高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法与流程

本发明涉及高炉拆除技术领域，具体涉及一种高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法。

背景技术：

目前，高炉的拆除还普遍采用大型起重设备，从炉项开始往下一层一层的拆除，这种方法施工虽然安全性高，但速度慢，大型起重机的使用多，不经济。定向倾倒式拆除技术目前在很多高耸建筑物(如烟囱)的拆除工程上采用，但该技术还没有应用到高炉的拆除上，加之在保证厂房周边设备正常生产的条件下，高炉带框架一起拆除，拆除技术难度大。

某钢厂某号高炉本体设备带框架结构重约1861吨，耐材重约891吨，高炉本体及框架最高点约60m、风口平台炉体直径为7.27，炉底平台直径为8.59m，如果采用带框架的定向倾倒式拆除方法拆除高炉，能提高拆除效率，节省拆除工期2/3以上，拆除时不需要采用大型起重机，节省施工用机械费用，使拆除成本降低30％以上。

为了实现高炉的定向倾倒，需要在高炉倾倒方向的一侧底部开一个口，开口的位置必须经过精准的定位设计，高炉才能准确倒向设置好的减震地带，确保拆除安全。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法，确保高炉拆除时能够准确倾倒在预先设置好的减震地带上，确保周围建筑物的安全。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法，包括以下步骤：

a、根据设计的高炉倾倒方向确定开口区域的方位；

b、确定开口区域的形状、尺寸以及高度；

c、在设定的开口区域内切割一个初始窗口，再从初始窗口的位置开始，将整个开口区域内的炉壳切除，同时将冷却壁以及耐火材料层破除，得到开口。

进一步地，步骤b中，所述开口区域包括依次连接的下层开口和上层开口，所述下层开口与上层开口的中线重合，且下层开口的长度大于上层开口的长度。

进一步地，在高炉的圆周上，下层开口对应的圆心角大于180°，上层开口的圆心角小于180°。

进一步地，设定的开口区域展开为平面后呈凸字形。

进一步地，所述下层开口的高度为1.2至1.8m，上层开口的高度为0.8至1.2m。

进一步地，步骤b中，开口区域的底边高于高炉的风口平台0.8至1.5m。

进一步地，所述初始窗口位于上层开口的一端。

进一步地，步骤c中，人工采用火焰切割的方式对炉壳进行切割，得到初始窗口。

进一步地，步骤c中，采用钢结构液压剪从初始窗口的位置开始，将整个开口区域内的炉壳切除，同时将冷却壁以及耐火材料层破除。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明对高炉进行开口，可以确保高炉拆除时能够准确倾倒在预先设置好的减震地带上，确保周围建筑物的安全。

附图说明

图1为本发明开口的主视示意图。

图2为图1中a-a的剖视示意图。

附图标记：100—高炉；101—下层开口；102—上层开口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法，包括以下步骤：

a、根据设计的高炉倾倒方向确定开口区域的方位。高炉100的周边有许多其他的配套设备如高炉煤气放散塔、高炉煤气管道、水处理变压器等，因此，必须根据工厂设备的分布，合理地确定高炉100的倾倒方向，避免倾倒区域到其他设备的距离较短而影响其他设备的正常运行。确定好高炉100的倾倒方向后即可确定开口的方位，开口的方位与高炉100的倾倒方向一致，即开口的竖直中线要与高炉100中心线的设计倾倒轨迹重合，从而保证高炉100准确地朝着设计的倾倒方向倾倒。

b、确定开口区域的形状、尺寸以及高度。开口尺寸是确定高炉100能否实现偏心失稳的关键，开口尺寸过小，则不容易控制高炉100的倾倒以及倾倒方位，开口尺寸过大，则可能导致高炉100在开口时不稳定而坍塌，威胁工作人员的安全。此处的开口高度是指开口位置到高炉100底部或者其他平台的距离，合理的开口高度，可以防止高炉100在倾倒过程中发生偏转，可有效缩短倒塌前冲距离，开口高度过高，高炉100着地后会向前冲较长的距离，不利于保证周边设备的安全。因此，经过计算与软件模拟，开口的形状、尺寸以及高度满足以下要求为最佳：

所述开口区域包括依次连接的下层开口101和上层开口102，下层开口101的长度大于上层开口102的长度，下层开口101和上层开口102组成的开口区域展开为平面后呈凸字形，所述下层开口101与上层开口102的中线重合，在高炉100的圆周上，下层开口101对应的圆心角大于180°，上层开口102的圆心角小于180°。下层开口101的高度为1.2至1.8m，优选为1.5m，上层开口102的高度为0.8至1.2m，优选为1m。此处下层开口101和上层开口102的高度是下层开口101和上层开口102的尺寸参数，不代表下层开口101和上层开口102到某个水平平台的距离。

当开口形成后，保留弧段(即下层开口101两端之外的、连接开口区域上下方的炉体)的抗压和抗剪强度低于轴向压力和切向推力时，整个高炉100将会倾倒。开口设计是高炉100倾倒的重要步骤，考虑高炉100定向倾倒不受阻，高炉100开口形状应以矩形为宜，即下层开口101展开为平面后呈矩形，这样高炉100在初始倾倒过程中，初始开口闭合路径长，承压区逐渐增大，保证了压缩破坏过程的对称性，从而控制了高炉100倾倒的定向性。下层开口101对应的圆心角大于180°，优选为230°，上层开口102的圆心角小于180°，保证足够的开口大小的同时，又能够保证开口后高炉100还能保持稳定。开口区域的底边高于高炉100的风口平台0.8至1.5m，优选为1.1m。

c、在设定的开口区域内切割一个初始窗口，初始窗口的尺寸为3*2.5m，且位于上层开口102的一端。具体地，由人工采用火焰切割的方式对炉壳进行切割，得到初始窗口。再从初始窗口的位置开始，将整个开口区域内的炉壳切除，同时将冷却壁以及耐火材料层破除，得到开口。

整个开口区域内的炉壳切除都可以采用人工火焰切割的方式，但效率较低，且需要消耗大量的氧气、乙炔和人工费用，施工成本高，因此，本发明先采用火焰切割的方式切割一个初始窗口，以便于钢结构液压剪对剩余的开口区域进行剪切，然后采用28m的钢结构液压剪从初始窗口的位置开始，将整个开口区域内的炉壳切除，同时将冷却壁以及耐火材料层破除。钢结构液压剪的剪除效率非常高，可大幅度提高切割效率，且能够在剪切炉壳的同时将炉壳内部的冷却壁以及耐火材料层破除，不需要再采用其他的机械设备破除冷却壁以及耐火材料层，施工效率高，降低施工成本。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高炉定向倾倒式拆除炉体开口的方法，包括以下步骤：A、根据设计的高炉倾倒方向确定开口区域的方位；B、确定开口区域的形状、尺寸以及高度；C、在设定的开口区域内切割一个初始窗口，再从初始窗口的位置开始，将整个开口区域内的炉壳切除，同时将冷却壁以及耐火材料层破除，得到开口。采用本发明对高炉进行开口，可以确保高炉拆除时能够准确倾倒在预先设置好的减震地带上，确保周围建筑物的安全。

技术研发人员：贾玲;余江利;唐定方;李洪波
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：2018.10.23
技术公布日：2019.01.04