，辐射梁安装时上表面必须与主梁上表面在同一平面上。辐射梁安装后安装框架连接小梁，所有框架连接梁之间的节点必须满焊，全部框架组装完毕后进行水平度和焊缝检查。
4、吊盘组装完毕后根据炉顶吊点的设计尺寸焊接提升吊耳及保险绳吊耳，吊耳必须设置在主梁上，环链葫芦和保险绳分别独自设立吊点，吊耳必须打破口，双面焊接， 并加加强筋。
5、吊盘的炉顶提升吊点设置根据炉内拆除钢砖拆除处的内径确定，吊点设在在导出管上，先在导出管上开孔，在孔上方设置吊挂梁，将环链葫芦和保险绳设置在吊挂梁上。如下图所示
6、提升装置设置好后，将炉顶安装好的环链葫芦下放到炉底吊盘组装位置，将环链葫芦和保险绳分别连接在各自的吊耳上，提升装置和吊点连接时四个吊点必须受力均匀。
7、吊盘荷载试验
（1）在吊盘及各吊点安装合格后，将平台提升 500mm 高度静止 6 小时后，做好平台上表面原始标高记录，同时观察各吊点情况。
（2）往吊盘上放置 2t 重物进行耐压试验，当重物放置完毕后，再测量平台上表面标高，并做好记录。同时观察各吊点情况，若无异常，将吊盘静置 6 小时。
（3）吊盘静置 6 小时后检查各吊点情况，若无异常，对平台上表面标高再测量一次，与前一次测量值相比较，若沉降均匀，则吊盘可安全使用。
（4）认真做好试压前和试压后的检查确认工作，主要检查内容包括：吊点、吊耳的焊接情况，钢丝绳变形情况及卡环、绳扣有无松动，滑轮和葫芦的转动情况等。
8、吊盘在使用过程中，将操作人员的生命线设在炉顶上，作业人员必须将安全带悬挂在生命绳上。
5.2.2冷却壁压力试验
1、冷却设备试压前准备工作
（1）试压用设备、介质、材料准备
试压前准备好试压泵、压力表、阀门、软管等设备和材料，水源接通，电源接通。
（2）冷却板外观检查
对到现场的冷却壁根据设计要求进行仔细的外观检查，冷却壁表面应无微细气孔及缺陷，其铸件表面无气泡、沙眼、龟裂和皱皮，另外再检查冷却壁进出水管是否损坏。
冷却壁表面判定标准见下表
冷却板铸件表面无气泡、砂眼、龟裂和皱皮。头部 300 ㎜范围内不允许有任何缺陷和二次处理；头部 300 ㎜外，长 40 ㎜、深 1 ㎜以内的气孔不多余 2 个。
（1）根据制造厂家提供的有关冷却设备的合格质保资料进行报监检验。
（2）试压措施工具报验（阀门、试压泵、压力表等）。2、冷却设备现场布置
冷却设备送到现场后，必须摆放整齐，单块放置，严禁叠层堆放、破坏冷却设备进出口水管，且冷却壁进出水管朝上，防止损坏水管。
冷却设备卸车过程中使用设备自带吊耳，严禁用冷却设备进出水管作为吊装吊点， 摆放过程中注意保护好进出水管。
3、冷却设备试压技术要求
（1）冷却壁安装前需按设计要求进行耐压试验以及通球满流试验，试压装置见下示意图。对于冷却壁可以多块串联进行试压；串联块数为 4 块，若满足设计要求，同时串联的多块冷却壁同时判定为试压合格。
（2）试压注意事项：
1）每块冷却壁试压过程必须做好试压记录，填写冷却壁试压记录表。
2）压力表校验合格后，并且报验后方可使用。
（3）在接管过程中要注意丝扣的密封，以免试压泄漏影响试压效果。
（4）升压过程要注意观察压力表变化，以免升压过快损坏压力表。
（5）试压前检查试压设备及试压段管接头，确认无误后才能开始升压。
4、冷却壁压力、通球试验
冷却壁到现场后，先对进行耐压试验和通球试验，进行耐压试验时，缓慢升压达到1.6MPa 后，保压 5 分钟后压力降≤0.05MPa，然后压力降到工作压力 1.0MPa，保压 30 分钟压力降≤4%，表面无冒汗为合格。
然后进行通球试验，检查冷却水管有无堵塞。对￠60×6 的水管以￠34mm 的木球进行通球试验。对￠76×6 的水管以￠42mm 的木球进行通球试验。以冷却壁内顺利通过木球为合格。耐压和通球试验合格后方可进行安装。
5、炉喉钢砖冷却壁通球、压力试验
再进行耐压试验，缓慢升压达到 1.6MPa 后，保压 5 分钟压力降≤0.03MPa，然后压力降到工作压力 1.0MPa，保压 30 分钟压力降≤3%，表面无冒汗为合格。然后对￠60×6 的水管以￠34mm 的木球用水进行通球试验，以冷却壁内顺利通过木球为合格。通球和耐压试压合格后方可安装。
5.2.3冷却壁安装
1、冷却壁安装前准备工作
按照设计图纸要求完成冷却壁的通球及试压检验，合格后方可进行冷却壁的安装。
（1）在现场进行开孔安装的冷却壁，应根据设计图纸标注的孔位，结合现场实测的冷却壁进出水管位置合螺栓孔的孔位，在炉壳上划出开孔的位置，进行开孔，开孔采用火焰割孔的方法。
（2）完成对炉壳的检查验收，包括炉壳安装的椭圆度、平整度及焊缝质量的检查。
（3）施工机具和材料以及安全措施的准备。
2、冷却壁的安装
（1）安装前，全部冷却壁试压合格，并根据安装顺序运输到安装现场指定位置。
（2）在安装前将固定螺杆与冷却壁螺栓帽进行试拧，确保冷却壁螺栓丝扣质量。
（3）每带冷却壁均设置一块直型冷却壁（合门冷却壁），其它各块均为锲型冷却壁，应先安装其它块锲型冷却壁，最后安装直型冷却壁。
（4）冷却壁安装时，从合门冷却壁对面开始，分二个作业组同时作业，最后安装合门冷却壁，安装顺序如下图所示。
冷却壁安装顺序示意图
（5）通过炉顶电动葫芦将冷却壁下放至安装位置后，然后在炉壳外侧通过冷却水管孔观察冷却壁的位置，使用铁钩钩住事先绑在冷却壁本体螺栓孔吊耳上的钢丝绳，拉至炉外挂到门型支架上的倒链上，一边通过倒链将冷却壁横向拉动，一边操纵电动葫芦进行配合，使冷却壁向炉壳位置就位，冷却壁安装如下图所示。
冷却壁安装过程示意图
（6）当冷却壁吊入炉壳内时，炉壳内的起重指挥与起重司机之间的通讯应明确畅通，冷却壁应缓慢下降，并缓慢靠近炉壳侧壁。站在炉壳外的上下两侧平台上的操作人员利用手拉葫芦将冷却壁缓慢牵引，对准安装孔的位置就位，就位后上紧螺栓及垫圈。冷却壁就位过程如下图所示。
（7）冷却壁完全就位（即螺栓、冷却管等穿出炉壳，螺栓凸台完全顶紧炉壳内表面）后，先将没有安装吊耳的螺栓孔上的螺栓装好，再松掉横向拉动的倒链，卸下吊耳， 安装螺栓，最后将所有螺栓紧固到位。
（8）冷却壁完全就位检查合格后，在距冷却壁端面 5mm 处用气割割去吊耳。
（9）冷却壁的安装螺栓留有富余量，在现场安装拧紧螺母后，应在距螺母 15mm 处切除多余部分，在去除毛刺。
（10）铁口框的冷却壁与第 3 带冷却壁同步进行安装。每安装完成两带冷却壁后进行冷却壁的调整，即对冷却壁的安装标高、水平度、壁间间隙、邻接差等值进行调整。安装调整检查合格完成后，再焊上密封罩（螺栓与螺母、垫圈与炉壳之间不焊接）。
（11）为了安全起见安装吊盘上的禁止堆放冷却壁，冷却壁放入炉内后直接进行安装。第 1 带冷却壁安装高度不高，操作人员直接站在炉内作业
3、冷却壁安装注意事项
（1）冷却壁安装前应在安装位的炉壳上用测量仪器放线，标出冷却壁的安装的位置及间隙，冷却水管的位置应按实际到货的冷却壁分中实测，再反映到炉壳上，并与炉壳上原有的孔校验，如有差错，经与有关部门商定后，方可处理。安装过程定位检测如下图所示。
（2）吊装冷却壁时应利用吊耳和安装螺栓孔起吊安装，严禁用水管套管以及计测管做吊运点，安装检查合格后在距冷却壁端面 5mm 处用气割割去吊耳。
（3）冷却壁安装过程中应注意对成品的保护，不得碰撞、大锤敲击冷却壁，严禁冷却壁与炉壳之间发生碰、挂。
（4）冷却壁安装时，应待冷却壁安装标高、水平度、壁间间隙、邻接差等调整完成后，方能拧紧冷却壁的安装螺栓。
（5）冷却壁的安装螺栓应均匀紧固，每块冷却壁有 3 颗安装螺栓，安装时必须保证 3 螺栓座与炉壳接触。
（6）冷却壁安装后，冷却壁水管与炉壳水管孔边缘不得接触，水管与水管孔的左右间距应尽量相同，与水管孔上部的间距应略小于其与下部的间距。
（7）冷却壁安装完毕并检验合格后，再安装冷却水管的密封板、密封箱、波纹伸缩节。
（8）波纹伸缩节现场安装注意事项：
保护环是为保护波纹伸缩节波形而设置，安装时待与冷却壁的进出水管焊接完成之后，方可撤去保护环，然后再安装防尘橡胶圈及密封圈。
4、冷却壁安装要求
（1）运输及安放过程
每块冷却壁均设有一至两个吊耳，必须用吊耳进行吊装冷却壁，不允许冷却壁水管受力吊装。冷却壁放置必须热面朝下，不可将冷却水管压在下面。
吊运、停放和施工过程中，不可碰撞水管，进出水管的塑料密封盖在铜冷却壁外接管之前吊运、安装、施工过程中不得拆卸。
（2）冷却壁安装过程
1）冷却壁吊装前必须先进行以下预装项目：
①水管上套上密封圈，在冷却壁安装前，其进出水管的保护套管前端必须先套上密封圈，防止耐火材料进入水管与套管之间，也防止耐火材料漏出炉壳外；
②取出吊环螺塞，装上吊环螺钉；
③取出螺孔的塑料堵头。
2）冷却壁吊装时，吊装应缓慢，按事先在炉体编好的号对座安装冷却壁。
3）吊装初步就位后，调整冷却壁安装的正确位置，安装固定螺栓及测温管。并校正冷却壁的正确位置，并检查进出水管与炉壳开孔处的径向间隙不少于 6mm，如可按对角线交错逐步扭紧螺母，一边拧紧一边检查冷却壁变动情况，必须确保水管与炉皮开孔的径向间隙到达 6mm 以上。整圈安装完毕后亦应再检查一次，如有部分达不到以上要求应再次松掉螺栓直至调整好为止。
4）检查进出水管的保护套管密封圈是否紧靠炉壳，密封圈要有一定压缩量。
5）水管与波纹管补偿器、波纹伸缩器与炉壳焊接必须确保不泄漏煤气。焊前应采取必要措施以防止火花溅射损坏其它波纹管，波纹补偿器与水管要求对中定位。焊缝要求严密以防止煤气泄漏。
（3）冷却壁安装前完成合格证、质保书、检验报告等资料的报验手续。5、冷却壁安装允许误差
相邻冷却壁的不平度（顶面和侧面）允许偏差≤5 ㎜，最小缝隙不得小于 15 ㎜，冷却壁与风口法兰、铁口框的最小缝隙不得小于 10 ㎜。
冷却壁安装允许误差表
5.2.4炉喉钢砖安装
（1）炉喉钢砖利用炉内吊盘升至安装位置，炉顶 10T 电动葫芦将钢砖吊入炉内，一边通过倒链将冷却壁横向拉动，一边操纵电动葫芦进行配合，使钢砖向炉壳位置就位。
（2）钢砖安装时，应待钢砖安装标高、水平度、壁间间隙、邻接差等调整完后， 方可拧紧冷却壁安装螺栓。
（3）炉喉有两层钢砖冷却壁，安装间隙横向间隙为 30mm，纵向间隙为 30mm。
（4）冷却壁安装完毕检验合格后，再安装冷却壁水管的波纹伸缩节。
参考文献
[1]师志民. 马钢新区高炉冷却壁安装施工工艺探讨.冶金工业.安徽冶金科技职业学院学报.2015.2
[2]张福明，程树森 . 现代高炉长寿技术 [M]. 北京.冶金工业出版社 ：2012
