侯玉偉，王海鵬，周慶子

（馬鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 馬鞍山 243000）

馬鋼股份第二煉鐵總廠(chǎng)3號(hào)高爐于2004年5月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)煉鋼生鐵90萬(wàn)t，配置東西雙矩形出鐵場(chǎng)，全混凝土結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)平臺(tái)板設(shè)置在渣鐵溝底部平面。為滿(mǎn)足工藝要求，出鐵場(chǎng)平臺(tái)板上部填墊砂層1.5～2m并砌筑1層耐火磚面層。高爐爐前平臺(tái)是高爐區(qū)域操作環(huán)境最?lèi)毫?、環(huán)境污染最多的一個(gè)區(qū)域[1]。2016年10月，3號(hào)高爐大修期間進(jìn)行了出鐵場(chǎng)平坦化改造。

1 原出鐵場(chǎng)存在的問(wèn)題

馬鋼3號(hào)高爐一代爐齡生產(chǎn)過(guò)程中，出鐵場(chǎng)陸續(xù)暴露出以下不足：（1）出鐵場(chǎng)偏??；（2）出鐵場(chǎng)坡度較大，最大高差約1.2m，且表面凹凸不平，不利于爐前設(shè)備和渣鐵溝的維護(hù)和檢修，不便于檢修設(shè)備的運(yùn)行；（3）除塵效果不理想；（4）渣鐵溝混凝土擋墻上部破損嚴(yán)重，溝蓋板變形嚴(yán)重，不能有效封閉，大量跑冒煙氣，爐前環(huán)境惡劣；（5）東西出鐵場(chǎng)之間沒(méi)有專(zhuān)用通道，爐前工人需穿過(guò)風(fēng)口平臺(tái)，通行不方便；（6）風(fēng)口平臺(tái)擁擠。

2 改造方案選擇

出鐵場(chǎng)平坦化改造一般采取以下2種方法：（1）墊砂層平坦化。原有出鐵場(chǎng)梁柱保持不變（或加固改造），四周擋墻、渣鐵溝混凝土擋墻增高，內(nèi)填墊砂層，出鐵場(chǎng)上表面鋪設(shè)平臺(tái)面層。此種改造方法要求原有出鐵場(chǎng)梁、柱、平臺(tái)以及基礎(chǔ)能滿(mǎn)足平坦化改造后的荷載條件，具有投資省、施工周期短的特點(diǎn)。（2）無(wú)墊砂層平坦化。原有出鐵場(chǎng)梁、柱、基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)樓板保持不變（或局部加固），在其結(jié)構(gòu)樓板上部植筋，新增梁、柱和新結(jié)構(gòu)樓板（平臺(tái)），新老結(jié)構(gòu)樓板（平臺(tái)）之間形成架空層。

由于馬鋼3號(hào)高爐大修工期非常緊張，資金投入有限，經(jīng)對(duì)出鐵場(chǎng)梁、柱、基礎(chǔ)和平臺(tái)板現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)和結(jié)構(gòu)校核后，決定采用墊砂層平坦化方法改造原出鐵場(chǎng)。

3 具體改造方法

出鐵場(chǎng)平坦化改造總體方案：東出鐵場(chǎng)平坦化改造，南側(cè)出鐵場(chǎng)平臺(tái)擴(kuò)建（與東出鐵場(chǎng)平坦化改造同時(shí)進(jìn)行），西出鐵場(chǎng)平坦化改造，爐前除塵系統(tǒng)改造，風(fēng)口平臺(tái)改造和擴(kuò)建。馬鋼3號(hào)高爐出鐵場(chǎng)平坦化改造后平面布置示意圖如圖1所示。

圖1 馬鋼3號(hào)高爐出鐵場(chǎng)平坦化改造后平面布置示意圖

（1）出鐵場(chǎng)平坦化。保護(hù)性拆除出鐵場(chǎng)泥炮、開(kāi)口機(jī)、爐前操作室內(nèi)液壓設(shè)備，拆除出鐵場(chǎng)上構(gòu)筑物，拆除清理出鐵場(chǎng)耐火磚、墊砂層、渣鐵溝擋墻。拆除和清理工作完成后，對(duì)出鐵場(chǎng)四周擋墻上表面、渣鐵溝擋墻底板基礎(chǔ)鑿毛、打孔、高壓水洗凈后，進(jìn)行植筋、綁筋、支模工作，驗(yàn)收合格后澆筑耐熱混凝土。新澆筑的混凝土擋墻檢驗(yàn)合格后，底部填砂并夯實(shí)。填砂層上部鋪300mm厚碎石，夯實(shí)找平后在其上部綁鋼筋并澆筑300mm厚混凝土，待養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后，用切割機(jī)切出膨脹縫?？紤]到渣鐵溝兩側(cè)混凝土受熱、受壓后易開(kāi)裂、粉化的特性，在其兩側(cè)1.2～1.5m范圍內(nèi)采用230mm×114mm×75mm高鋁磚立砌，同時(shí)考慮一定坡度，防止出鐵場(chǎng)沖洗水等進(jìn)入渣鐵溝。渣鐵溝砌筑并烘烤完成后，安裝溝蓋板密閉渣鐵溝，溝蓋板上表面與渣鐵溝上沿平齊。渣鐵溝改造前后斷面示意圖如圖2、圖3所示。

圖2 馬鋼3號(hào)高爐渣鐵溝改造前斷面示意圖

圖3 馬鋼3號(hào)高爐渣鐵溝改造后斷面示意圖

（2）出鐵場(chǎng)擴(kuò)建。出鐵場(chǎng)擴(kuò)建采用鋼結(jié)構(gòu)框架形式。在出鐵場(chǎng)南側(cè)新建65.5m×6m鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)。出鐵場(chǎng)擴(kuò)建時(shí)，同時(shí)進(jìn)行如下3項(xiàng)工作：①在鐵路線(xiàn)之間開(kāi)挖、綁筋、支模、澆筑A線(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)框架柱5～8基礎(chǔ)，養(yǎng)護(hù)期結(jié)束并驗(yàn)收合格后，安裝鋼結(jié)構(gòu)柱；②拆除原東西出鐵場(chǎng)鐵水罐位平臺(tái)（6.0m標(biāo)高）上方除塵頂吸罩，將鐵水罐位平臺(tái)混凝土柱頂鑿毛、打孔、高壓水洗凈后，植入專(zhuān)用螺栓，二次灌漿。養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后安裝鋼結(jié)構(gòu)柱1～4、9～12；③在出鐵場(chǎng)B線(xiàn)混凝土柱1～12外側(cè)8m標(biāo)高處制作安裝鋼結(jié)構(gòu)梁埋件，鑿毛、打孔、高壓水洗凈后，植筋并焊接預(yù)埋鋼板，鋼板與出鐵場(chǎng)混凝土柱之間灌漿，共8處，以便后續(xù)安裝平臺(tái)主梁。植筋時(shí)，使用化學(xué)強(qiáng)力劑加強(qiáng)處理，保證植筋質(zhì)量。上述3項(xiàng)工作完成后，安裝出鐵場(chǎng)擴(kuò)建平臺(tái)主梁、次梁和平臺(tái)板，東西出鐵場(chǎng)貫通，并安裝鐵水罐位側(cè)吸除塵罩。出鐵場(chǎng)擴(kuò)建平臺(tái)上部制作、安裝廠(chǎng)房和屋頂，屋頂下方設(shè)10t電動(dòng)葫蘆，方便爐前小件備品備件在東西出鐵場(chǎng)之間倒運(yùn)。考慮到爐前行車(chē)極限無(wú)法吊裝溝蓋板10、19，10t電動(dòng)葫蘆軌沿鐵溝軸向方向伸入1.5m。出鐵場(chǎng)擴(kuò)建平臺(tái)上表面綁1層鋼筋，澆筑80mm厚耐熱混凝土，并安裝鐵水罐位觀(guān)察孔8處（東西出鐵場(chǎng)各4處，常用鐵水罐位處呈“品”字形布置），以便觀(guān)察鐵水罐上方鐵水下落情況。

（3）爐前除塵系統(tǒng)改造。原東西出鐵場(chǎng)除塵捕集點(diǎn)布置情況：鐵口頂吸各1處、側(cè)吸各2處，鐵水罐位頂吸各2處，撇渣器除塵與鐵口除塵共用。受原始條件限制，出鐵場(chǎng)除塵總管不在同一標(biāo)高，立面方向上呈“U”形布置，標(biāo)高分別為9.0m、12.9m，布置在出鐵場(chǎng)邊上。新除塵總管外移3.7m，在A線(xiàn)柱頂制作安裝除塵總管管托，安裝除塵總管，管中心標(biāo)高15.4m，與布袋入口標(biāo)高基本保持一致。針對(duì)撇渣器處除塵效果不佳的情況，此次除塵系統(tǒng)改造新設(shè)計(jì)東西出鐵場(chǎng)撇渣器獨(dú)立除塵捕集點(diǎn)各1處，新增撇渣器除塵管道穿過(guò)出鐵場(chǎng)平臺(tái)板在下部與鐵口區(qū)除塵管相接。考慮到除塵風(fēng)機(jī)和布袋未做改造，為保證風(fēng)量的合理分配，經(jīng)計(jì)算后，封堵東西出鐵場(chǎng)鐵口遠(yuǎn)端側(cè)吸口各1處，并對(duì)鐵口區(qū)域進(jìn)行了封閉處理，保證煙塵被最大限度通過(guò)出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)吸走。鐵水罐位上方原頂吸罩改為側(cè)吸罩。運(yùn)行實(shí)踐表明，改造后的出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)除塵效果得到了極大改善。

（4）風(fēng)口平臺(tái)改造和擴(kuò)建。原風(fēng)口平臺(tái)與出鐵場(chǎng)同寬，南北兩側(cè)各布置爐體冷卻水集水槽一排，檢修空間有限，不利于送風(fēng)支管、大中小套檢修和更換。原風(fēng)口平臺(tái)是在混凝土表面砌筑一層耐火磚，因此表面高低不平，灰塵清理困難[2]。風(fēng)口平臺(tái)改造方法：拆除、清理風(fēng)口平臺(tái)上部集水槽和耐火磚；風(fēng)口平臺(tái)北側(cè)安裝新集水槽，在原位置外移至混凝土梁邊緣；風(fēng)口平臺(tái)南側(cè)新建18m×2.9m鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，頂部綁1層鋼筋，澆筑80mm厚耐熱混凝土，同時(shí)安裝外移的集水槽及回水管；原風(fēng)口平臺(tái)上部澆筑耐熱混凝土，由爐體向外留一定坡度。為解決爐役后期爐體打水時(shí)的排水問(wèn)題，沿風(fēng)口平臺(tái)南北外側(cè)混凝土梁邊緣內(nèi)側(cè)設(shè)置混凝土排水溝各1處，通過(guò)管道與干炸坑外側(cè)排水溝相接。擴(kuò)建的風(fēng)口鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)與下層出鐵場(chǎng)擴(kuò)建平臺(tái)之間的空間封閉后，作為爐前小件備品備件庫(kù)和專(zhuān)用工器具室。

4 結(jié)束語(yǔ)

馬鋼3號(hào)高爐出鐵場(chǎng)平坦化改造采用出鐵場(chǎng)平坦化改造和擴(kuò)建、除塵系統(tǒng)改造、風(fēng)口平臺(tái)改造和擴(kuò)建，溝蓋板密閉渣鐵溝，出鐵場(chǎng)廠(chǎng)房彩瓦更換、采光帶擴(kuò)大，出鐵場(chǎng)綜合管線(xiàn)整治更換、廠(chǎng)房防腐等一系列措施，使得爐前環(huán)境得到了極大改善。（1）出鐵場(chǎng)機(jī)械化水平得到有效提升，進(jìn)一步降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和改善了勞動(dòng)條件，有利于爐前設(shè)備、渣鐵溝的維護(hù)和檢修以及檢修設(shè)備的運(yùn)行。（2）東西出鐵場(chǎng)的貫通，方便物料、小件備品備件的運(yùn)輸和爐前工人的穿行。（3）專(zhuān)用工器具室設(shè)置，解決了爐前堆放雜亂的問(wèn)題。（4）10t電動(dòng)葫蘆的設(shè)置，有利于小件備品備件的運(yùn)輸。（5）渣鐵溝蓋板封閉、除塵總管改造、鐵口區(qū)域封閉、撇渣器除塵點(diǎn)的增加、鐵水罐位除塵頂吸改側(cè)吸，使得爐前除塵效果得到了極大改善。（6）風(fēng)口平臺(tái)改造和擴(kuò)建使得送風(fēng)支管、風(fēng)口設(shè)備檢修和更換更加方便。運(yùn)行實(shí)踐表明，馬鋼3號(hào)高爐出鐵場(chǎng)平坦化設(shè)計(jì)和改造效果明顯，達(dá)到了改善爐前環(huán)境、滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的目的，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。