摘要对邯钢2000m³高炉炉体整体水平推移的理论与实践进行了全面总结。通过技术创新，并充分吸取国内外类似高炉推移案例的优点，采用滑动摩擦推移方法，使重量5206t、高度33．100m的高炉炉体，整体水平推移37．400m后准确就位，并使整个工期提前11．5天，取得了较好的经济效益和良好的社会效益。

关键词 高炉 炉体 水平推移 施工

1概况

       高炉炉体整体水平推移施工技术，虽然一次性投入较大，但对炼铁生产来说，具有停产时间短、投资少、不影响年出铁产量等优点，能为钢铁企业创造显著的经济效益。因此，在高炉扩容改造中，高炉炉体整体水平推移已成为发展趋势。

      中国第十九冶金建设公司与邯钢5号高炉扩容改造工程总承包方中冶南方工程技术有限公司合作，具体承担邯钢5号高炉扩容改造炉体整体水平推移工程施工。邯钢5号高炉炉容从1 260m3扩大到2000m³，炉体推移的重量达N5206t，为国内目前高炉推移重量之最。在安全可靠的前提下，我们通过不断优化施工方案，采取了一系列行之有效的技术措施，避免了国内其他高炉推移案例中曾经出现的问题，充分发挥滑动摩擦的优点，使重量5206t、高度33．100m的高炉炉体，整体水平推移37．400m后准确就位(定位偏差X=7．5mm，Y=3．5mm，标高偏差h= 一5 mm)，刷新了国内高炉推移的新记录。

       邯钢2000 m³高炉炉体分两段安装：第一段是3．55 m标高至36．650m标高炉体为推移段；第二段是36．650m标高至39．000m标高煤气封罩为悬吊段。推移段炉体(炉壳、冷却设备和炉外配管、炉内耐材砌筑、部分热风围管及风口设备等)在推移基础、推移滑道梁、推移装置组成的拼装平台上组装完成，从而缩短了停炉后高炉的施工时间，实现了风(1 260m³高炉休风)对风(2000m³高炉送风)33．5天的工期目标。

    邯钢1 260 m³高炉于2005年6月4日休风停炉，新建2000m³高炉于2005年6月21日顺利推移到位(见图1)，7月9日出第一炉铁，比合同签定工期45天提前了11．5天。

2  邯钢2000 m³高炉炉体整体水平推移方案的确定

2．1  选用滑动摩擦的推移方案

    大型高炉整体水平推移不仅要克服最大静摩擦阻力，而且要确保炉体推移到位后，2000m³高炉的炉体中心线与1260m³高炉炉体的中心线定位偏差小于10 mm，可供采用的推移方法有滚动摩擦和滑动摩擦两种。两种方案的比较见表1。

    邯钢2000 m³高炉炉体整体水平推移选用滑动摩擦的推移方案，并顺利地实施了高炉整体推移，充分的说明了滑动摩擦推移方案的优点。当推移段炉体荷载为3 800t时，进行了推移试验，测算的摩擦系数为0．03；当荷载达到5 206 t时，摩擦系数为0．095，这说明滑靴系统及滑道的安装精度很高，滑动摩擦副的工作状态非常良好。

2．2推移主要技术参数

    邯钢2000 m³高炉炉体整体水平推移的主要技术参数见表2。

    2．3  推移位置选择

       邯钢5号高炉扩容改造要充分利用1260m³高炉的炉顶框架，只对炉顶设备进行部分改造，粗煤气系统只增加1座旋风除尘器，煤气清洗系统重新建环缝洗涤塔。高炉扩容改造的前提是在不影响l 260 m³高炉正常生产的情况下，在1 260 m³高炉周边位置施工组装2000 m³高炉推移基础和推移段炉体。待2000 m³高炉推移段按施工程序在推移基础上组装完成后，再停1 260 m³高炉并进行炉体拆除及改造。因此，确定推移基础位置是关键。在业主、设计、施工各方的反复思考和讨论下，决定在1260m³高炉东面拟改造出长50m、宽21 m的区域作为2000m³高炉推移段施工区域。   

   2．4推移基础和推移方式   

    根据地质钻探资料，并经设计计算，结合现场施工条件，拟定推移基础由扩大头螺旋卷管护壁钢筋砼灌注桩、刚性整体底板、钢筋砼滑道梁及推移装置等组成。推移方式定为“步进式”滑动摩擦推移方法。

2．5桩、刚性整体底板

       扩大头螺旋卷管护壁钢筋砼灌注桩共34根，其中：Ø1200mm×8mm的桩20根，Ø1600mm×10mm的桩14根，桩深度均在14m～15m。刚性整体底板长37．9m，宽14．1 m，厚度1 m。桩、刚性整体底板、推移滑道梁主要承受自重和炉体产生的垂直荷载，同时相应承受炉体在推移时产生的水平荷载。

2．6推移滑道梁

        推移滑道梁共4根，梁高3．65 m，宽1．2 m，长37．9m，梁与梁的中心间距分别为3．4 m、4．9 m、3．4m，梁与梁每隔6m设有联系梁，共7根，其中梁高1．65m，宽0．8m。由推移滑道梁、联系梁、刚性整体底板及扩大头螺旋卷管护壁钢筋砼灌注桩组成的摊移平台，能够满足高炉推移要求。根据推移装置的需要和设计计算，在推移滑道梁上表面布置固定止推座和推移滑道的锚(预埋)板。

2．7推移装置

      推移装置由推移滑道(QUl20重轨)、推移框架（弧形梁)、止推横梁、止推座、滑靴系统(8个主承力滑靴、8个辅助滑靴、4个导向滑靴)、推移动力系统移液压缸、刚性同步系统等)组成。

 2．8推移程序

       为加快推移进度，炉体每步的设计行程为6m，液压缸顶推六次为一步。当液压缸工作向前推进l000mm后，利用液压站控制系统给液压缸反向供油，将止推横梁向推移方向拉动1000 mm。在止推座与止推横梁之间加1000mm长固定支承管，液压缸又开始工作再向前推移1 000 mm，再给液压缸反向供油，止推横梁再向推移方向拉动1 000 mm后，在止推座与止推横梁之间再加1 m长固定支承管(规格有1 m、2m、3 m、4m、5 m、6m)，操作液压缸按上述过程往复循环工作(液压缸每工作一次，支承管选择长度增加1 000 mm)，直到推移一步(6 m)完成为止。液压缸推移六次后进人下一步止推座的位置，在推移滑道梁锚板上焊接止推座，进行下一步的推移作业。为降低液压系统的造价成本，液压缸速度选60～100mm／min(即炉体每秒钟移动1 mm～1．60mm)。

        2005年5月23日，调试好推移液压系统，将重3800t的推移段炉体进行试推，推移了80mm，测得摩擦系数仅为0．03。第二段推移基础浇注后(砼达到设计强度)，安装完第二段推移滑道，完善推移框架和导向滑靴，进行满负荷推移。待1 260m³高炉炉体拆除、基础改造完成，安装第三段推移滑道(钢)梁、支撑系统及推移滑道，再进行炉体推移和炉体定位。

3推移基础施工

3．1推移基础的特点

        在高炉推移基础37．9 m×14．1 m范围内，地层结构复杂，地下水位高；桩多(34根)、钢筋用量大(170t)、锚(预埋)板多(50t)、砼量大(1600m³)；施工场地狭窄，进出场通道有限，需将高炉推移基础分成两段施工，第一段长度19．3 m，第二段长度18．6m；受冬季气温影响，施工环境恶劣、周期长、难度大。

3．2第一段推移滑道梁施工

       第一段推移滑道梁的长度为19．3m，由书1 200mm桩20根，Øl 600mm桩4根支撑。施工时将刚性整体底板、推移滑梁及联系梁综合考虑；刚性整体底板标高从一0．5 m到0．5 m，推移滑道梁标高从一0．5 m到3．15 m(滑道梁有1 m在刚性底板内)。按设计要求将刚性整体底板区域内用碎石回填夯实后，打100 mm素砼垫层，上表面标高控制在一0．5 m。再截桩头露出桩钢筋800 mlrl伸人刚性底板内，测量放线控制推移滑道梁的标高、中心线及梁的间距，接钢筋、绑钢筋、支模板按常规进行。砼浇注正遇冬季(12月份)，因此，选用商品砼、泵车浇注，为保证推移滑道梁的施工质量，采取了加早强剂、防冻剂，接厂区内蒸汽、暖棚保温措施。

        锚(预埋)板制作、安装是关键，为确保制作、安装质量，在制作时，锚固筋(板)打坡口，使锚固筋(板)能焊透、熔合好，采用加固措施，减少锚板焊后变形。首先将止推座锚板M1(承受止推力)共12块安装就位，砼浇注从刚性底板到锚固板下端位置时，停止砼浇注2 h左右。测量用N2水准仪，J2经纬仪和300 mm框式水平仪对M1锚板进行标高、中心线和上表面整体平整度控制。滑道梁上锚固件M2成“品”字型布置，锚固件主要承受推移段炉体通过滑靴、滑道传递的竖向荷载，其标高、中心线和上表面整体平整度控制方法与止推座锚板控制完全相同。主要目的是保证砼浇注时，方便振动棒插入，使锚固件下的砼不致产生空鼓和孔洞现象，增强推移滑道梁的承载力。

3．3第二段推移滑道梁施工

      第二段推移滑道梁的长度为18．6m，由Ø1 600mm桩10根和l 260 m3高炉基础放大脚(5．538 m×14．1 m)支撑，其施工方法与第一段推移滑道梁相同。虽然不采取冬季施工措施，但施工前的准备工作、相关技术方案、拆除工作必须完成后，才具备施工条件。

       由于第二段推移滑道梁在南北出铁场之间的BC跨③～⑤线内，施工区域狭窄，需将防雨篷、风口平台、干渣平台、北出铁场水冲渣沟拆除。拆除较为简便，用常规工装机具(风镐、凿岩机等)边拆边将拆除的废弃物运出现场。

    炉顶40t／10t天车支架加固，经计算炉顶40t／10t天车③～⑤线的行车梁、标高38．000 m以上行车梁支撑架共重约60t。在出铁场B列、C列⑤线厂房钢柱(标高34．290 m)上设支撑点，用Ø426 mm×10mm无缝钢管做支撑架支撑炉顶40t／10t天车的行车梁及支撑架的自重。炉顶40 t／10 t天车起重量控制在20t以内，可以从③线向⑤线运行5m，为了保证炉顶40t／10t天车的使用安全，在不影响l 260M3高炉扩容改造施工的情况下，用64．770m标高炉顶刚架做支点加固炉顶40t／10t天车的行车梁。炉顶40t／10t天车的行车梁加固时，首先搭设直爬梯和施工操作平台，再进行加固检查合格后，才能开始拆除支架。支架38．000m标高以下分两段进行保护性拆除，待炉体推移就位，第二段推移滑道梁拆除，再进行支撑架恢复。

    挖1260m³高炉基础东侧的填土，露出基础放大脚斜面，在放大脚斜面按设计图要求，采用喜利得HYl50植筋法，将第二段推移滑道梁刚性整体底板与高炉基础连接成整体，确保推移基础的承载力。

3．4第三段推移滑道(钢)梁施工

       第三段推移滑道(钢)梁施工的必备条件，是将1 260 m³高炉炉体拆除，高炉基础改造完成后才能进行。l 260m³高炉停炉后，借助出铁场10m标高风口平台作为施工分界面，从炉顶到风口平台进行炉体拆除；在10m标高风口平台下，进行l 260m³高炉基础改造，其方法是：在高炉基础5．8 m标高至1．6 m标高之间，将直径11．8m的基础等分成六段，用风镐在基础上凿深200mm、宽200mm、高4．2m的六条竖凹槽，露出基础环形钢筋。在基础1．6 m标高平面位置，用风镐凿深200mm、宽200mm、直径11．8m的环形凹槽，露出基础竖向钢筋，用氧乙炔火焰将露出的钢筋切割断。这样在高炉基础1．6 m标高位置，保留部分基础与拆除部分基础形成了分界面，为基础爆破做好充分准备。在±0．000标高平面、1．6m标高基础段，依据高炉基础改造设计图，用冲击钻钻植筋孔，按喜利得HYl50植筋法，将高炉基础直径为11．8m改成14．6m×14．6m。待1260m3高炉炉体拆除完，在基础5．8 m标高平面，根据爆破等级对周边的危害程度、直接应力和间接应力传递要求，确定爆破孔距、孔深和装药量。对高炉基础实施爆破作业完成，再用液压锤、钣铲将爆破后的基础砼块清运出场，处理1．6m标高基础平面，放线定钢梁与基础连接螺栓孔位，开始钻孔作业。   

      推移滑道钢梁共四根，由改造后的高炉基础支承，钢梁长18．9m，其中：截面几何尺寸为l 500mm ×1 080mm段长14．6m，截面几何尺寸为3 100mm×1080mm段长4．3m。梁与基础用M48×620螺栓连接(螺栓用喜利得HYl50植筋法与基础连接)，梁端与第二段推移滑道梁端的锚板M3焊接，钢梁与钢筋砼推移滑道梁和高炉基础形成了整体推移平台。钢梁的加工制作，结合高炉基础、现场安装和运输条件进行综合考虑，将钢梁分成5．9m、7．6m、

5．4 m三段；梁安装就位调整其间距、顶面标高、垂直度、下翼缘与基础面垫板的连接，再将分段进行组焊成整体。   

4推移装置施工   

4．1  推移框架   

    在炉底加固段设计有四根H型钢梁，规格为H800mm×400mm×20mm×25mm，主要承受炉底、炉缸耐材的荷载。为确保炉体在推移过程中，炉底加固段受力均匀，需设计推移框架(弧形梁)。推移框架、液压缸和止推横梁组成整体，能够将液压缸工作产生的推力均匀分布到炉底加固段上，再经过推移框架四个角上的导向滑靴，控制炉体推移过程中的跑偏量。   

4．2推移滑道

        在每根推移滑道梁上布置两根轨道，推移滑道采用QUl20重型钢轨。为了减少摩擦阻力，选用的轨顶工作面为圆弧面，材质为70 Mn(若选用经精加工表面的轨道作为滑动面，不仅增加成本，反而增大了摩擦阻力)。沿推移方向设置的平行推移滑道梁，必须与1 260m³高炉中心线垂直(或平行)。经反复计算调整后，中间两列推移滑道的中心线间距为4900mm，两侧推移滑道到中间滑道的间距为3400mm，这样布置基本上满足主承力滑靴在推移段炉体

上的布置要求。

       推移滑道与锚板．M2用焊接式压板固定，压板和锚板共同承担推移炉体时传给推移滑道的侧向力，滑道的标高由一组斜垫板调整，滑道不与垫板焊接。不选用常规的轨道压板，是因为采用刚性很大的导向滑靴，推移滑道要承受很大的侧向力，轨道压板连接不能满足较大侧向力的要求；用电焊将推移滑道压板与锚板M2进行焊接，焊接收缩加强了推移滑道与推移滑道梁的连接。虽然给推移滑道的精密调整带来一定的困难，但中间滑道上没有导向滑靴，可以根据两侧推移滑道上的侧向力的大小，设计满足使用要求的滑道连接压板，压板材料选用应合理，达到降低成本的目标。推移滑道的安装，主要控制其中心间距、顶面标高、每根推移滑道的高低差、四根推移滑道同一截面的高低差(即推移滑道顶面的整体标高差)、垫板间距和垫点严实情况。

4．3止推横梁与止推座

  止推横梁将四个液压缸连成整体，当液压缸因不同步而产生不均匀负载时，会使每个止推座的承受力各不相同。特设计一个随液压缸移动的H型断面的止推横梁，液压站、液压操作平台及爬梯安装在止推横梁上，选用高压钢丝胶管配置液压缸的进、回油管道，以便于操作。由于液压缸产生的水平推力很大，无法采用板钩固定的止推方法，因而只能采用止推座承受水平推力。止推座由中冶南方土建专业设计，共四个，在每根钢筋混凝土推移滑道梁上间隔6m布置止推座。为提高止推座的抗剪能力和稳定性，在推移至下一步的位置时，必须切除6 m滑道，以便于将止推座牢固地焊在钢筋砼滑道梁的锚扳M1上。4个止推座与推移框架为二次超静定结构连续梁，止推座与锚板M1的焊接质量，需持焊接操作证的焊工施焊，确认焊缝符合要求后才能进行推移作业。为了使推移过程能连续进行，止推座加工了两组(8个)，一组运行，一组备用，以减少推移辅助作业时问。

4．4滑靴布置

       滑靴共20块，中间两根推移滑道上布置10块最力滑靴，两边的滑道上布置6个承力滑靴，其中8个为辅助滑靴。4个导向滑靴布置在推移框架的四个角上，控制推移段炉体在推移过程中的跑偏量，达到纠偏效果。

       承力滑靴安装的最终调整，是在炉壳焊接完后，炉底耐材砌筑之前进行，此时对承力滑靴与轨道的接触情况进行调整。尽可能使每个主承力滑靴都能与滑道接触，辅助滑靴与滑道之间有一定的间隙，以确保主承力滑靴承受推移段炉体的主要荷载，防止因辅助滑靴承力过大而使炉底产生变形，造成炉底耐材拉裂等缺陷。

      导向滑靴布置在两侧的推移滑道梁与推移框架的接合处，每个滑靴有1 m的导向长度，导向整体长度为15 m。滑靴底座与推移框架相连形成刚性整体，起到了刚性同步作用，能确保炉体的定位精度。因液压缸不同步使炉体在推移过程中产生跑偏，导向滑靴能限制炉体的侧向偏移。

      滑靴设计为铸钢，进行表面硬化处理，但其可焊性差。滑靴的固定是经滑靴座焊接固定在推移框架上，滑靴与滑靴座用螺栓连接，以便调整垫片的精确度，从而调整滑靴的标高。通过侧向间隙调节螺栓，调整导向滑靴定位面与滑道的侧向间隙，确保导向控制精确，滑靴支承座的水平力由推移框架与滑靴座的焊缝及焊在炉底内的加固梁共同承担，安装螺栓不承受液压缸工作时水平力产生的剪力，调整好导向滑靴与滑靴座后，将其点焊在一起，以防松动。

    滑靴的安装精度按精密设备的要求进行控制，实测安装精度较为理想，为炉体推移的顺利进行打下了坚实的基础。

4．5  液压系统

       推移液压缸4个，选用行程1010mm，公称推力为8000 kN的标准液压千斤顶降低标准使用(由50MPa降至32 MPa)，最大推力可达5086．8 kN／缸。

       液压缸的公称推力为5000 kN，配套液压站50MPa，24L／min的3台超高压泵并联。这样可保证超压运行在短时间内纠偏，还可在启动阶段适当提高液压缸的推力，克服炉体由静止变移动时的瞬间最大静摩擦阻力，确保在最不利的情况(滑靴严重磨损时)下也能将炉体推动。3台超高压油泵并联，可互为备用，还起容积调速的作用，根据需要调节速度，启动时用低速，1台泵工作，启动后加速，2台或

3台泵同时工作。

    多缸并联的液压系统，具有负载阻力小、移动速度快等特点，液压缸数量越多，同步精度越差。要使液压缸的行程同步，必须在液压系统中设置同步回路，用标准的同步阀(分流节流阀)系统，每一级的同步精度为3％，四个液压缸需设两级同步阀，同步精度低于9％。用分流节流阀的同步系统，需在推移过程中及时纠偏，否则导向滑靴与滑道会产生卡阻，甚至使导向滑道产生侧向位移。

    液压同步系统的元件只有在压力低于31．5MPa，系统流量较大时才起作用，在高压小流量的情况下无法采用同步技术，只有加强导向滑道的固定及导向滑靴的刚性，尽量做到刚性同步，设计能进行手动纠偏的液压系统，将液压缸的两端设计成球型铰连接，以便在推移过程中及时通过某一液压缸或其中某几个液压缸的行程来达到纠偏的目标。

    液压站采用集成块式设计，由油泵站集成块D、单向阀集成块C、无杆腔节流截止阀块B、有杆腔节流截止阀块A等组成，液压泵站通过高压钢丝胶管直接与液压缸相连，从而省去了现场配管。

    实际推移过程表明，液压系统的设计非常成功，每一步的同步误差仅为2 mm，液压缸每一行程走完后，将自动纠偏。因此，邯钢2000m³高炉推移到位后，无须纠偏就完成了推移任务。

5推移段炉体定位

5．1  导向滑靴的作用

    由于导向滑靴与推移滑道的单侧间隙为3～5mm，四个推移油缸靠截流截止阀手动纠偏，确保推移过程中不会产生过大的偏移。推移过程中，用0．50mm的厚薄规检测导向滑靴的侧间隙，随时观察炉体的跑偏情况。根据检测导向滑靴的偏移量，及时调节节流截止阀进行纠偏，因此导向滑靴在炉体推移过程中始终保持正常的运行状态。

5．2 2000 m³、1 260m³高炉中心线的确定

    l 260m³高炉尚未拆除之前，以1 260m³高炉炉顶法兰为基准，将其中心线控制点投射到▽39．350m和▽41．500m平台钢梁上，刻印上永久性标记进行保护。

    2000m³炉体中心线控制点在推移段炉体上口，即炉体组装时，炉底中心线、风口中心线及炉体上口中心线的交点。

5·3  高炉定位   

    炉体推移到最后1000mm时，减缓推移的速度，在距定位中心线剩余200 mm左右时，停止推移，操作人员用0．15 mm的钢丝线在炉体上口(十六段)挂控制点中心线，中心线的交点即为2000m³高炉炉体中心线在十六段上口的交点。

    推移到位后，在第十六段炉体上口，实测推移段炉体▽36．650m标高，以便控制煤气封罩段的标高。将焊接成整体的煤气封罩(第十七段)下口中心线的洋冲眼标记与第十六段上口的中心线的洋冲眼标记进行对接后并调整固定。将煤气封罩上口中心的洋冲眼印迹与▽ 39．350m平台梁上的标记进行核实，实测的结果Y₁Y=10mm，X₁X=5mm。

    炉体与炉顶设备相连接的是炉顶法兰，炉顶法兰的中心线控制点和标高，用锤球和水准仪检测，1260m³高炉中心线交点与2000m³高炉中心线交点完全重合。

6  结语

    (1)邯钢2000 m³高炉炉体整体水平推移是一项工程量浩大的系统工程。推移方案经过3次大讨论，在实施过程中吸取了各专业专家的建议，从投标方案到方案实施，先后经过20多次修改。吸取了国内外类似高炉推移案例的优点，通过优化组合，用简单的滑动摩擦推移方法解决复杂的技术问题，实现了技术创新。

    (2)邯钢2000m³高炉炉体推移成功，而且工期提前11．5天，为业主增创经济效益2875万元，为此，业主十分满意，给予了较高的评价。

    (3)邯钢2000m³高炉炉体整体水平推移成功，使中冶南方和十九冶全面掌握了高炉整体推移技术，为进入国内的大型高炉推移奠定了基础。