大型高炉设备质量控制方法与要点.docx
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大型高炉设备质量控制方法与要点
大型高炉设备质量控制方法与要点
中钢设备有限公司监理部100080路又懿
摘要：
为适应钢铁生产高效、优质、低耗、长寿和环境保护的要求，新建高炉大都是2000m3级以上的大型高炉。
大型高炉具有许多显而易见的优点，但如果设备质量出现问题，造成的损失也是非常大的。
因此，如何确保大型高炉设备的质量，在我们设备监理工作中积累了许多宝贵的经验。
关键词：
大型高炉设备监理质量控制
为了适应钢铁生产高效、优质、低耗、长寿和环境保护的要求，近年来无论是产业政策导向还是企业经济效益的驱动，新建高炉大都是2000m3级以上的大型高炉。
大型高炉具有许多显而易见的优点，这里不再赘述，但如果设备质量出现问题，造成的损失也是非常大的。
因此，如何确保大型高炉设备的质量，真正实现设计中的长寿化和高效性，在质量控制上给设备监理工程师提出了挑战。
一、高炉设备概况、特点及分类
首先，我们先来分析一下现代化大型高炉技术上一般具有的几方面特点：
精料、高风温和综合鼓风、高压操作、能源回收和环境保护、出铁场平坦化和机械化、自动化控制。
高炉及其附属设备大体上可分为21类，这21类设备具体见下表：
序号
设备分类
具体系统或设备示例
1
高炉炉体
高炉炉壳、炉体框架、炉喉钢砖、炉体内衬
2
原料储存和筛分设备
原燃料储槽、槽下设备、给料机、振动筛、称量装置
3
原料输送和上料设备
高炉上料胶带机、原料输送胶带机
4
无料钟炉顶装料设备
受料罐、称量料罐、水冷气密传动齿轮箱、下阀箱、上料闸、上密封阀、下密封阀、布料溜槽
5
炉体冷却设备
冷却板、冷却壁、冷却箱及复合结构
6
出铁场机械设备
液压泥炮、开铁口机、摆动流嘴、移盖机、起重机
7
渣铁沟浇注设备
快速搅拌机、浇注小车、热风干燥机
8
混铁车设备
鱼雷型混合车、圆筒型混合车
9
高炉鼓风及炉顶余压发电设备
高炉鼓风机（大多采用轴流式压缩机）、鼓风脱水设备、空气过滤器、放风消声器、送风切换阀、炉顶压力回收发电设备（TRT）
10
送风管路及相关设备
热风围管、送风支管、直吹管、风口、风口中小套、风口大套
11
热风炉及附属设备
热风炉、炉篦子、横梁、支柱、燃烧器、余热回收装置
12
煤气除尘清洗设备
煤气上升下降管、重力除尘器和一、二级脱水器、电除尘器、布袋除尘器
13
给排水设备
净循环系统设备、污环水系统设备、炉身上部冷却循环水设备、高炉清洗循环水系统设备
14
水渣处理设备
转鼓脱水法（转鼓过滤器、分配器、缓冲槽、碰撞板）
15
炮泥制备设备
焦粉贮存粉碎系统设备、配料混合称量系统设备、碾泥系统设备、焦油系统设备、起重设备
16
煤粉喷吹设备
干燥气发生炉、磨煤机、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤粉风机、喷煤罐体组、计量装置、给料装置、煤粉喷枪、煤粉分配器
17
阀门设备
热风炉系统阀门、高炉炉顶阀门、辅助系统阀门
18
炉体周围检测设备
高炉炉身煤气取样机、炉喉径向探测器、料面检测装置、炉顶料面红外测温热图像仪、炉衬烧损检测装置、炉身静压力检测装置、铁水温度检测、炉顶煤气成分分析取样设备
19
高炉自动化控制设备
仪表控制系统、电气控制系统、过程计算机系统
20
高炉供电装置
总降压变电系统、车间电气室供电系统、变压变频（VVVF）装置、应急柴油发电机组
21
环境保护设备
粉尘控制设备（埋刮板输送机、斗式提升机等）、水污染控制设备（刮泥机、污泥脱水机等）、噪声控制设备（高炉煤气减压阀组、高炉冷风放风阀、高炉鼓风机放风阀、高炉炉顶均压放散阀、抽风机和除尘风机消声器）
二、设备的重要性与监理方式分类
为更加有效地控制高炉设备的质量，监理工程师首先根据设备在高炉中的重要性程度、加工制造的难度、质量要求及制造厂的管控能力对设备进行分类，然后制定出具体的监理方案，设定具体的监理方式。
在监理实践中我们常用以下原则分类：
A类设备：
符合下列特征之一的设备：
1）主工艺线上非常关键的设备
2）加工制造难度大、周期长、质量要求高的设备
3）制造厂管控能力极差，很难达到质量要求的设备
B类设备：
符合下列特征之一的设备：
1）在主工艺线上相对次要的设备。
2）虽是主工艺线上设备，但制造厂家为专业厂家，质量管控能力较强的设备。
3）虽是标准通用设备或结构简单要求不高的设备，但承制厂家管控能力较差，较难达到质量要求的设备。
C类设备：
符合下列特征之一的设备：
1）标准、通用设备。
2）结构简单、加工要求不高的设备。
3）只有终检要求的设备。
下表为本人所主持监制的河北沧州纵横二期2#、3#高炉部分设备的分类表：
设备分类表
序号
设备名称
设备
类别
备注
1
热风炉炉篦子、支柱、托梁；风口大套及大套法兰、炉喉钢砖
A
2
AV80鼓风机
A
3
无料钟炉顶、泥炮、开铁口机
A
4
热风炉系统高温阀门
A
5
行车
A
6
热风炉低温阀门
A
7
铸铁冷却壁
B
8
鱼雷罐车
B
9
除尘风机、助燃风机
B
10
INBA装置
B
11
煤气和空气换热器
B
12
磨煤机、给煤机
B
13
振动筛、振动给料机
B
14
上料主皮带
B
15
煤气干法除尘
B
16
出铁厂除尘器
B
17
铜冷却壁
B
18
蒸发冷却器
B
19
热风炉波纹补偿器
B
20
送风支管
B
21
渣铁沟、拉紧吊挂装置、高炉称量漏斗、热风炉及粗煤气人孔装置
B
22
热风炉格子砖、燃烧器、硅质大墙砖等
B
23
自清洗管道过滤器、砂滤器、冷却塔
C
24
除尘风机配套液偶
C
25
柴油机泵
C
26
高压，低压水泵组、粒化泵组
C
27
除尘风机配套高压电机
C
28
热风炉、矿槽、炉顶、泥泡开铁口机液压系统
C
29
螺杆空压机成套
C
30
热风炉管道砖
B
31
低蠕变粘土砖
B
32
鼓风机站空气过滤器
B
33
1.4M除铁器
C
34
泥浆及热风炉大墙砖
B
35
煤气减压阀消声器、冷风放风阀消音器、助燃风机消音器
B
36
出铁场除尘、炉顶、煤气管网补偿器及弹簧支座
B
37
摆动流嘴、探尺
B
38
炉顶人孔及限位装置
B
39
压力容器
B
40
主排烟风机、热风炉烟气引风机
B
41
INBA水系统阀门
C
42
高炉冷却壁固定连接及软连接
B
43
INBA系统非标设备
B
44
矿槽及储运系统胶带机
B
45
风口小、中套
B
46
主铁沟盖板及管道人孔
B
47
各区域轴流风机及压力缓冲罐
B
48
高炉煤气调压阀组
B
49
金属硬密封蝶阀和氧气专用阀
B
50
出铁场、热风炉及喷煤系统气阀
B
51
喷煤系统专用球阀
B
52
喷煤流化及喷吹设备
B
53
热媒发生装置
B
54
防爆袋式收粉器
B
55
矿槽通风槽
B
56
出铁场高铝质碳化硅砖、粘土砖、碳化硅质泥浆及粘土质泥浆
B
57
高炉水渣胶带机
B
58
高炉手拉葫芦、单轨小车
B
59
高炉热风炉干油润滑站
C
60
高炉潜水排污泵
C
61
高炉循环水泵房阀门
C
62
高炉综合管线补偿器
B
63
干煤棚双梁桥式抓斗起重机
B
64
高炉炉顶干油润滑系统
C
65
高炉燃气综合管线补偿器
B
66
出铁场和矿槽除尘风机消音器
B
其次，根据高炉设备的重要性分类采取不同的监理方式：
A类设备必须采取驻检方式，对设备制造的各个环节质量监理工程师均需严格控制。
B类设备可采取驻检或巡检方式，但设备制造的各个重要环节均需在监理工程师的可控范围内，关键质量控制点必须由监理工程师到现场进行现场见证（W）和停止点见证（H）。
C类设备采取巡检方式，一般情况下监理工程师仅需对终检试验类项目或设备性能测试项目进行现场见证（W），其余的质量控制可采用文件见证（R）的方式。
对设备的A、B、C分类，能有效地节约监理资源，在合理、经济的情况下能有效地控制质量，避免监理过程不分重点，胡子眉毛一把抓。
三、质量控制的组织机构
合理有效的监理机构对控制高炉设备的质量起着非常重要的作用，监理机构人员一般由总监、总监代表、监理工程师、监理员组成。
根据设备监制的特点，项目实行总监理工程师负责制，负责设备制造阶段的监理工作，根据合同规定，向各有关制造厂派驻监理工程师。
下图为河北沧州纵横二期高炉项目的组织结构图：
项目监理机构成立后，应建立健全监理项目岗位责任制，明确相关责任人。
以设计图纸、技术标准、监检大纲、监理规划为工作指导，编制制造阶段各设备的《监理细则》，严格按《监理人员工作守则》，完成设备监理任务。
其中总监理工程师应始终处于项目监理机构的灵魂和核心地位，对项目的质量控制进行统管。
四、大型高炉设备质量控制的具体措施
根据本人对土耳其ISDMIR钢厂4#2500m3高炉和河北沧州纵横一期1#2350m3高炉和纵横二期2#、3#2350m3高炉的监理实践，大型高炉设备质量控制应具有以下特点：
1、超前监理，预防为主
监理规划和监理细则是监理进行质量控制的核心资料，项目实施前，总监应在监理规划中设备重要性分类的基础上对核心、关键设备进行难点和监理重点分析，针对监理难点重点阐明应采取的监理措施和见证方式。
各项目的监理工程师应在熟悉合同、技术协议、图纸等的基本上在监理细则中对设备的重要零部件、关键工序进行难点和监理重点、要点分析，预先拟定合理的监理措施和见证方式。
例一：
纵横二期高炉热风炉的炉篦子、支柱、托梁、风口大套及大套法兰，制造厂属于一家民营的小型铸造厂，管理及质量体系运行均较差，纵横一期高炉该厂生产的风口大套及大套法兰就因存在较严重的铸造缺陷给业主方造成了不良的影响。
为此二期高炉的监理规划中，就事先安排一名有铸造方面专长的监理工程师对该厂驻检，从原材料的成分化验直到成品的全过程均严格规定了具体的监理实施措施，要求对不合格项和不合格品必须进行重点监控，经整改达不到质量标准的产品规定坚绝报废。
例二：
纵横二期高炉的铸铁冷却壁，铸铁冷却壁属高炉关键零部件，一旦砌入高炉很难进行更换，对其产品的质量控制要确保每块都合格。
为此在监理规划中除规定加强过程质量控制外，还规定出厂前监理工程师需对冷却壁逐块进行质量复检。
例三：
为满足现代大型高炉容积大、炉顶压力高的要求，大型高炉炉壳材料一般均采用500MPa强度级的低合金结构钢（如BB502、BB503、AG50、WSM50C等），所用的板材厚度也较厚，最大板厚可达到90mm，分块尺寸大且需在炉壳上大量开孔（大至2000X4000mm，小到Φ32mm且形状各异），炉壳制造在切割、成型、焊接中均存在较大的技术难度。
故监理工程师在监理细则中必须规定制造的每个主要环节中相应的质量控制方式。
纵横高炉炉壳制造中监理细则规定的质量控制环节如下：
制造前监制准备（熟悉图纸、相关规范技术要求）→制造前资料审验（R）→制造前使用机械及配套设备技术性能、特殊工种的审核（R）→原材料进行复检（W/R）→下料、切孔、坡口几何尺寸旁站监理（W）→焊接头旁站监理（W）→弧板卷制→切接头→拼装（预组装）旁站监理（W）→打磨→除锈涂装→部件编号标识→设备装车发运。
2、严控过程
严控制造中的各个过程对设备的最终质量起着决定性的作用。
过程控制应包括：
熟悉图纸及其它技术文件，审核制造厂的检验大纲和关键设备、零部件的制造工艺；对进厂的原材料、配套件、标准件，根据图纸、工艺文件、技术标准的规定和要求进行严格的检查；过程尺寸检查（包括线性尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等）；过程试验报告类检查（如材质、探伤、热处理、风动试验、压力试验、材料力学性能等）；设备组装后的精度检查；终检试验类项目检查；与其它设备或基础相联系、联接或相关的尺寸项目检查等。
例如土耳其ISDMIR钢厂4#2500m3高炉串罐式无料钟炉顶设备监理的过程中，重要部位的焊缝质量检查、耐磨衬板的硬度检查、设备装配后的动作检查、密封性能试验、压力试验监理均进行了旁站监理。
如无料钟炉顶的最核心设备水冷气密传动齿轮箱的监理过程中，监理在冷态负荷试车、热态负荷试车、溜槽的更换试验、气密性试验、水冷效果试验等关键点均进行了停止点见证，其它质量控制点也均进行了现场见证。
3、动态管理
设备实际的质量控制中，控制方式也不是一成不变的，其主要原因一般和制造厂的质量管控能力有关。
如纵横高炉二期项目质量控制中，根据设备的重要性分类最初将铜冷却壁列为A类控制设备，但在监理过程中发现该铜冷却壁制造厂的质量管控能力相当好，其产品远销欧美等海外市场，监理过程中及时将铜冷却壁调整为B类控制设备。
又如纵横高炉二期质量控制中，最初仅将热风炉围管等焊接结构件列为巡检项目，但因该制造厂质量管控能力较差，在制造过程中出现了许多质量问题，监理过程中及时将设备调整为驻检项目。
五、结束语
生产出合格的产品是质量控制工作的核心。
监理工程师必须坚持“严格控制、积极参与、切中要害、热情服务”的宗旨。
用“超前监理、预防为主、动态管理、严格把关”的方法，处理和协调好质量、进度、投资三个互相制约的目标要求，以更好的实现质量目标。
随着经济全球化和管理现代化的发展，监理工作不仅要更新和提高专业知识和管理水平，而且要紧跟现代科学技术的步伐，不断地充实和掌握新技术、新工艺、新材料、新的科学管理方法，进一步提高驾驭建设工程项目按预定质量目标运作的能力，使监理行业的公众形象得到社会的普遍认同和信赖，全面体现应有的社会价值。
2008-12-30
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