起初,鋼鐵行業(yè)所用原料皆為露天堆放,其占地面積廣,物料損耗甚巨,且堆放時對周邊設備及鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性極強,揚塵狀況極為嚴重,環(huán)境承載能力已達到極限,因此開始建造封閉式原料場地。料場項目已然樹立了綠色清潔生產(chǎn)的典范,環(huán)保效益顯著。
中國二十冶集團素有“料場建設先鋒”之美譽,自承建國內(nèi)首個 C 型料場——寶鋼C1料場伊始,迄今,全國共計21個C型料場,中國二十冶集團承建數(shù)量達15個之多。
有人認為,不過是搭建個用于堆料的倉庫罷了,有何難?實則不然,其中所涉技術(shù)難點與科技含量數(shù)不勝數(shù)。料場由最初的簡易搭棚起始,發(fā)展至當下智能、環(huán)保、先進的 C 型料場,歷程足可彰顯二十冶集團“冶金建設國家隊”的智慧建造之功。
如何將料場建設得具備占地面積小、堆料高、儲量大、廠房空間利用率高、環(huán)保性能優(yōu),且能使后續(xù)生產(chǎn)線作業(yè)效率提升等特性,恰為施工單位長期以來的研究課題。探索進程中,中國二十冶集團自主研發(fā)與科技創(chuàng)新,獲取專利、省部級工法、技術(shù)標準、核心論文等科技成果80余項。
特別值得一提的是,中國二十冶集團承建的武鋼 C 型料場,填補了國內(nèi) C 型封閉式環(huán)保料場建造技術(shù)的空白,推動了原料場領(lǐng)域的建造技術(shù)進步,對原料場的快速封閉改造意義重大,契合當下環(huán)保、綠色的發(fā)展理念。
C型料場建成之后,達成了多種礦石原料的高效儲運,減少儲存占地 10%-20%、降低綜合能耗 10%,節(jié)約原料場投資成本 10%-25%??諝庵蓄w粒物排放濃度降至 1.0mg/m3,極大程度改善了周邊環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀,徹底消弭了露天環(huán)境作業(yè)以及設備、鋼結(jié)構(gòu)快速腐蝕所帶來的生產(chǎn)安全隱患。粉狀物料損耗率由 0.65%降至 0.3575%,塊狀物料損耗率由 0.45%降至 0.2475%。以武鋼 C3 料場為例,每年可減少整粒礦物料和熔劑礦物料損耗分別為 10591t 和 5022t,因減少物料損耗節(jié)約直接成本 1500 萬元以上。
武鋼原料區(qū)域項目群涵蓋 3 座 C 型料場(武鋼 C1、C2、C3)和 2 座 B 型料場(武鋼 B1/B2),系國內(nèi)在建的最大智能化原料場群,亦是技術(shù)領(lǐng)先、工藝先進的原料場群。
該項目群坐落于既有露天料場區(qū)域,原露天料場堆積區(qū)域預壓板結(jié),樁基施工難度頗高;料場鋼筋混凝土擋墻結(jié)構(gòu)尺寸龐大、截面異形相貫,卸料平臺長 500 米、高 29.5 米、自重巨大;封閉鋼結(jié)構(gòu)跨度達 90 米、單側(cè)屋架長 58 米、安裝高度近 50 米、安裝坡度 39 度。
彼時,面臨諸多技術(shù)難題,尤為突出的主要有三項:其一,C 型料場樁基類型多樣(PHC、CFG)、數(shù)量眾多,施工相互影響頗大,極易因擠土效應致使樁體破損或位移;超長、超高、變截面異形連續(xù)結(jié)構(gòu)施工難度極大、主擋墻大體積混凝土施工要求頗高;雙層懸挑平臺,懸挑寬度大,高度甚高。其二,C 型料場主廠房長 500m,寬 90m,最大高度約 50m,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件跨度大,安裝高度高,受場地所限,結(jié)構(gòu)運輸、組裝、高空安裝難度極大;管桁架長度約 58m,屬大跨度超長構(gòu)件,就位坡度約 35°,吊裝難度大,高空對接作業(yè)量龐大,安全管控難度高,安裝精度要求嚴苛。其三,半門式刮板取料機倒“L”型門架重 54.6t,長 39.2m,寬 1.67m,箱體截面高 2.8m,屬大型異形設備,占地面積廣,設備組裝困難。安裝就位高差約 20.26m,吊裝就位難度極大;上段擺動端梁安裝標高+23.3m,下端固定端梁安裝標高+4.2m,跨度較大,安裝調(diào)整困難。
為化解技術(shù)難題,在攻堅創(chuàng)新之中發(fā)生了諸多鮮為人知的小故事。于超高懸挑平臺的新模架體系施工技術(shù)創(chuàng)新方面,原本,料場鋼筋混凝土擋墻,結(jié)構(gòu)尺寸極大,約長 635 米、高 21 米、厚 2.8 米左右,且每個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的面各異,有長方形,有正方形,亦有三角形,將其相互連接施工難度極大(截面異形相貫等特點)。卸料平臺懸挑寬 20m、高達 31m,一根主梁重量達 120 多噸。往昔皆采用扣件式腳手架系統(tǒng)支撐,鋼管用量將近 8000 噸,且此腳手架支撐系統(tǒng)的搭建、拆除周期漫長。
中國二十冶集團技術(shù)團隊總是想改良一下,但久久研究討論都沒結(jié)果,后來有一天,分公司總工在看到高架橋的時候,突然來了靈感,看到橋的背景架,就想C型料場可以不用笨辦法,可以做托架,也就是現(xiàn)在現(xiàn)場使用的施工辦法。原來要8000噸鋼材,現(xiàn)在只用了1000多噸,而且縮短了工期大約60天,單項節(jié)約成本大概80萬左右,且占地面積小、安全性高。此舉可謂突破了 C 型料場土建施工的核心技術(shù)瓶頸,樹立了 C 型料場卸料平臺施工之標桿,成為國內(nèi) C 型料場施工的重點推廣技術(shù)。
還有在大跨度倒三角管桁架的精確快速安裝技術(shù)研發(fā)中,大棚的鋼結(jié)構(gòu)屋架梁,長 58 米,屋面坡度極大,達 39 度,最高點 50 米,最低點 16 米,其截面為倒三角形,寬 2.4 米,高 2.7 米。在安裝之時,中間擋墻的混凝土已然澆筑完畢,鋼柱亦已安裝妥當,如此一來,58 米長的屋架梁要在 45 米跨內(nèi)安裝就位,就成了大難題。
原來,就是選用大型履帶吊來吊裝的笨辦法,既不好吊裝,危險性又大,還容易對已經(jīng)施工好的部分造成破壞。這次在武鋼料場這個辦法更是行不通,后來中國二十冶集團技術(shù)團隊經(jīng)過到現(xiàn)場反復試驗、推敲、計算,最后想出辦法,對大跨度、倒三角管桁架屋架梁進行合理拆分,再精確拼裝,建立一套完善的模塊組裝和高空對接方法,有效提高了施工效率,保證了施工質(zhì)量。如此操作,大概縮短了工期1個月,節(jié)約了成本約60萬。同時也減少高空作業(yè),大大降低了安全風險。目前該項技術(shù)也已經(jīng)申請了專利。
借由這些技術(shù)的應用,成功實現(xiàn)了料場的安全、高效、綠色建造。建成后,料場降塵量由 140t/km2·月驟降至 10t/km2·月,空氣中顆粒物排放濃度低于 1.0mg/m3,物料損耗率低至 0.25 - 0.36%。這一系列顯著成果,不僅是技術(shù)創(chuàng)新的有力證明,更是對“綠水青山就是金山銀山”理念的深度踐行,為行業(yè)樹立了可持續(xù)發(fā)展的光輝典范,推動了整個鋼鐵領(lǐng)域在環(huán)保與效益之間找到精妙平衡,為構(gòu)建綠色、低碳、循環(huán)的經(jīng)濟體系貢獻了卓越力量,彰顯了中國二十冶在推動產(chǎn)業(yè)升級和環(huán)境保護方面的貢獻與責任擔當。