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大型鼓風(fēng)機基礎施工控制研究理工論文
摘要:高爐鼓風(fēng)機組是冶金行業(yè)高爐煉鐵生產(chǎn)工藝系統中的動(dòng)力供風(fēng)關(guān)鍵設備。隨著(zhù)中國經(jīng)濟建設中環(huán)保、節能戰略的推進(jìn),高爐大型化成為冶煉行業(yè)的發(fā)展方向,越來(lái)越多的大型鼓風(fēng)機被運用在各項工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中。為確保其安全、高效的工作,如何設計與實(shí)現大型鼓風(fēng)機的基礎施工控制就至關(guān)重要。本文就對其基礎施工控制做出一定的研究。
關(guān)鍵詞:大型鼓風(fēng)機;施工控制;混凝土施工;裂縫控制
在冶金行業(yè)中,大型高爐鼓風(fēng)機是非常重要的復雜設備,具有永久性、隱蔽性、及不可修復性等特點(diǎn),決定了高爐鼓風(fēng)機工程必須質(zhì)量?jì)?yōu)良、經(jīng)久耐用。如何對大型鼓風(fēng)機的基礎施工控制達到質(zhì)量最大化的效果,一直都是一項重要的內容。接著(zhù),我們就來(lái)對大型鼓風(fēng)機做一個(gè)基礎的認識以及其基礎施工中可能出現的問(wèn)題和如何控制做出一個(gè)大體的研究。
大型鼓風(fēng)機基本介紹
1.大型鼓風(fēng)機的定義
大型高爐鼓風(fēng)機組是指為4000立方米以上大型高爐配備的動(dòng)力供風(fēng)設備,包括大型鼓風(fēng)機、自控系統、電控系統及驅動(dòng)機等、大型鼓風(fēng)機風(fēng)量可達到7000-10000Nm3/min,驅動(dòng)功率可達到30000-60000kW,大型鼓風(fēng)機中壓縮機屬于高技術(shù)密集型透平機械,其中最重要的因素當屬可靠性,其次能耗、調節范圍、噪音等參數也是衡量其技術(shù)先進(jìn)與否的關(guān)鍵。
2.大型鼓風(fēng)機的生產(chǎn)背景
隨著(zhù)中國經(jīng)濟建設中環(huán)保、節能戰略的推進(jìn),可持續發(fā)展戰略的實(shí)行,高爐大型化成為冶煉行業(yè)的發(fā)展方向。這就對大型高爐鼓風(fēng)機國有化提出了緊迫要求。目前中國陜西鼓風(fēng)機集團從瑞士公司引進(jìn)技術(shù)后不斷發(fā)展,已具備制造大型鼓風(fēng)機的能力,完全可以滿(mǎn)足大型高爐的要求。
而同時(shí),隨著(zhù)中國經(jīng)濟的持續高速、穩定發(fā)展,中國的鋼鐵行業(yè)也進(jìn)入了新一輪快速發(fā)展。寶鋼作為中國最具競爭力的鋼鐵企業(yè)之一,也通過(guò)新建項目及對現有設備進(jìn)行挖潛擴大產(chǎn)能,提升競爭力。隨著(zhù)GDP的持續、穩定增長(cháng),也面臨著(zhù)日益嚴峻的環(huán)保形勢,出臺了一系列節能減排的強制性措施,其中最主要的就是高爐大修擴容。而隨著(zhù)高爐的改造,也提高了對風(fēng)量、壓力的需求。鼓風(fēng)機作為高爐的主要設備,其出口的風(fēng)量、風(fēng)壓也隨之提高。這樣,安全問(wèn)題也隨之產(chǎn)生,大型鼓風(fēng)機的基礎施工控制問(wèn)題也就需要很好的解決方案。
3.大型鼓風(fēng)機基礎施工特點(diǎn)及方法
鼓風(fēng)機基礎具有永久性、隱蔽性及不可修復性等特點(diǎn),其結構形式為二層框架形式。正是因為其這些特點(diǎn),決定了大型高爐鼓風(fēng)機基礎施工必須質(zhì)量?jì)?yōu)良、經(jīng)久耐用。
為此,國內外很多大型鼓風(fēng)機的基礎施工都采用的是大體積混凝土一次澆注施工的方法。雖然這方法比較成熟,不過(guò)這同時(shí)也具有一些弊端。大體積混凝土的施工,往往由于水泥用量過(guò)大,沙石等材料配比不嚴密,水灰比大,澆注速度快等原因造成混凝圖裂縫,而裂縫的產(chǎn)生能?chē)乐赜绊懙交炷恋馁|(zhì)量和以后的使用功能,也對大型鼓風(fēng)機的安全提出了挑戰。而且還存在著(zhù)工期長(cháng),過(guò)度使用造成人力物力資源的浪費。
二、大型鼓風(fēng)機基礎施工控制
1.大型鼓風(fēng)機基礎施工措施
大型鼓風(fēng)機基礎施工一般分為兩層,一層為基礎底板,一層為柱及框架梁板�；A底板施工過(guò)程中底板一般為1.5m至3m厚,混凝土澆筑量大。應按照大體積混凝土施工措施進(jìn)行施工�？蚣芰汉穸纫话愦笥�1m,對于梁板的腳手架搭設等相關(guān)措施需要進(jìn)行必要的計算。
2、大型鼓風(fēng)機基礎施工過(guò)程中應注意的問(wèn)題
1)、對混凝土裂縫的解決方案
大型鼓風(fēng)機基礎施工中,混凝土裂縫是不可避免的,只能最大程度上去減少裂縫的數量和提高混凝土的質(zhì)量,卻不能完全消除裂縫。其中裂縫的成因大概有幾個(gè)方面。
首先,混凝土的收縮引起收縮裂縫,主要因素是用水量和水泥用量,兩者越高,混凝土的收縮就越大,混凝土的逐漸散熱和硬化過(guò)程引起的收縮,會(huì )產(chǎn)生很大的收縮應力,如果應力超過(guò)當時(shí)的混凝土極限抗拉強度,就會(huì )產(chǎn)生裂縫。對于這種裂縫,要求在混凝土澆筑后要及時(shí)覆蓋及養護。
其次,混凝土內外部溫差過(guò)大也會(huì )產(chǎn)生裂縫。其主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內外部溫差過(guò)大。尤其是大體積混凝土,更易產(chǎn)生此類(lèi)裂縫。由于大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑,澆筑后,水泥因為水化引起水化過(guò)熱,而混凝土體積大,熱量聚集在起內部不易散發(fā),升溫顯著(zhù);而混凝土外部則散熱較快,形成較大的溫度差,使其內部產(chǎn)生壓應力,表面產(chǎn)生拉應力。此時(shí),混凝土齡期短,抗拉強度很低。當表面產(chǎn)生的抗拉應力超過(guò)其極限抗拉強度時(shí),就會(huì )產(chǎn)生裂縫。
對于混凝土裂縫的控制,可以從外部結構和內部原材料兩個(gè)方面加以控制。
外部結構而言,可以在混凝土基礎頂面和底面配置φ16@200鋼筋網(wǎng)來(lái)控制溫差裂縫。還可設置一道寬800mm的后澆帶來(lái)釋放溫度應力,確�；A整體剛性連接較好,滿(mǎn)足結構應力需求。
內部原材料來(lái)說(shuō),可以選擇其他水化熱較低種類(lèi)的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥,有利于克服因溫度應力而產(chǎn)生的混凝土裂縫。還可以控制沙石的含泥量,提高混凝土的密實(shí)性、耐久性和抗裂性。也可以在混凝土中摻加標準粉煤灰來(lái)提高其抗滲性和耐久性,減少收縮;摻加適應比例的減水劑和引氣劑,大大減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量,改善其和易性降低水灰比,有助于提高混凝土的抗裂性能;同時(shí)在其中摻加微膨脹劑,補償收縮及減少溫度應力。
施工過(guò)程中的控制
對于以上對混凝土裂縫的控制并不都是萬(wàn)全之策,同時(shí)還需要在基礎施工過(guò)程中達到很好的控制。
由于大型鼓風(fēng)機基礎表面積較大體積基礎要大很多,故此在施工過(guò)程中有些大體積混凝土施工措施可以進(jìn)行省略,一般采用以下措施既可:
控制混凝土入模溫度在25度以下,初凝在4小時(shí)以上。這樣做的目的是為了使材料水冷和風(fēng)冷充分降溫,各生產(chǎn)環(huán)節也加強保溫以免冷量損失,降低混凝土初始溫度。加強保溫保濕工作,降低內外溫差。這樣的話(huà)可以使混凝土裂縫最小化,也能最大程度上保證大型鼓風(fēng)機的安全問(wèn)題,使其能更經(jīng)久耐用。
澆注過(guò)程中由于受到支護措施的限制,在混凝土澆注過(guò)程中,采用分層澆注的方法施工,一層大約厚300mm,澆筑速度控制在500mm/小時(shí)。這樣既可以保證腳手架支護系統的穩定性,又使得混凝土水花熱得到了充分的時(shí)間散發(fā),能有效地減少澆注完畢后混凝土內外溫差,防止裂紋的產(chǎn)生
2、預埋地腳螺栓的施工
大型鼓風(fēng)機基礎由于其動(dòng)載荷較大,一般梁板鋼筋相對很密,故此地腳螺栓的安裝難度相當之大。故此在大型鼓風(fēng)機施工過(guò)程中對于地腳螺栓或套管埋設要放在頂板模板和鋼筋安裝過(guò)程中去安裝,切不可等鋼筋安裝完畢后再進(jìn)行地腳的安裝。施工流程為:
首先待梁底板鋪設完畢后進(jìn)行放線(xiàn),確定地腳螺栓的位置。
然后用角鐵或埋件將地腳螺栓底板進(jìn)行固定
固定完畢后進(jìn)行鋼筋綁扎
綁扎完畢后進(jìn)行預埋件的埋設,此時(shí)由于下部位置固定,則預埋件只需要固定在底板上即可
待鋼筋調整完畢后,在上方對預埋件進(jìn)行精調,同時(shí)在上部進(jìn)行固定。
4.其它的一些控制方法
除以上主要列出的大型鼓風(fēng)機基礎施工出現的一些問(wèn)題和基本解決方法之外,還可以借鑒使用一些早已研發(fā)出來(lái)的技術(shù)工作和施工措施,如低水化熱控制;基礎底部滑動(dòng)層控制;控制澆筑層厚;低塌落度控制;自動(dòng)測溫、恒溫控制等。
結語(yǔ):大型鼓風(fēng)機對于現代我國冶金行業(yè)已經(jīng)是大勢所趨,是發(fā)展的必要,我國也已經(jīng)有了自己的大型鼓風(fēng)機創(chuàng )造研發(fā)技術(shù)和能力,這表明我國在重工業(yè)產(chǎn)業(yè)中也是位列世界的前茅!以上我列舉了一些對大型鼓風(fēng)機基礎施工控制的研究,也只是我個(gè)人的一點(diǎn)小小見(jiàn)解,可能不夠完善不夠全面,還望大家多提寶貴意見(jiàn),幫助我完成這次學(xué)術(shù)研究!
文獻參考:
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