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树立精品连铸工程品牌

—中冶集团宝铜湛江铜铁基地2150毫米连铸机建设纪实



2016-07-21 14:01:44 5e   作者: 张池弛、张亮  

“将湛江钢铁基地建设成现代化、生态化、高效益,具有国际竞争力的碳钢精品基地”是宝钢集团二次创业的冲锋号,连铸工程作为钢铁基地几大主体项目之一,技术质量标准高、工期紧任务重、新工艺新技术应用多是其主要特征。连铸工程的设计和施工,宝钢集团选择了中冶赛迪和中国二十冶集团,这不仅是对中国二十冶集团“连铸王”的充分肯定,也是对30多年来参与宝钢建设的中冶赛迪人和二十冶人的信任。

迎接挑战适应建设理念转变

在湛江钢铁建设初期,宝钢就提出建设理念的转变,最直观的感受就是整体投资额比2008年可研预算减少40%,其中连铸单元投资比宝钢同等连铸项目减少50%。如何在工程建设投资大幅缩减的情况下,设计建成核心装备、产品实物质量不低于宝钢现有连铸机水平的湛钢连铸工程,是赛迪连铸项目团队面临的挑战和使命。

整个钢铁生产工艺中,连铸是从液态金属到固态金属发生相变的环节,对最终产品质量影响很大。连铸设计如何实现物美与价廉,必须转变传统的设计思路,从工艺布置、设备配置和自动控制等环节进行最优化组合。从2008年到2013年,赛迪连铸设计团队会同宝钢的技术专家,从世界最大承载力的520吨回转台到中间罐车,从热调宽结晶器到连续弯曲矫直扇形段,从在线火焰清理至在线手工清理,一个步骤一个环节地细心论证、精雕细琢,通过反复比对、改进,历时五年,最终于2013年8月完成了初步设计,将计划投资降到宝钢同类工程50%的水平。投资成本下降的背后是赛迪和宝钢团结合作,迎接挑战的不懈努力和付出,是对循环经济和节约型社会理念的秉持,对宝钢转变建设理念的主动适应。

系统集成彰显自主核心技术优势

工艺技术和装备配置的优劣是决定连铸生产领先优势的关键。赛迪充分利用多年来为宝钢长期连铸设计的经验,充分发挥得天独厚的自主集成优势,实现了连铸单元的高质量、高效化。

将好钢用在刀刃上。经过长时期的摸索、对比,将宝钢长期实践中证明真正对板坯质量和提高生产稳定性有益的核心技术、装备进行继承和消化移植,对无突出效果的附加部分果断舍弃,有效控制了建设成本。同时,在引进方面严格把关,整个2150毫米连铸项目仅有结晶器、结晶器振动、扇形段采用了国外技术,对外依赖度降低,引进费用大幅减少,而整体品质达到世界领先水平。

赛迪与宝钢联合研制了520吨世界最大钢水罐回转台,具有结构简单、受力合理、安装简便的特点;大容量中间罐首次采用压延式圆弧罐底设计,防止热变形;连铸机辊列采用经过优化的连续弯曲连续矫直曲线,总变形率和最大挠度控制在世界领先水平。在2300毫米连铸机上,采用了中冶赛迪具有自主知识产权的动态轻压下、动态二冷模型、结晶器在线热调宽、结晶器液压振动等核心技术。

为提高板坯质量,工程采用了在线机械火焰机械清理装置,并与在线手工火焰清理相结合,将铸坯瑕疵一网打尽,满足汽车外板对产品的苛刻质量要求;在去毛刺机的选择上,采用锯齿刮刀式,将毛刺去净率提高到99%以上。

优化设计呈现赛迪优质高效美誉

在项目设计中,湛钢不断强调紧凑、集约。为了进一步达到成本低、效率高的要求,赛迪从单元、工序一体化衔接的理念出发,依托物流仿真模拟技术,对连铸物流进行了设计优化。

确保产能高效措施方面,在上游实现连铸与炼钢环节的专业化分工,按照恒通钢量、恒拉速进行专线化生产,使单元工序流程稳定、高效;在下游采用热轧连铸技术联动的方式,实现浇铸铸坯断面集约化,热轧通过大侧压实现更多断面的需求。

总图布置方面,在保证生产顺行的情况下,进行了多次设计优化。借助物流仿真和三维设计,独立设置连铸机修车间,缩小了主厂房占地,降低了运行成本。万吨坯占地面积比同类工程减少14%以上,在世界上处于领先水平;采用热轧与连铸紧凑化布置,大大减少铸坯输送温降热损,提高了能源利用效率;公辅设施尽可能靠近用户点,液压站、冷却水阀站、电气室等围绕主机用户就近布置,减少管路压力损失或电气信号衰减,并提高效率和板坯质量。

主厂房、冷却水管道大量应用三维设计。每次宝钢领导到访连铸现场,都对连铸冷却水阀站布置一致称赞,无论是管道走向还是阀门、仪表位置都整齐划一,就像接受检阅的军队一样,大气美观。

重视人才组建年轻化、专业化的管理团队

连铸工程是中国二十冶集团在湛江钢铁中标的第一个工程。对于企业来说,再次承建这一国际先进连铸机的施工是一次提升管理水平、创新观念、提高技术实力的机遇。因此,中国二十冶集团在选择项目经理的时候非常慎重,经过多次研究最终选择了具有丰富施工经验,并且参与了宝钢三期连铸工程、担任过浦钢连铸工程项目经理、梅钢连铸工程总工程师的贺克让担任项目经理,施工经理兼总工程师由先后参加过上钢一厂不锈钢连铸工程、“十一五”规划四连铸工程的成宁担任。由他们负责组建项目管理团队。项目最终组建31人,其中工程部19人、经营部2人、物资部2人、安监站3人、办公室2人,平均年龄32岁。

精心施工谱写中国二十冶集团华丽篇章

2013年8月11日,随着湛江钢铁董事长赵周礼宣布湛江基地连铸工程开工,象征着中国二十冶集团参加的湛江钢铁基地建设的序幕正式拉开。

土建篇:

2013年11月20日2150连铸厂房区域具备土建开挖条件,由于整个连铸车间纵向、横向分布较广,土建开挖点多面广且主机设备基础及建构筑物相对布置密集,为保证工程进度项目部对现场施工面进行周详策划,根据实际采取见缝插针、分区作业、同时展开的施工方法。

由于湛江的特殊气候及地理环境,土建深基坑施工关键在于抢旱季。雨季持续时间长、雨量大,并伴有台风雷电,施工降效明显且不适宜土建深基坑的施工。为此中国二十冶集团项目部将1号、2号连铸设备基础深基坑作为整个工程旱季施工重点,从两台连铸机组织两个土建施工队伍同时开展,从大包回转台到机清手工清理坑,采取开闭结合、先深后浅的施工原则。从2013年12月31日大包回转台基础基坑开挖至2014年10月3日结构封顶。开挖中遇到了基坑流沙,项目部果断采取了钢板桩护坡技术,保证了施工顺利推进。

结构安装篇:

连铸工程钢结构总量大、构件规格多,制作远离基地,安装方法多样是本工程的最大特点。其制作及安装工作是主厂房建筑与结构的主导工序,直接影响工程闭口施工区域内设备基础的施工时间,还要为行车、设备、管道等安装创造条件。

其中厂房建筑钢结构单根构件重量大(最大单件重量约72吨)、安装高度高(G列屋面高度为+44.1米)、屋架跨度大(A〜B〜C跨度42米),需大型吊装设备进行安装;而操作平台工艺钢结构构件小,节点多,和中间罐车、弓丨锭杆车、扇形段拔出小车等设备安装关系密切。同时,本工程建筑钢结构的安装速度,对土建工程闭口施工的项目、行车的安装调试的时间、设备及工艺钢结构的安装进度、安全及文明施工的影响意义深远。

为此中国二十冶集团钢结构分公司为配合土建的施工,在各个制作厂分别指派驻厂人员,主要负责监督管理安排各制作厂生产构件,并成立以资历最老的田世玲(技术专家)老师为首,带领具有多年驻厂经验的老法师张其兰及技术员张文龙一行三人,长期驻扎防城港一重工制作厂他们远离指挥部一年多,兢兢业业地监管着连铸钢结构的制作,为保证15•9的顺利投产默默地奉献着自己的力量!

机电安装篇:

连铸工程是较大的系统性工程,系统配置完整,设施装备庞杂,因此,在积极组织主体工程施工的同时,要抓好给排水、热力、燃气、液压润滑等辅助配套系统的施工组织工作,特别是机修间的扇形段、结晶器的离线对中和试验设备要早形成配套、早投入使用。同时,整个工程要以满足连铸机设备无负荷试车为指南,应用系统理念,整体协调推进各项施工工作。先后顺序及轻重缓急取决于一定时空条件下工作量的大小,但作为系统工程,装备环节没有主次之分,投产运行时缺一不可,因此,辅助设施和主体设施施工配套进展,对于各项节点乃至最终顺利投产的总目标具有决定性意义。

2015年4月21日,中国二十冶集团项目部开始进行回转体安装工作。2点回转体开始起吊,在空中滞留十几分钟后回转体开始上升并走车到13.5米平台靠近大包底座位置,150吨大钩回钩将回转台本体设备落到大包底座南侧铺有的枕木和工字钢的平台承力基础上。此次安装工作的进行采用了分四步走的策略:第一步,用150吨行车将专用吊具吊到大包底座北侧靠近520吨行车,然后520吨、150吨行车将穿好钢丝绳的吊具吊起移到回转体设备正上方,两车同时回钩给回转体设备挂钩,两车同时起钩,同向向G-H跨走动小车。第二步,两车同时回钩将回转体落地,进行吊具第二次串动钢丝绳,两车同步起钩,两小车同向同步走车,将回转台设备移到大包底座横向中心线。第三步,两车同向同步同时走动大车将回转体移动到大包底座正上方。第四步,回转体设备慢慢下降回钩,直至就位,大包底座16个检测点上配置16个作业人员进行连接紧固螺栓安装。5点13分,回转体设备开始解除钢丝绳撤离吊具,至此钢水罐回转体设备安装完美完成。

本次吊装载荷110吨,回转体本体重83吨,4个连接臂重10吨,10个圆轴重5吨,吊具自重12吨。采用双跨F-G跨、G-H跨)双行车(520吨、150吨)特制吊具吊装。在湛江钢铁2150连铸机设备安装过程中,钢水罐回转台位于连铸机生产线的起始位置铁水接受跨与浇铸跨交接处(G列)。设备安装在13.5米的钢筋混凝土平台上,平台上孔洞多,安装场地狭窄,交叉作业频繁,安装难度大。为保证钢水罐回转台顺利安装,中国二十冶集团项目部从设备安装分公司培训部调配了一个普遍具有10年以上施工经验的机械安装班组。从大包包底座安装到大包回转体安装前后历时13天,期间大包底座验收的数据包括:地脚螺栓一次预紧力50%(960KN)、二次预紧力80%(1445KN),底座横向中心线0.9毫米(规范要求:2毫米)、纵向中心线0.9毫米(规范要求:2毫米)、底座标高16个测量点,整个施工过程无论是调试精度还是吊装水平都体现了中国二十冶集团安装的超高技术水平。

安全、质量管控和文明标化建设

自组建以来,中国二十冶集团项目部以集团公司“诚信为本”的经营理念,以打造宝钢精品工程为方向,始终坚持有计划、有目标、全方位、多角度地统筹管理。精细化、专业化的质量管理,常态化、规范化的安全管理和程序化、制度化的廉政建设,展现了中国二十冶人良好的精神面貌,折射了冶建企业苦干实干、精益求精、能打硬仗的工作作风,为宝钢业主做好服务工作。项目部克服湛江沿海地区各种复杂气候给工程带来的不利影响,加强与周边相邻工程施工单位的沟通协调,确保整个工程按照预定节点有序推进。在中冶集团及宝钢湛江钢铁组织的多次检查、考核评比中,连铸项目始终名列前茅。在承包商季度考核评比中,连铸工程2013年四季度、2014年三季度获得评比第一名。在工程质量、文明标化专项检查中多次排名第一,其中大包回转台封顶施工,被宝钢集团评定为“质量创亮点工程”。

“保质保量、安全第一”。在安全方面,由业主、监理、项目部三方共同组建合署办公室,对现场安全进行综合管控。除了日常检査监督之外,一周进行三次碰头会,针对现场存在的问题进行交流并拿出合理的整改措施。建立了完善的奖惩制度,赏罚结合,提高施工队伍积极性。在各季度的安全文明施工检查中均取得了傲人的成绩,先后5次被评为文明标化工地。

在质量管理方面秉承集团公司“服务用户,奉献社会”的企业宗旨,连铸工程以创“鲁班奖”为目标。围绕这一目标,项目部在施工过程中进行合理策划,建立并严格执行质量管理制度、质量例会制度,明确质量管理职责,对重要工程进行质量管理策划,加强工序“三检制”。另外,项目部形成的质量监督体系人员标识、每周四三方(施工方、业主、监理)参与的质量专项联合检査等活动,对工程质量管控起到很大促进作用,得到宝钢业主认可并进行全厂推广。在2014年上、下半年冶金总站两次检查中,连铸工程质量管控均受到好评。

技术研究与“四新”的应用

开工前,中国二十冶集团各专业专家和宝钢专家根据湛江的地理、地质条件、气候条件一起形成了《防风施工技术研究(钢结构部分)》、《大体积混凝土施工》、〈〈零星玄武岩处理施工技术》《雨季土方施工措施》、《钢结构防腐技术研究》等技术研究成果,为处理施工过程中出现的相关技术难题提供了很好的参考作用。

新技术的应用是连铸项目的一大特点,特别是2014年工期目标调整到“159”以后,连铸工程工期缩短了3个月。中国二十冶集团项目部迎难而上、倒排工序、细化节点,除了采用“5+2、白+黑”增加作业时间外,还将很多新技术、新方法应用在施工过程中,在保证安全、质量的前提下满足进度的要求。以下列举了几个关键的新技术的应用:

测量控制网、桩位放样、土建放样采用GPS测量技术,在同等精度的前提下比传统方法施工速度快、需要测量人数少。

土建专业施工期间采用了《邻双矩形基坑同步并行开挖技术及对既有桩基的保护技术》,保证了1号、2号连铸机设备基础同时推进,缩短了整个土建工期。

旋流池连续墙的接头采用预制砼接头;旋流池内衬逆做分层施工中,应用计算机有限元分析的模拟技术经过受力分析、数据核算、变形监测,将原来每段施工深度5米变为8米,大大加快了施工进度。

连铸机扇形段利用徕卡TDA500全站仪《三维自由设站测量和计算机数据分析技术》进行安装,点位误差精度控制在±0.1毫米,比传统方法节约20天的工期。

二冷水管道采用了PDMS三维建模技术,经过软件碰撞检查后导出施工单线图进行预制,最大限度增加了预制口的焊接数量,较少了固定口的焊接数量,既保证了焊接质量、又提高了安装速度。




责任编辑: 吴昊

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