大型懸掛式提釩煉鋼轉爐傾動系統安裝工藝研究

郭 銳

(攀鋼集團工程技術有限公司 四川 攀枝花 617000)

大型懸掛式提釩煉鋼轉爐傾動系統安裝工藝研究

郭 銳

(攀鋼集團工程技術有限公司 四川 攀枝花 617000)

本文以某鋼釩綜合利用項目煉鋼提釩轉爐系統為研究對象，闡述大型懸掛式轉爐傾動系統施工技術難點，在保證項目安全、質量、工期的情況下，如何采用創新性的安裝工藝，完成傾動系統的安裝。

轉爐；傾動系統；吊裝

一、引言

轉爐設備是煉鋼工藝過程中最重要的設備之一，某釩鈦綜合利用項目提釩車間由提釩加料跨、提釩爐子跨和煉鋼加料跨組成。由于生產工藝平面布置的需要，傾動設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備，傾動系統吊裝難度大。

二、提釩轉爐傾動裝置概述

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

復式全懸掛轉爐傾動機構，解決了傾動一次減速機與二次減速機連接的三支點過約束問題，柔性連接提高了一次減速機硬齒面抗沖擊、抗扭振疲勞的性能，且設備安裝便利。

三、轉爐傾動設備安裝要求

轉爐傾動設備安裝的施工工藝技術標準執行《煉鋼機械設備工程安裝驗收規范》GB50403-2007，安裝允許偏差按表1執行。

表1 傾動裝置安裝允許偏差

四、轉爐傾動系統安裝工藝技術

(一)傾動系統傳統安裝工藝技術

傾動系統安裝順序為：扭力桿裝置—>二次減速機—>四臺一次減速機和電機。傳統的傾動系統吊裝工藝為：搭設臺架及平臺，并在平臺上鋪設鋼板和滾杠。該安裝工藝采用“滾杠橫向運輸，液壓縱向頂升”，設施量大，工期長，安裝就位難。

(二)傾動系統創新吊裝工藝

針對傳統傾動系統吊裝工藝的缺點，研究了新的傾動系統吊裝工藝為：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，其實施步驟：

第一步：拆除轉爐傾動系統正上方的20.97米平臺，在傾動系統正上方的20.97米平臺2、3框架梁上各設置一套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，將轉爐傾動系統吊進轉爐跨；

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，將轉爐傾動系統橫向吊進轉爐跨中央，對正傾動系統的安裝軸；

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

(三)吊裝受力分析

吊裝傾動系統的設施：在10.97米平臺上設置了兩臺8噸卷揚機，再在20.97米平臺梁上掛設兩套滑車組：

在第一種狀態下滑車組的力平衡方程為：

在第二種狀態下滑車組的力平衡方程為：

在第三種狀態下滑車組的力平衡方程為：

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

T1max=305.97KN,T2max=86.19KN

掛設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2臺8噸卷揚機做牽引，跑繩經過2個導向滑輪，進入滑車組的定滑輪；

式中S-出繩端拉力；P-計算荷載；

n-工作繩數；E-阻力系數，青銅襯套E=1.04

選擇8噸卷揚能滿足牽引力要求。

跑繩和捆綁繩強度驗算：跑繩選用鋼絲繩規格6×37+1，鋼絲抗拉強度1700MPa，直徑21.5mm,鋼絲繩最小破斷力T=242.7KN，安全系數K=5;捆綁繩選用鋼絲繩規格6×37+1，鋼絲抗拉強度1700MPa,直徑60mm，鋼絲繩最小破斷力T=1902.4KN，安全系數K=7;上述數據取自《重型設備吊裝手冊》。

由于捆綁繩T1>T2,驗算以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)受力結構分析與建模

提釩塔樓框架結構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,設計平臺荷載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米以上為鋼框架結構,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。建模的第一層從標高10.97米至20.97米，第二層從標高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,做為安全儲備;吊裝傾動系統的兩組主滑車組分別掛在第二根主梁上，傾動系統最重設備重量35噸，取動荷載系數1.2，采用鋼結構分析軟件PMPK進行受力計算。

通過分析計算應力比〈1，結構滿足強度要求，能確保吊裝安全。

五、實施后效果

采用傳統工藝需要8天才能吊裝完傾動設備，而采用新工藝2天內能完成傾動設備吊裝，減少約58噸臺架搭設費用，縮短工期6天。

六、結束語

①“大型懸掛式提釩轉爐傾動系統安裝技術”在該項目中的成功應用，受到總包方的高度認可，已被某公司推廣應用到某集團鋼鐵有限公司的轉爐安裝工程中，并獲得成功。

②該項轉爐安裝工藝技術的成功實施并推廣應用，為今后同類型轉爐安裝留下了寶貴而豐富技術經驗，為類似工程組織開辟了創新思路，具有顯著推廣價值。

七、下一步需解決問題及展望

為更好推廣應用該項轉爐安裝技術，計劃將對“煤氣加壓雙層燃燒環裝置”進行可控性、計量性完善研究，達到進一步節能、高效目的，實現產業化，開發如熱處理設備、烘爐設備、取暖設備等，完成產品化。

[1]樊兆馥編著.重型設備吊裝手冊.冶金工業出版社,2001.4.

[2]GB50403-2007.煉鋼機械設備工程安裝驗收規范.

[3]焉勇剛,李志強,楊攆上.轉爐傾動裝置的改進.冶金設備,2003,(06)

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