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上海宝冶:“智慧建造”开创高炉大修新纪元
来源:上海宝冶集团 作者:吴明普 发布时间:2021年01月05日 访问量:
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  高炉建设是体现冶金建筑水平的一个重要标志。高炉建设施工是中冶集团的传统优势。早在上个世纪,中冶人就以高炉建设的非凡实力和非凡业绩而著称于世。进入新世纪,“高炉王”风采不减当年,创新依旧辉煌,更以大高炉建设短工期、高科技、低成本、低碳环保的不断追求,成为特大型高炉建设始终保持领先优势达到国际先进水平的一流企业。

  在中冶集团“冶金建设国家队”战略指引下,上海宝冶作为排头兵,始终坚持走高质量、高技术发展之路。2006年,上海宝冶参与宝钢二号高炉首次快速大修,创造了当时国内特大型高炉大修用时最短的新纪录,开创了中国特大型高炉快速大修的先河。该技术经过不断完善后,工期不断缩短,直至缩短到目前设备、劳动力发挥最大效益的72天工期,创造了高炉大修最短工期世界纪录,缔造了高炉传奇。

  “万吨滑移”助力高炉脱胎换骨

  厚积薄发,选择发展新突破。对于高炉大修短期化施工,宝钢曾与国外大型钢铁企业接触过,打算在宝钢二号高炉大修中采用他们的技术,可是要价太高,条件十分苛刻,只允许一次性用于一个项目。为了不受制于人,业主决定选择自主开发。响应业主的要求以高炉短期快速大修这个宝钢业主极为重视和支持的关键项目,同时也是国家立项、财政部支持的超高、超重、超大设备(结构)安装新技术中的攻关重大项目,定下目标,以科技创新为驱动,以宝钢二号高炉的拆除与重建为载体,与宝钢联手,攻克了重重难关,采用新技术,首战告捷,仅用98天完成施工任务。打破了发达国家在大型高炉短期化建设领域的垄断地位,首开我国特大型高炉短期化大修的先河。

  随着冶金建设施工低碳环保的要求不断加剧,高炉大修工程拆旧建新势必要做到低碳环保绿色施工,考虑到安全和环境保护,上海宝冶率先采用了不放残铁模块化大修技术。在不放残铁模块化大修下,旧炉缸重近万吨,旧炉缸的切割、滑移便成了整个工程难度最大的部分。

  上海宝冶从宝钢二号高炉大修初次大修便开始组织科研攻关,通过实验与实际工程应用,研发了绳锯切割残铁的施工工艺。绳锯切割工艺凭借本身具有的优势,成为高炉大修残铁切割的最佳方案。上海宝冶用绳锯切割工艺将旧炉体分为三大段进行切割,切割完成后采用气垫滑移、滑靴滑移、模块车运输、液压提升等将重量高达上千吨的炉段分次进行滑移。在2020年宝钢二号高炉第二次大修中,上海宝冶成功将重达约7000吨的旧炉缸拆除运输,炉缸滑移距离长达100多米,创造了高炉大修最重运输世界纪录。在旧炉体推移出来后,新炉壳也将分三段滑移至高炉区,实现大换血。为了保证旧炉体推移后,新炉壳能够立即滑移至高炉区,在旧炉体推移前,施工现场就已经将新炉壳部件进行最大预组装模块化。将高炉数千吨部件安装工作前移到预组装中,可以减少在现场复杂的作业条件下高空组装,避免了种种风险和不利因素,同时也加快了整体大修进度。

  自动焊接炉壳技术成就“大修第一速度”

  对于高炉质量来说,使用寿命是评价一个高炉质量水平的标杆,高炉使用寿命的关键因素便是高炉炉壳和热风炉炉壳的寿命。而炉壳焊接的质量一定程度上决定了炉壳寿命,然而施工现场专业焊接炉壳人员常常不够,焊接质量常常也无法得到保证。

  为解决炉壳焊接的问题,宝冶潜心专研实现技术突破,自主研制了自动焊技术。在宝钢高炉建设中,上海宝冶率先采用自动焊接技术提高了炉壳焊接水平,但是整个过程中,高炉和热风炉有一块弧段,这部分始终无法自动焊接。技术部门潜下心研究自动焊弧段焊接技术,最后技术部门在原有的焊接机器的基础上将焊接机器框架改造,做成贴合炉壳的弧段的自动焊接,保证了高炉所有的炉壳焊接都可采用自动焊接技术。

  在此次宝钢二号高炉大修中,炉壳的焊接全部采用高炉炉壳自动焊接技术进行焊接,大大提高高炉炉壳焊接速度及焊接质量稳定性。同时自动化焊接所有的焊接参数均可提前设置好,相比以往的人工焊接更为稳定、快速。整个炉壳自动焊接过程中,炉壳焊机合格率达到近100%,较比原本的人工焊接合格率可以至少提升5%,且相比之前的高炉炉壳需要几十人同时高空作业10天的手工焊接,炉壳自动焊接只需要1周即可完成,大大加快了高炉的大修进度。自动焊接炉壳技术在施工过程中受到了行业的广泛认可,中国各大冶金单位争相奔赴现场观摩学习。

  电气技术创新赋予高炉建设新动能

  在完成新炉壳的安装后,工程便将进入高炉的电气安装部分,电气部分涉及内容多、安装时间长成为了高炉短期化快速大修必须要解决的拦路虎。上海宝冶电气创新团队通过反复研究炼铁高炉改造技改工程,突破了传统的电气施工工艺,对设备及线路的安装调试工艺进行优化,形成电气快速安装调试新技术——大型冶炼高炉技改建造综合技术三电快速安装施工方法。该方法应用现代电气安装创新成果,完成了高炉快速大修电气设计优化、安装调试成套技术优化,优化的电气配管工序解决了停炉中电缆敷设和配接线时间不够的难题,同时该技术规范了大型冶金工程改造及大修项目电气施工与调试工艺,提高了改造工程施工质量,有效缩短了电气施工及调试工期。该方法填补了国内外冶金工程快速大修电气优化设计与施工空白,为国内外今后此类冶金工程快速改造与大修电气优化设计与施工提供了技术支撑。在近几年的高炉大修实施中,促使高炉大修平均缩短工期90天左右,降低了施工成本7%以上。

  目前,宝钢基地项目已成为中国钢铁高质量发展的“主脊梁”、世界钢铁创新发展的“排头兵”。四十年来,一代一代的宝冶人不懈创新,顽强拼搏,以创新为引领建精品工程,推动了中国钢铁工业现代化进程,助力中国高炉大修技术实现从落后、追赶、并肩到超越的历史性飞跃,在高炉大修领域树立起一座座丰碑!


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