摘要：本文在介紹了轉(zhuǎn)爐本體系統(tǒng)設(shè)備組成結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，闡述了轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備安裝工程概況和安裝技術(shù)要求
　　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐本體系統(tǒng)設(shè)備 組成結(jié)構(gòu) 安全技術(shù)
　　中圖分類號(hào)：TU64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備安裝概況
　　根據(jù)轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備的特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝要求，需要將轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備安裝在加料跨和轉(zhuǎn)爐跨之間，兩跨之間的位置安裝困難，直接將設(shè)備吊裝就位沒有合適的行車，而且由于各部件尺寸龐大，重量可觀，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧⒏鞑考惭b就位。
　　根據(jù)設(shè)備各部件的特點(diǎn)，應(yīng)先將爐體支撐系統(tǒng)的軸承座安裝就位，再安裝后續(xù)的托圈、爐殼、傾動(dòng)裝置，以及本體附件[1]。安裝支撐軸承座相對(duì)簡(jiǎn)單，使用汽車吊或行車結(jié)合手拉葫蘆，可以達(dá)到吊裝到位的目的，對(duì)于托圈、爐殼、傾動(dòng)裝置等重量和尺寸較大的部件必須采用專用安裝設(shè)備，本文介紹的轉(zhuǎn)爐本體系統(tǒng)設(shè)備安裝，采用線外組裝、整體滑移就位。
　　
　　2轉(zhuǎn)爐本體系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)
　　轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)設(shè)備主要包括爐型、爐殼、爐體支撐及轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。
　　2.1轉(zhuǎn)爐爐型
　　轉(zhuǎn)爐爐型是指用耐火材料砌成的爐襯內(nèi)形。按金屬熔池形狀的不同，轉(zhuǎn)爐爐型可分為筒球型、錐球型和截錐型三種。筒球型爐型由一個(gè)球缺體和一個(gè)圓筒體組成，它的優(yōu)點(diǎn)是爐型形狀簡(jiǎn)單，砌筑方便爐殼制造容易。熔池內(nèi)型比較接近金屬液循環(huán)流動(dòng)的軌跡，在熔池直徑足夠大時(shí)，能保證在較大的供氧強(qiáng)度下吹煉而噴濺最小，也能保證有足夠的熔池深度，使?fàn)t襯有較高的壽命。大型轉(zhuǎn)爐多采用這種爐型。爐型的爐襯一般由工作層、填充層和永久層所構(gòu)成。工作層是指直接與液體金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，它要經(jīng)受鋼、渣的沖刷、熔渣的化學(xué)侵蝕、高溫和溫度急變、物料沖擊等一系列作用。同時(shí)工作層不斷侵蝕，也將影響爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。因此，要求工作層在高溫下有足夠的強(qiáng)度，一定的化學(xué)穩(wěn)定性和耐急冷急熱等性能。填充層介干工作層和永久層之間一般用散狀材料搗打而成，起到減輕內(nèi)襯膨脹時(shí)對(duì)金屬爐殼產(chǎn)生的擠壓作用，拆爐時(shí)便于迅速拆除工作層，并避免永久層的損壞。永久層緊貼爐殼鋼板，修爐時(shí)一般不拆除，其主要作用是保護(hù)爐殼鋼板，該層用鎂磚砌成。
　　2.2轉(zhuǎn)爐爐殼
　　爐殼由爐帽、爐身、爐底組成，承受耐火材料、鋼液、渣液的全部重量，保持爐子有固定的形狀，傾動(dòng)時(shí)承受扭轉(zhuǎn)力矩。爐殼制作時(shí)各部分用普通鍋爐鋼板或低合金鋼板成形后，再焊成整體。為了適應(yīng)轉(zhuǎn)爐高溫作業(yè)頻繁的特點(diǎn)，爐殼有足夠的強(qiáng)度和剛度，在高溫下不變形在熱應(yīng)力作用下不破裂，考慮到爐殼各部位受力的不均衡，爐帽、爐身、爐底應(yīng)選用不同厚度鋼板。
　　爐帽部分的形狀有截頭圓錐體型和半球型兩種。半球型的剛度好但制造時(shí)需要做胎模，加工困難。而截頭圓錐體型制造簡(jiǎn)單，但剛度稍差，一般用于30t以下的小轉(zhuǎn)爐。爐帽上設(shè)有出鋼口，在爐帽的頂部，現(xiàn)在普遍裝有水冷爐口，可防止?fàn)t口鋼板在高溫下變形，提高爐帽的壽命，另外它還可以減少爐口結(jié)清，而且即使結(jié)渣也較易清理。水冷爐口有水箱式和埋管式兩種結(jié)構(gòu)。
　　爐身一般為圓筒形。它是整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐殼受力最大的部分。轉(zhuǎn)爐的全部重量(包括鋼水、爐渣、爐襯、爐殼及附件的重量)，通過(guò)爐身和托圈的連接裝置傳遞到支承系統(tǒng)上并且它還要承受傾動(dòng)力矩，因此用于爐身的鋼板要比爐帽和爐底適當(dāng)厚些。爐身被托圈包圍部分的熱量不易散發(fā)，在該處易造成局部熱變形和破裂[2]。因此，應(yīng)在爐殼與托圈內(nèi)表面之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以加強(qiáng)爐身與托圈之間的自然冷卻，防止或減少爐殼中部產(chǎn)生變形。爐帽與爐身也可以通水冷卻，以防止?fàn)t殼受熱變形延長(zhǎng)其使用壽命。
　　爐底部分有截錐型和球缺型兩種。截錐型爐底制作和砌磚都較為簡(jiǎn)便，但其強(qiáng)度不如球缺型好，適用于小型轉(zhuǎn)爐。爐底部分與爐身的聯(lián)接分為固定式與可拆式兩種。相應(yīng)地，爐底結(jié)構(gòu)也有死爐底和活爐底兩類。死爐底的爐殼，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低，使用可靠。但修爐時(shí)，必須采用上修。修爐勞動(dòng)條件差、時(shí)間長(zhǎng)，多用于小型轉(zhuǎn)爐。而活爐底采用下修爐方式，拆除爐底后爐襯冷卻決，拆襯容易因此修爐方便，勞動(dòng)條件較好可以縮短修爐時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，適用于大型轉(zhuǎn)爐。
　　2.3爐體支承系統(tǒng)
　　爐體支撐系統(tǒng)包括支承爐體的托圈、爐體和托圈的連接裝置，以及支承托圈的耳軸、耳軸軸承和軸承座等。托圈與耳軸聯(lián)接并通過(guò)耳軸坐落在軸承座上，轉(zhuǎn)爐則座落在托圈上轉(zhuǎn)爐爐體的全部重量通過(guò)支承系統(tǒng)傳遞到基礎(chǔ)上，而托圈又把傾動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來(lái)的傾動(dòng)力矩傳給爐體，并使其傾動(dòng)。
　　托圈和耳軸是用以支承止體并傳遞轉(zhuǎn)矩的構(gòu)件。對(duì)托圈來(lái)說(shuō)，它在工作中除承受爐殼、爐襯、鋼水和自重等全部靜載荷外，還要承受由于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)載荷和操作過(guò)程所引起的沖擊載荷，以及來(lái)自爐體、鋼包等熱輻射作用而引起的熱負(fù)荷。如果托圈采用水冷，則還要承受冷卻水對(duì)托圈的壓力。故托圈結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性才能滿足轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的要求[3]。大、中型轉(zhuǎn)爐的托圈多采用箱形的鋼板焊接結(jié)構(gòu)，為了增大剛度，中間加焊一定數(shù)量的直立筋板。這種結(jié)構(gòu)的托圈受力狀況好，抗扭剛度大加工制造方便，還可通水冷卻，使水冷托圈的熱應(yīng)力降低到非水冷托圈的1/3左右，考慮到機(jī)械加工和運(yùn)輸?shù)姆奖悖?、中型轉(zhuǎn)爐的托圈通常做成兩段或四段的剖分式結(jié)構(gòu)，然后在轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)再用螺栓連接成整體。
　　轉(zhuǎn)爐的耳軸支承著爐體和托圈的全部重量并通過(guò)軸承座傳給地基，同時(shí)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)低轉(zhuǎn)速的大扭矩又通過(guò)耳軸傳給托圈和轉(zhuǎn)爐耳軸要承受靜、動(dòng)載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、彎曲和剪切的綜合負(fù)荷，轉(zhuǎn)爐兩側(cè)的耳軸都是階梯形圓柱體金屬部件。由于轉(zhuǎn)爐有時(shí)要正反轉(zhuǎn)動(dòng)360度，而水冷爐口、爐帽和托圈等需要的冷卻水也必須連續(xù)地通過(guò)耳軸同時(shí)耳軸本身也需要水冷，因此耳軸是空心的。
　　爐體與托圈的連接裝置既要保證轉(zhuǎn)爐在所有的位置時(shí)，都能安全地支承全部工作負(fù)荷，且為轉(zhuǎn)爐爐體傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩，還應(yīng)能夠調(diào)節(jié)由于溫度變化而產(chǎn)生的軸向和徑向的位移，使其對(duì)爐殼產(chǎn)生的限制力最小，并能吸收或消除沖擊載荷，并能防止?fàn)t殼過(guò)度變形、使載荷在支承系統(tǒng)中均勻分布，同時(shí)還要考慮到結(jié)構(gòu)型式上的簡(jiǎn)單，易于安裝、調(diào)整和維護(hù)。目前已在轉(zhuǎn)爐上常用的支承系統(tǒng)是三支點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)形式的懸掛支承盤連接裝置，位于兩個(gè)耳軸位置的支點(diǎn)是基本承重支點(diǎn)，而在出鋼口對(duì)側(cè)，位于托圈下部與爐殼相連接的支點(diǎn)是一個(gè)傾動(dòng)支承點(diǎn)。懸掛支承盤連接裝置的主要特征是爐體處于任何傾動(dòng)位置，都始終保持托環(huán)與支承盤頂部的線接觸支承。同時(shí)在傾動(dòng)過(guò)程中爐殼上的托環(huán)始終沿托圈上的支承盤滾動(dòng)。所以這種連接裝置傾動(dòng)過(guò)程平穩(wěn)沒有沖擊。
　　轉(zhuǎn)爐耳軸軸承要支承爐殼、爐襯、金屬液和爐渣全部重量的部件。負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速慢、溫度高、工作條件十分惡劣。為有效地克服滑動(dòng)軸承磨損快、磨損大的缺點(diǎn)，在大中型轉(zhuǎn)爐上普偏采用了滾動(dòng)軸承采用自動(dòng)調(diào)心雙列圓柱滾子軸承，能補(bǔ)償耳軸由于托圈翹曲和制造安裝不準(zhǔn)確而引起的不同心度和不平行度。
　　2.4轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)
　　傾動(dòng)機(jī)構(gòu)隨著氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展也在不斷地發(fā)展和完善，出現(xiàn)了各種形式的傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、一級(jí)減速器和末級(jí)減速器組成。就其傳動(dòng)設(shè)備安裝位置或驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為落地式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、半懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、全懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)的傾動(dòng)機(jī)構(gòu)四大類。
　　轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速比大，轉(zhuǎn)爐的工作對(duì)象是高溫的液體金屬，在兌鐵水、出鋼等項(xiàng)操作時(shí)要求爐體能平穩(wěn)地傾動(dòng)和準(zhǔn)確地停位。因此爐子采取很低的傾動(dòng)速度，一般為0.1一1.5 r/min。為此.傾動(dòng)機(jī)構(gòu)必須具有很高的減速比，通常為700-1000。同時(shí)其傾動(dòng)力矩大，啟動(dòng)、制動(dòng)頗繁，承受的動(dòng)載荷較大。在整個(gè)冶煉周期中，要完成加廢鋼、兌鐵水、取樣、測(cè)溫、出鋼、出渣、補(bǔ)爐等一系列操作，這些都涉及到轉(zhuǎn)爐的啟、制動(dòng)如原料中硅、磷含量高，吹煉過(guò)程中倒渣次數(shù)增加，則啟、制動(dòng)操作就更加頻繁。另外，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)除承受基本靜載荷的作用外，還要承受由于啟動(dòng)、制動(dòng)等引起的動(dòng)載荷[4]。這種動(dòng)載荷在爐口刮渣操作時(shí)其數(shù)值甚至達(dá)到靜載荷的兩倍以上。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)工作是在高溫、多渣塵的環(huán)境中工作，環(huán)境十分惡劣。
　　
　　根據(jù)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)和操作工藝的需要，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，必須滿足工藝的需要。應(yīng)能使?fàn)t體正反轉(zhuǎn)動(dòng)360度，并能平穩(wěn)而又準(zhǔn)確地停在任一傾角位置上，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、測(cè)溫、出鋼、倒渣、補(bǔ)爐等各項(xiàng)工藝操作的要求。并且要與氧槍、副槍、爐下鋼包車、煙罩等設(shè)備聯(lián)鎖。根據(jù)吹煉工藝的要求，轉(zhuǎn)爐應(yīng)具有兩種以上的傾動(dòng)速度。轉(zhuǎn)爐在出鋼、倒渣、人工測(cè)溫取樣時(shí)，要平穩(wěn)緩慢地傾動(dòng)以避免鋼、渣猛烈晃動(dòng)甚至濺出爐口[5]。當(dāng)轉(zhuǎn)爐空爐，或從水平位置搖直，或剛從垂直位置搖下時(shí)，均可用較高的傾動(dòng)速度，以減少輔助時(shí)間。在接近預(yù)定位置時(shí)，采用低速傾動(dòng)，以便停位準(zhǔn)確并使?fàn)t液平穩(wěn)。目前全懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)在大型轉(zhuǎn)爐上廣泛應(yīng)用。
　　
　　3轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備安裝技術(shù)要求
　　3.1設(shè)備基礎(chǔ)驗(yàn)收及中心投測(cè)
　　轉(zhuǎn)爐屬于重負(fù)荷設(shè)備，在設(shè)備安裝工程開始之前，首先應(yīng)認(rèn)真地對(duì)土建交付的設(shè)備基礎(chǔ)嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收基礎(chǔ)時(shí)，首先要檢查和測(cè)量基礎(chǔ)中心線，表面標(biāo)高，地腳螺栓中心，頂部標(biāo)高以及埋設(shè)件、沉降觀測(cè)點(diǎn)等，均要進(jìn)行逐項(xiàng)檢查。
　　3.2進(jìn)場(chǎng)設(shè)備的檢查、驗(yàn)收及檢驗(yàn)、試驗(yàn)要求
　　進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備包括托圈、爐體、傾動(dòng)裝置等除進(jìn)行常規(guī)的產(chǎn)品合格證明書及外觀檢查外，還應(yīng)進(jìn)行以下檢查、檢驗(yàn)或試驗(yàn):
　?。?）整體進(jìn)場(chǎng)的托圈應(yīng)按設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)和通水試驗(yàn)，設(shè)計(jì)文件未規(guī)定時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的1.25倍，在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓10min，再將實(shí)驗(yàn)壓力降至工作壓力，保壓30min，以壓力不降，無(wú)滲漏為合格。通水試驗(yàn)時(shí)進(jìn)出水應(yīng)暢通無(wú)阻，連續(xù)通水時(shí)間不少于24小時(shí)，無(wú)滲漏為合格。
　?。?）對(duì)托圈的組裝精度進(jìn)行檢查，用經(jīng)緯儀或掛線配合千分尺的檢查方法，以傳動(dòng)側(cè)耳軸軸線為基準(zhǔn)，托圈兩耳軸的同軸度偏差不超過(guò)1.5mm，用塞尺測(cè)量法蘭連接的托圈法蘭結(jié)合面，局部間隙不得超過(guò)0.05mm。
　?。?）爐體主要檢查焊縫的探傷記錄和熱處理記錄。水冷爐口必須按照技術(shù)文件的要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)和通水試驗(yàn)，設(shè)計(jì)文件未規(guī)定時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，在試驗(yàn)壓力下，穩(wěn)壓10min，再將實(shí)驗(yàn)壓力降至工作壓力，保壓30min，以壓力不降，無(wú)滲漏為合格。通水試驗(yàn)時(shí)進(jìn)出水應(yīng)暢通無(wú)阻，連續(xù)通水時(shí)間不少于24小時(shí)，無(wú)滲漏為合格。
　　3.3耳軸軸承座安裝技術(shù)要求
　　轉(zhuǎn)爐支撐體系的所有重量都通過(guò)耳軸軸承座、軸承支座傳到基礎(chǔ)上，軸承座和軸承支座的安裝是安裝控制的重點(diǎn)之一，重要的控制項(xiàng)目、允許偏差和檢查方法均應(yīng)制訂嚴(yán)格規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行。
　　
　　
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