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炼钢厂连铸机平台结构典型问题及案例分析

2024-05-08 16:39:40

来源:结构鉴定

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01 引言

连铸机设备是炼钢企业钢材生产、加工的核心设备,包括钢包、钢包回转台、中间罐、结晶器、二次冷却及导向装置、结晶器振动装置等。

连铸机平台作为支承连铸机及相关及其相关设备的重要构筑物,结构自身安全的重要性不言而喻。一旦连铸机平台结构发生整体或局部失效,将带来严重的经济损失,甚至更惨重的代价。

图1 连铸机平台结构

但在实际连铸区域运维管理中,管理人员相对重视设备安全,忽视连铸区域的建构筑物的安全。

由于二次冷却的工艺要求,连铸机平台结构处于高温、潮湿的复杂使用环境中;同时钢水需在中间包车静置停留,连铸机平台结构部分处于重载的工况下,并经常存在技术性改造。如果对连铸平台结构运维管理不到位,未严格按照相关要求进行使用维护,更容易发生结构破坏、甚至垮塌等重大事故。

02 典型问题

连铸机平台均为混凝土框架结构或钢框架结构。总结连铸工艺特点、连铸平台结构特性,目前连铸机平台结构耐久性损伤、施工缺陷、改造不当等问题突出。

1、耐久性损伤

连铸机设备通常设有二次冷却装置。在对生产铸坯过程中,会产生大量水蒸气,使用环境不利于结构安全。在使用五年甚至时间更短的情况下,相关区域承重构件耐久性损伤便尤为突出。其中混凝土构件表现为混凝土脱落,胀裂,钢筋锈蚀;钢结构构件表现为钢构件涂锈蚀、甚至锈穿。若不及时进行处理或处理不当,会影响结构安全。

2、施工缺陷

既有连铸机平台结构中,混凝土部分通常为结构专业进行设计施工,但钢结构部分仍存在由工艺专业进行设计,于相关生产设备一同供货安装。但安装过程中经常存在节点处、拼接处连接质量不符合现行标准要求的情况,存在严重施工质量缺陷。

3、改造不当

连铸机平台在使用过程中,通常存在工艺改造的需求。改造通常会引起结构荷载的变化,如不根据国家强制性标准规定的检测鉴定、加固设计、施工的流程进行改造,自行盲目施工改造,连铸机平台可能会处于不安全状态。

03 典型案例

⬛ 案例一

某连铸机平台为钢框架结构,因更换中包车等改造原因需进行检测鉴定。由于多个承重构件出现耐久性损伤等原因,导致该连铸平台结构安全性不符合国家现行标准要求,经检查主要问题如下:

1、中包车低轨道承重框架梁及其他承重梁严重锈蚀;

2、中包车低轨道承重大梁连接焊缝开裂;

3、二冷室墙体混凝土大面积剥落,钢筋锈断。

图2 承重框架梁腹板锈穿

图3 承重框架梁下翼缘板严重锈蚀

图4 承重框架梁连接焊缝开裂

图5 二冷室混凝土墙体混凝土大面积剥落,钢筋锈断

⬛ 案例二

某连铸机平台结构平由混凝土框架结构及其上部钢平台构成。下部混凝土结构为框架结构,由结构专业设计施工;钢结构平台由相关工艺单位进行设计制造安装。

经检查发现,该连铸机平台存在如下问题:二冷室区域混凝土构件钢筋多处锈断,中包车承重钢梁严重锈蚀,存在局部锈穿的情况,已严重影响结构安全。

图6 二冷室区域柱混凝土大面积脱落,钢筋严重锈蚀

图7 中包车低轨承重梁局部锈穿

图8 混凝土框架梁局部露筋锈蚀

⬛ 案例三

某连铸机平台结构由于局部改造,对高轨承重梁进行局部提升,导致现有承重梁拼接节点处未对齐,存在严重缺陷。在使用过程中,发现钢梁腹板连接处焊缝开裂。

同时二冷室区域混凝土构件钢筋锈断,钢构件严重锈蚀,中包车承重钢梁严重锈蚀,存在局部锈穿的情况,已严重影响结构安全。

图9 中包车高轨梁节点处拼接处质量差

图10 中包车高轨梁节点拼接处腹板焊缝开裂

图11 中包车低轨承重梁严重锈蚀

图12 二冷室区域混凝土构件钢筋锈断

04 结语

连铸是炼钢生产工艺中重要的一环,相较于炼钢区域,管理人员经常忽视连铸区域建构筑物的安全问题。

结构安全,重在防微杜渐,禁于未然!管理者应建立运维管理体系,加强对连铸机平台的定期检测、检查和维护工作。当发现存在较严重的质量缺陷或损伤时,应依据国家全文强制性条文标准《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021委托专业单位进行检测鉴定。