一、工程概况武钢高速线材工程,座落在武汉市、青山区武钢厂区内,由武汉钢铁设计研究院负责国内主体工程部分的设计,德国西马克公司承担轧线机械设计,美国摩根(GE)公司承担传动和控制部分的电气设计,步进式加热炉由北京凤凰工业炉公司设计。该工程建设单位为武汉钢铁集团公司,由中国第一冶金建设公司承建。建成后将为长江三峡工程和国内建筑工业提供大量的优质线材,(年产优质线材70万吨)。高速线材丞程占地面积70200平方米,主厂房平面为90×444m,为三跨单层全钢排架结构,柱距12m,(局部24m和36m),屋面和墙皮为彩色压型钢板,各跨均有2—3台行车,起重量10t-35t,轨顶标高11.9mm-15.58m;主厂房有操作室、液压站等各类小房,轧线设备基础为5.80m,高架钢筋混凝土平台;辅助车间1#、2#水电气室、区域变电站、水处理系统、检验室、空压站、车间综合楼等了均为钢筋破框架(或排架)、结构,旋琉池、平流池、水队、烟囱等构筑物砼结构。
一、工程概况
武钢高速线材工程,座落在武汉市、青山区武钢厂区内,由武汉钢铁设计研究院负责国内主体工程部分的设计,德国西马克公司承担轧线机械设计,美国摩根(GE)公司承担传动和控制部分的电气设计,步进式加热炉由北京凤凰工业炉公司设计。该工程建设单位为武汉钢铁集团公司,由中国第一冶金建设公司承建。建成后将为长江三峡工程和国内建筑工业提供大量的优质线材,(年产优质线材70万吨)。
高速线材丞程占地面积70200平方米,主厂房平面为90×444m,为三跨单层全钢排架结构,柱距12m,(局部24m和36m),屋面和墙皮为彩色压型钢板,各跨均有2—3台行车,起重量10t-35t,轨顶标高11.9mm-15.58m;主厂房有操作室、液压站等各类小房,轧线设备基础为5.80m,高架钢筋混凝土平台;辅助车间1#、2#水电气室、区域变电站、水处理系统、检验室、空压站、车间综合楼等了均为钢筋破框架(或排架)、结构,旋琉池、平流池、水队、烟囱等构筑物砼结构。
线材轧制工艺流程为:200 × 200×6000mm的钢坯由装料辊道送入步进梁式加热炉,出炉后经除鳞、粗轧、中轧、预精轧、精轧(以105m/s的速度双线轧制)、吐丝成卷、自动压紧打捆、称重、打标、卸卷、完成全部生产过程。轧制线全长约380m,此系统全部采用计算机,数字自动化控制系统,具有快速、准确、安全、可靠及多功能的特点。
工程概算为8.4亿元,建安工程量近2亿元。
工程合同工期17个月,1994年10月28日开工,1996年8月14号竣工。(除业主设备供货拖延的时间,满足了工程的合同工期)。工程主要实物量为:挖土方14425m3、填方57640m3、钢筋2501t,钢结构制作及安装6500t,屋面彩瓦及围护135540m2。工程设备安装量为:设备6300t,其中起重设备640t,各类管道58500m,各种电气盘箱、柜、计算机等514台,电缆250km。
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二、应用新时情况
1、商品砼应用技术
工程砼全部采用商品砼,在砼中掺外加剂、粉煤灰及用粉煤灰为主要材料研制的CAS微膨胀剂。
承担土建施工的一、二、三公司均设有固定式大型设搅拌站,站内各种计量、检测、搅均为自动化或半自动化控制,运输浇灌设备配备齐全,砼供应方式为商品化砼。高速线材工程所用砼为各搅拌站供应,并采用机械运输到施工现场。
一公司在主厂房钢坯跨设备基础、加热炉、水处理、1#电气室等区域的砼施工中,所用砼量为28000m3,均掺加了FDN外加剂,取得了较为可观的经济效益。每立方米砼节约水泥25kg,共节约水泥 700t。
二公司承建的高速线材工程设备基础、主厂房柱基、主控楼等项目中,C20普通砼约17000m3,在砼中掺进适量CAS(公司专利产品)和FDN外加剂,CAS掺量为水泥用量的12.5%,FDN掺量为水泥用量的0.5%。外加剂掺入后取得了较好的经济效益,每立方米砼节省水泥35kg,共节约水泥595t。
三公司在10kv变电楼地下室110kv变电楼施工中,也采用了“双掺技术”,10kv变电楼地下室,设计采用C25砼,抗掺标号为S6,110kv变电楼基础形式为独立基础,上部为框架结构,10mm厚现浇楼板为C25砼,两项工程总的砼量为2335.8m3。在砼中掺加了适量FDN外加剂和II级粉煤灰,满足了施工进度要求,保证了砼质量,经评定工程质量达到优良。
2、砼运输、浇灌机械化施工
公司承部主厂房共浇灌砼28000m3,其中11700m3采用泵送,全部砼采用集中搅拌,微机控制计量,砼运输采用砼搅拌输送车运输到施工现场,由砼输送泵车输送到浇灌部位。机械化的应用大大提高了生产率,创造了可观的经济效益。
二公司在主厂房共浇灌砼量17000m3,砼浇灌机械选用了汽车式输送泵车,其浇灌能力为每小时80m3,砼运输机械采用了6m3的砼搅拌输送车,每台泵车配3-4台砼搅拌送车供料,保证了砼浇灌的连续性。砼采用了机械化,不仅节省了人工,缩短了工期,同时创造了可观的经济效益。
三公司在10kv变电楼地下室和主厂房基础施工中,砼也采用了集中搅拌、甩搅拌输送车输送到现场,泵送到施工部 位的机械化施工方法,共浇灌砼量3000m3g,创造了较好的经济效益。
3、早拆模板技术的改进应用
武钢高速线材土建工程以R—C跨轧厂设备基础为主体,设备基础平台面积11880m2,埋深4-5m,顶面标高4.65-6.85m,整体呈坡面,平台结构形式为全现浇钢筋砼梁板结构。
施工中用可调钢顶撑做立杆,普通钢管做横撑,代替SP70快拆模板体系的碗扣式脚手架,使得可调幅度增加,解决了板底标高变化大的问题。
对于板厚小于150mm的平台,采用普通钢模板代替SP-70钢框胶合模板,减少了SP-70模板的投入量。同时将SP--70早拆模板体系用于大型检验室屋盖和楼板近 600m2面积的施工。
SP--70早拆模板体系与组合钢模板使用相比较,不仅加快了施工用料的周转,而且较好地控制了设外形尺寸。
4、多用可变支模技术应用
一公司承建的武钢高速线材旋流池工程为圆筒形地下结构,筒高21m,外径17m,内径15m,按常规采用10#槽钢弯成弧形来支撑定形,包括卡具在内用钢量用约为10t。采用可变支架支模技术。取得了令人满意的效果。
可变支架由连接板,V型钢筋腹杆、连接管头三部分组成。
可变支架安装程序如下:
制定安装方案-放线定位-模板拼装-安装支架-连接外弦-检查验收。
可变支架采用了钢模板等常用施工用料,充分利用了钢模板本身刚度,具有结构简单。用料少、加工制作容易、体积小,强度高,可重复使用,运输方便、安装快捷实用、轻便省力等特点,安装速度比可变桁架安装快3—5倍。
可变支架的应用不仅保证了砼施工质量、加快了施工进度、而且节省了10余吨钢材。
5、砼地坪真空吸水技术的应用
三公司承建的主厂房成品跨地坪面积为8280m2,厚度250mm,砼为C20,整个砼量为2070m3。配备了HZX-60型真空吸水机一台。V82型气垫薄膜二块,HM-80型砼抹光机一台及其它设备来实施地坪真空吸水技术。
该项技术的应用加快了砼地坪拆模和抹光的速度,缩短了砼养护时间,减少了工程造价。100m2砼地坪采用真空吸水技术与常规施工相比较,可降低技术7131.4元。主厂房成品跨50%的地坪采用此项技术。
二公司在主厂房7000m2地坪施工中也采用了此项技术,且达到了同样的效果。
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3楼
6、设备基础地脚螺栓预留孔采用预埋钢制波纹管的推广应用
武钢高线工程设备基础全部采用螺栓预留孔,共计44000多个(平均深度为700m),原设计为喇叭口状的钢材套筒、加工难度大,材料浪费多,安装加固难,公司提出采用预埋钢制波纹管的施工方法。
波纹管是用0.3mm厚的铁皮卷制而成的带有螺旋波纹的圆管,规格有多种并配有相应规格的塑料盖子,具有重量轻、费用低、安装、加固简单等特点。
波纹管在本工程中的推广应用,取得了良好的经济和社会效益。
7、80m钢筋烟囱采用滑模施工技术
它是整个高速线材工程的配套项目,烟囱标高+3.6m以下为圆形板式基础,底板标高-2.m上开一处5000×4000mm(高×宽)的烟道口。其正对面标高±0.000处留一个145×800mm(高×宽)的清灰口。筒身标高+3.6m处外直径为8.07m,筒顶出口内直径为3.93m,筒壁厚度在 320—160mm之间变化,筒身收分坡度均为2.5%,筒壁砼为C25。
工业炉公司在施工方案中采用一套工作台滑升,中途不用更改,环形旋壁牛腿1250mm高分三次滑完,烟囱的内衬砌筑与砼筒滑升同步进行;工作台拆除采用:“半整体”拆除方法,即上、下鼓圈整体拆除,其余均为单件拆除,施工中严格按上述方案执行。采用滑模工艺。缩短了工期,减少了工程投入。
8、推广应用CO2气体保护焊和逆变式焊机
工安公司在高线工程主厂房BC跨钢结构制作过程中,采用CO2气体保护焊制作钢结构1200t,改善了焊接质量,提高了工效;动力公司在高线工程中一共投入13台逆变式焊机,制作钢结构600t。逆变式焊机高效节能,效率达80%-90%,功率因数提高到009,空载耗损小、体积小、重量轻、移动方便,焊接工艺性能好,电弧性能好,电弧稳定,飞溅小,熔池平静,不咬边,噪音低,深受操作人员欢迎。
9、钢结构扩大组合吊装技术应用
武钢高速线材工程主厂房为三跨、跨距30m,柱距12m,其中BC跨含18组横向气楼,每组气楼组合件重约33t,覆盖尺寸为 21×18m,安装高度为32m。
工安公司对屋面系统的气楼和檩条部分决定采用组合吊装,以厂房中间为界向两头施工,加快了施工进度,保证了工期。具体要求如下:
(1)组合吊装的设备选择。每组气楼由4个天窗架组成,每2个关窗架为一组、其中包括2件天窗架、4件挡风架、支撑、檩条等,总重量分15t,选用150t坦克吊,杆长48.77m,加接12.19m的附杆后,即可满足吊装要求。
(2)气楼的组装。首先要搭设好组装平台。气楼组装时,先在工字钢梁上刻画出天窗架的落位点,田测量核准4点的轴线和标高,再将2榀天窗垂直立在工字钢梁上,然后安装它们的支撑、横梁和檩条,最后安装挡风架和连接挡风架的支撑、梁和檩条。
(3)气楼吊装。吊装采用4点绑扎,挂2榀天窗的4个角,用150t坦克吊将半个横向气楼组合件吊至屋架上就位、穿上螺栓、焊接固定、松钩,完成全部吊装过程。
采用整体组合吊装技术,提高了安装质量。加快了施工进度。
10、设备无垫板绿灯的应用
机装公司承担的武钢高速线材精轧机为全封闭式十连轧机组,全部设备由德国西马克公司供货,轧制线分左右两条,总吨位75t/台。
精轧机底痤安装水平允许偏差仅为0.02mm/全长,底座上平面只有轧机承阶为精加上面(安装基准面)。平尺无法在基准面上稳定,而且也没有随机提供的专用找平工具-V型平尺,现有水平仪也无法满足测试精度要求,施工单位与德方专家研讨后,决定采用旋扭式调整器,分22点进行水平调整,利用N3高精度水准仪找正控制,达到精度后用EGM灌浆料进行二次灌浆。
机座全部安装调整工作仅用了2天时间,最终测得水平为从0.01mm/全长。如采用垫板调整安装,按以往的经验最少需要一周以上,而且需要耗费大量的人力、物力、此项技术的应用,提高了机装公司设备安装的技术能力。
11、EGM自流自密无收缩灌浆材料的应用
EGM灌浆料是一种以GAS、外加剂、集科和水泥配制的自行开发研制的新型灌浆材料,具有早强、自流、自密、微膨胀、无收缩等多种特性。武钢高速线材工程地脚螺栓及设备基础灌浆任务均采用 EGM灌浆料。
该工程国外设备灌浆量为600t,国内设备灌浆量360t,外方要求采用5美元/kg的PAGEKL灌浆料,施工单位提出采用自制EGM浆料、并用充分的试验数据说服了外方,使得此项建议得到实施。为甲方节省了投资取得了较好的社会效益。
12、高压母线加工制作采用机械化施工
武钢高速线材110kv区域性变电站,6300kw1#、2#主变至10KV主配电室采用的是三相共箱式封闭母线,母线定额电4000A,额定电压10.5kv,额定频率50Hz,两套总长128m。
电装公司在工程施工中,采用了以下改进措施:
(1)优化设计,确保防水性能
壳体的铆接部位是渗漏水的主要部位,施工中将原橡皮、防水胶联消,从设计上加以优化改进,即使铆钉松动,水顺铆钉孔渗过,也不能进入母线壳内,从而保证安全运行。
(2)改进工艺,加大机械化施工力变化,组装时,利用铆钉孔位关系自动找正;法兰加工时,采用专用装夹模具进行拼焊,保证法兰的互换性;采用自制母线锯床切割铜母线;对母线搭接面孔的加工,设计了4孔冲复合模、使得冲孔、脱料、定位一次完成,误差0.5mm。
(3)高压封闭母线的安装调试。
施工中对母线采用分段装配,耐压试验检查合格后,吊到安装位置,逐段找正安装,解决了母线整体安装和耐压试验的困难。
高压母线加工采用机械化取得了较好的经济效益。
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三、经济效益和社会效益
1、砼外加剂及掺料的应用
(1)一公司共浇灌砼28000m2,在砼中掺加了FDN,每立方米砼节约水泥25kg,共节约水泥28000m3×25kg/m3=700t,每节约1t水泥耗费FDN的费用为25元,水泥价格为350元/t,取得经济效益为:700t×(0.035-0.025)万元/t=22.75万元。
(2)二公司在工程中浇灌C20砼17000m3,在砼中掺CAS、FDN,每立方米砼节约水泥35kg,共节约水泥:17000m3×35kg/m3=595t,水泥价格为350元/t,每节约1t水泥,消耗CAS、FDN费用为50元,节约费用:595×(0.035-0.005)万元/t=17.85万元。
(3)三公司在工程中浇灌砼3000m3,其中2335.8m3,采用了双掺技术,即在砼中掺FDN、II级粉煤灰,每立方米砼节约水泥38.53kg,共节约水泥:2335.8m3×38.53kg/m3=90000kg=90t,水泥价格为350t元/t,每节约1t水泥,消耗FDN、II级粉煤灰费用为50元,节约费用:90t×(0.035-0.005)万元/t=2.7万元。
共节约资金:22.75+17.85+2.7=43.3万元。
2、砼运输、浇灌机械化施工
(1)一公司机械运输泵送砼11700m3,与传统施工相比较每立方米砼节约人工费3元,节约施工用料5元,机械费用超出2.1元。
节约费用:11700m3×(8-2.1)元/m3=69030元=6.903万元。机械运输砼16300m3,与传统施工相比每立方米砼节约人工费2元,节约施工用料费1元,增加机械费1.1元。
节约费用:16300m3×(3-1.1)元/m3=30970元=3.097万元。
共节约费用:69030+30970=100000元=10万元。
(2)二公司机械运输泵送砼3000m3,与传统施工相比较每立方米砼节约人工费7元,节约施工用料9元,增加机械费用2.7元。节约费用:3000m3×(16-2.7)元/m3=40000元=4万元。
三个土建单位,采用机械化运输,浇灌施工共节约费用10+10+4=24万元。
3、早拆模脱水的改进应用
采用早拆模板技术,模板费用为9.5元/m2,(400元/m2,周转50次,另加入工费1.5元/m2),采用常规的钢管、模板支模费用为5元/m2,(200元/m2,周转50次,人工费100元/m2)。
考虑材料周转,常规支模模板量投入为早拆模板的2.5倍。
每平方米支模费用减少:5元/m2×2.5-9.5元/m=3元/m2
共取得经济效益为:(11880+600)m2×3元/m2=37440元=3.744万元。
4、多用可变支架支模技术应用
节约卡具,槽钢等钢材10t,节约材料费10t×2700元/t=27000元,人工工日520个,节约人工费520工日×25元/元日=13000元,经济效益:2700+13000=40000元。
5、砼地坪真空吸水应用技术
(1)三公司在工程中采取砼地坪真空吸水技术,共施工4140m2砼地坪,每施工100m2砼地坪可节约水泥用量1.3t,水泥价格为350元/t,节省人工工日12个,每个日费用为25元/工日,增加机械费41.6元。每100m2地坪降低成本:
1.3t×350元/t=12工日×25元/工日-41.6元=713.4元。
节约费用:4140m2×713.4元/100m2=29534.7元=2.9534万元。
(2)二公司在工程中采用砼地坪真空吸水技术,共施工7008.7砼地坪。
节约费用:7008.70m2×713.4元/100m2=50000元。
共节约资金:29534.7元+50000元=79534.7元=7.95万元。
6、设备基础地脚螺栓预留孔采用预埋钢制波纹管技术。
武钢高线工程设备基础地脚螺栓共计4000余个(平均深度为700mm),由一、二、三公司施工,全部采用预埋钢制波纹管代替钢制套筒(设计采用钢制套筒)。
每个钢制套筒加工、安装综合费用为90元/个。
每个波纹管购置、安装综合费用为23元外。
节约费用:44000个×(90-23)元/个=268000元=26.88万元。
7、80M烟囱无井架液压滑模施工技术
80M烟囱预算成本116万元,其中人工费8.90万元,材料费83.422万元,机械费3.19万元,其它直接费6.4752万元,直接成本102.077万元,间接费用13.9228万元。
采用无井架液压滑模施工技术,施工成本为104.36万元,其中人工13.2万元,材料费76.43万元,机械7.56万元,其它直接费7.53万元,直接成本99.72万元,间接费4.642万元。
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节约资金:116-1c4.36=11.64万元。
8、推广应用CO2气体保护焊和逆变式焊机技术。
(1)工安公司在工程中采用CO2气体保护焊制作钢结构1200t,在保证焊接质量的同时,节约了一定的资金,每制作1t钢结构比常规方法节省费用6.5元。
节约费用:1200t×6.5元/个=7800元=0.78万元。
(2)动力公司在工程中将13台逆变焊机用于600t钢结构制作安装,每制作、安装1吨钢结构节约能源费4.7元。
节约费用:600t×4.7元/t=2820元=0.282万元。
共节约资金:7800元+2820元=1.062万元。
9、钢结构扩大组合吊装应用技术
工安公司在工程中对主厂房屋面系统的18组横向气楼和檩条部分(总重598t)采用了组合吊装,与传统吊装相比较,节省80t坦克吊台班6个,节省人工工日80个。机械台班费用为:3000元/台班,人工工日费用为:25元/工日。
节约费用:6台班×3000元/台班+80工日×25元/工日=20000元=2万元。
10、设备无垫板安装应用
机装公司在工程精轧机组施工中采用无垫板安装技术,节省人工工日192个,每个工日费用25元/工日。
节约费用:192工日×25元/工日=4800元=0.48万元。
11、FGM自流自密无收缩灌浆材料应用技术。
在高线工程中采用一冶科协自行研制的EGM灌浆料代替国外设备灌浆料,共600t,EGM灌浆料单价为:2.6元/kg,进口灌浆单价为5美元/kg。
为甲方节省投资:600×100kg×(5×8.1元/kg-2.6元/kg)=2274万元。
12、高压母线、制作采用机械化施工技术
电装公司在工程中对高压母线的加工、安装工艺进行改进,采用机械化施工,节省金额情况如下:
(1)节约3mm×2000mm×1250mm铝板47张(20.25kg/张)。铝板单价为25元/kg。
节约费用:47张×2025kg/张×25元/kg=23793.75元=2.379375万元。
(2)节约400mm×1400mm×1400mm×5mm不锈钢板11张(218kg/张),不锈钢板单价为:25元/kg。
节约费用:11张×218kg/张×25元/kg=59675元=5.9675万元。
(3)节约铝合金材料1400kg及其加工铸造费合计1.7万元。
(4)采用机械化施工,节省外壳加工工时30%,节省母线加工工时35%,节省安装工时25%,共节约工日452个,人工工日费用为:25元/工日。
节约费用:452工日×25元/工日=11300元=1.13万元。
共节约资金:23793.75元+59675元+17000元+11300元=111768.75元=11.8万元。
武钢高速线材工程新技术应用示范项目共12项,取得经济效益136.4万元,为甲方节约投资2274万元。
上述12项新技术的应用,在取得经济和社会效益的同时,使原本难以完成的合同工期得以实现,并促使多项施工工艺得到改进,排除了因采用某些传统工艺难以或无法保证工程质量的不利因素,工程质量得到了有效地控制,使该工程获得了1999年度中旬建筑工程鲁班奖。
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6楼
四、体会与建议
通过高速线材工程2年多来推广应用新技术的实践。我们深深体会到要使新技术转化为生产力和经济效益,必须充分树立“科学技术是第一生产力”的观念,将推广应用最新技术成果为企业竞争中的重要手段才能下决心推广应用新技术,抛弃从发展看已属传统的、落后的施工工艺,接受新理论,应用新技术,克服传统思想的束缚,加大工作力度,尽快完成从劳动密集型企业向技术密集型企业转化的过程。
在推广应用新技术过程中,公司领导应给予高度重视,针对工程项目,组织有关专家和技术人员在充分进行可行性认证的基础,讨论制定新技术应用技术计划,在实际中,要做到上下各极分工明确,职责单位形成新技术推广应用网络,将新技术推广应用完成情况作为工程项目硬性指标考核,而且要注重工程的施工组织设计有关新技术应用内容的编制及施工中的指导作用。同时对每项新技术的应用指定具有较强能力的技术人员负责,解决实施中遇到的技术问题。公司及有关基层单位应为新技术推广应用提供专款作为实施的保证,并对新技术推广应用有功人员给予奖励。作好新技术实施所需的技术标准、规范及有关技术情报信息资料储备。
简而言之,新技术的推广不仅取决于财力、物力,而最为重要的是全体工作人员高度重视,互相协作,共同努力。新的先进推广,将促使工程施工技术水平显著提高,工期明显加快,质量得以保证,成本大幅度下降。由此可见,新技术应用是企业技术进步的必由之路。此次工程实践,使我们在新技术应用及推广方面积累了一些经验,同时也感到仍存在一些不足,原本掌握成熟的新技术在工程中没有得到大面积推广,纠其原因,主要是组织工作还有待进一步改进。公司将不断完善新技术利用率和推广面,为全面推动一冶技术进步作出不懈地努力。
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7楼
非常好的 轧钢施工技术资料啊~~
本人也是搞钢厂建设的
从中看出 工程各层面的用心、认真
收下了
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