郭 銳

(攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司 四川 攀枝花 617000)

大型懸掛式提釩煉鋼轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)安裝工藝研究

郭 銳

(攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司 四川 攀枝花 617000)

本文以某鋼釩綜合利用項(xiàng)目煉鋼提釩轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)為研究對象，闡述大型懸掛式轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)施工技術(shù)難點(diǎn)，在保證項(xiàng)目安全、質(zhì)量、工期的情況下，如何采用創(chuàng)新性的安裝工藝，完成傾動系統(tǒng)的安裝。

轉(zhuǎn)爐；傾動系統(tǒng)；吊裝

一、引言

轉(zhuǎn)爐設(shè)備是煉鋼工藝過程中最重要的設(shè)備之一，某釩鈦綜合利用項(xiàng)目提釩車間由提釩加料跨、提釩爐子跨和煉鋼加料跨組成。由于生產(chǎn)工藝平面布置的需要，傾動設(shè)備需從提釩加料跨吊至爐子跨，然后沿耳軸方向橫移，套入到耳軸懸臂軸上。由于受場地限制，塔樓頂部的32噸行吊和加料跨360噸行吊都無法直接吊到傾動設(shè)備，傾動系統(tǒng)吊裝難度大。

二、提釩轉(zhuǎn)爐傾動裝置概述

轉(zhuǎn)爐傾動裝置采用四點(diǎn)嚙合全懸掛—扭力桿平衡裝置結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)有利于消除一次減速機(jī)插裝在二次減速機(jī)上所形成的三支點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，大大改善軸承受力和齒輪載荷的分布，同時有利于設(shè)備制造和一次減速機(jī)的安裝、拆卸。二次減速機(jī)下部的扭力桿平衡裝置則用于吸收轉(zhuǎn)爐傾動過程中產(chǎn)生的傾動力矩，減少設(shè)備零部件的沖擊載荷，延長設(shè)備使用壽命。

復(fù)式全懸掛轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)，解決了傾動一次減速機(jī)與二次減速機(jī)連接的三支點(diǎn)過約束問題，柔性連接提高了一次減速機(jī)硬齒面抗沖擊、抗扭振疲勞的性能，且設(shè)備安裝便利。

三、轉(zhuǎn)爐傾動設(shè)備安裝要求

轉(zhuǎn)爐傾動設(shè)備安裝的施工工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《煉鋼機(jī)械設(shè)備工程安裝驗(yàn)收規(guī)范》GB50403-2007，安裝允許偏差按表1執(zhí)行。

表1 傾動裝置安裝允許偏差

四、轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)安裝工藝技術(shù)

(一)傾動系統(tǒng)傳統(tǒng)安裝工藝技術(shù)

傾動系統(tǒng)安裝順序?yàn)椋号ちU裝置—>二次減速機(jī)—>四臺一次減速機(jī)和電機(jī)。傳統(tǒng)的傾動系統(tǒng)吊裝工藝為：搭設(shè)臺架及平臺，并在平臺上鋪設(shè)鋼板和滾杠。該安裝工藝采用“滾杠橫向運(yùn)輸，液壓縱向頂升”，設(shè)施量大，工期長，安裝就位難。

(二)傾動系統(tǒng)創(chuàng)新吊裝工藝

針對傳統(tǒng)傾動系統(tǒng)吊裝工藝的缺點(diǎn)，研究了新的傾動系統(tǒng)吊裝工藝為：滑車組與爐前行車配合吊裝，空中接力與水平滑移的安裝工藝，其實(shí)施步驟：

第一步：拆除轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)正上方的20.97米平臺，在傾動系統(tǒng)正上方的20.97米平臺2、3框架梁上各設(shè)置一套H50×5D滑車組。先利用提釩加料跨360噸行吊與爐前第一套滑車組配合吊裝，將轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)吊進(jìn)轉(zhuǎn)爐跨；

第二步：利用爐后第二套滑車組與爐前第一套滑車組配合吊裝，同時緩慢松開提釩加料跨360噸行吊的吊繩，以“空中接力”的方式，將轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)橫向吊進(jìn)轉(zhuǎn)爐跨中央，對正傾動系統(tǒng)的安裝軸；

第三步：用提釩轉(zhuǎn)爐塔樓頂部32T行吊配合爐后第二套滑車組與爐前第一套滑車組吊裝，將設(shè)備轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)縱向移動，穿進(jìn)提釩轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)的主傳動軸，再進(jìn)行傾動系統(tǒng)的找正。

(三)吊裝受力分析

吊裝傾動系統(tǒng)的設(shè)施：在10.97米平臺上設(shè)置了兩臺8噸卷揚(yáng)機(jī)，再在20.97米平臺梁上掛設(shè)兩套滑車組：

在第一種狀態(tài)下滑車組的力平衡方程為：

在第二種狀態(tài)下滑車組的力平衡方程為：

在第三種狀態(tài)下滑車組的力平衡方程為：

分析和計(jì)算三種吊裝狀態(tài)下的受力情況，G=350KN，第二狀態(tài)下滑車組的受力最大，最大受力為：

T1max=305.97KN,T2max=86.19KN

掛設(shè)在鋼梁上的兩套滑車組均為H50×5D，封頭在定滑輪，跑繩也從定滑輪出，工作繩有10根；另設(shè)2臺8噸卷揚(yáng)機(jī)做牽引，跑繩經(jīng)過2個導(dǎo)向滑輪，進(jìn)入滑車組的定滑輪；

式中S-出繩端拉力；P-計(jì)算荷載；

n-工作繩數(shù)；E-阻力系數(shù)，青銅襯套E=1.04

選擇8噸卷揚(yáng)能滿足牽引力要求。

跑繩和捆綁繩強(qiáng)度驗(yàn)算：跑繩選用鋼絲繩規(guī)格6×37+1，鋼絲抗拉強(qiáng)度1700MPa，直徑21.5mm,鋼絲繩最小破斷力T=242.7KN，安全系數(shù)K=5;捆綁繩選用鋼絲繩規(guī)格6×37+1，鋼絲抗拉強(qiáng)度1700MPa,直徑60mm，鋼絲繩最小破斷力T=1902.4KN，安全系數(shù)K=7;上述數(shù)據(jù)取自《重型設(shè)備吊裝手冊》。

由于捆綁繩T1>T2,驗(yàn)算以T1=305.97KN,且每根捆綁有2個頭,N=2,捆綁物的棱角用半圓鋼管包邊；

(四)受力結(jié)構(gòu)分析與建模

提釩塔樓框架結(jié)構(gòu)采用矩形鋼混凝土柱，第一層從0.0米至10.97米柱為鋼骨混凝土,主梁為型鋼混凝土,平臺板壓型鋼板混凝土,厚350mm板,設(shè)計(jì)平臺荷載3t/m2；第二層從10.97米至20.97米為矩形鋼混凝土柱,主梁為焊接H型鋼,平臺板厚8mm花紋鋼板;第三層從20.97米至27.67米為矩形鋼混凝土柱,主梁為焊接H型鋼,平臺板厚8mm花紋鋼板;27.67米以上為鋼框架結(jié)構(gòu),有4層。

10.97米平臺為混凝土厚板，做為上部塔樓分析的嵌固端。建模的第一層從標(biāo)高10.97米至20.97米，第二層從標(biāo)高20.97米至27.67米。

做吊裝傾動受力分板時,27.67米以上鋼框架剛度不計(jì),做為安全儲備;吊裝傾動系統(tǒng)的兩組主滑車組分別掛在第二根主梁上，傾動系統(tǒng)最重設(shè)備重量35噸，取動荷載系數(shù)1.2，采用鋼結(jié)構(gòu)分析軟件PMPK進(jìn)行受力計(jì)算。

通過分析計(jì)算應(yīng)力比〈1，結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求，能確保吊裝安全。

五、實(shí)施后效果

采用傳統(tǒng)工藝需要8天才能吊裝完傾動設(shè)備，而采用新工藝2天內(nèi)能完成傾動設(shè)備吊裝，減少約58噸臺架搭設(shè)費(fèi)用，縮短工期6天。

六、結(jié)束語

①“大型懸掛式提釩轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)安裝技術(shù)”在該項(xiàng)目中的成功應(yīng)用，受到總包方的高度認(rèn)可，已被某公司推廣應(yīng)用到某集團(tuán)鋼鐵有限公司的轉(zhuǎn)爐安裝工程中，并獲得成功。

②該項(xiàng)轉(zhuǎn)爐安裝工藝技術(shù)的成功實(shí)施并推廣應(yīng)用，為今后同類型轉(zhuǎn)爐安裝留下了寶貴而豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為類似工程組織開辟了創(chuàng)新思路，具有顯著推廣價值。

七、下一步需解決問題及展望

為更好推廣應(yīng)用該項(xiàng)轉(zhuǎn)爐安裝技術(shù)，計(jì)劃將對“煤氣加壓雙層燃燒環(huán)裝置”進(jìn)行可控性、計(jì)量性完善研究，達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能、高效目的，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，開發(fā)如熱處理設(shè)備、烘爐設(shè)備、取暖設(shè)備等，完成產(chǎn)品化。

[1]樊兆馥編著.重型設(shè)備吊裝手冊.冶金工業(yè)出版社,2001.4.

[2]GB50403-2007.煉鋼機(jī)械設(shè)備工程安裝驗(yàn)收規(guī)范.

[3]焉勇剛,李志強(qiáng),楊攆上.轉(zhuǎn)爐傾動裝置的改進(jìn).冶金設(shè)備,2003,(06)

郭銳(1984.6-)，男，漢族，四川成都，科長/助理工程師，研究生，工業(yè)工程專業(yè)。