1725mm 雙機(jī)架往復(fù)式爐卷水平軋機(jī)的吊裝方法及吊具設(shè)計(jì)

陳治宇

（中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司國(guó)際工程分公司，四川 成都 611730）

1 工程簡(jiǎn)介

1725mm 雙機(jī)架往復(fù)式爐卷軋機(jī)布置形式：入口卷取爐、1#水平軋、立輥軋、2#水平軋、出口卷取爐。工作原理為：鋼坯依次通過(guò)1#水平軋、立輥軋（控制寬度）、2#水平軋進(jìn)行第一次軋制。第一次軋制完成進(jìn)入出品卷取爐保溫；鋼坯從出品卷取爐出來(lái)依次通過(guò)2# 水平軋、立輥軋（控制寬度）、1#水平軋進(jìn)行第二次軋制。第二次軋制完成進(jìn)入入口卷取爐保溫。通過(guò)上述步驟往復(fù)軋制，最終將鋼坯軋制到所需厚度。

2 吊裝機(jī)械

起重設(shè)備作為吊裝水平軋機(jī)牌坊的關(guān)鍵承載設(shè)備，其承載能力的大小是能否成功吊裝水平軋機(jī)牌坊的關(guān)鍵因素。TIPPINS 公司的總體布置圖顯示在軋制線上共設(shè)置了3 臺(tái)橋式起重機(jī)，分別是1 臺(tái)75t、2 臺(tái)45t。而水平軋機(jī)的牌坊單片重量為155t，根本無(wú)法承受吊裝牌坊的重量。

以往工程全是采用2 臺(tái)150t 的履帶式吊車進(jìn)行聯(lián)合抬吊的方式，這種方式存在以下弊端：1） 150t 履帶式吊車在某些國(guó)家不容易找到，導(dǎo)致無(wú)法吊裝；2） 在某些國(guó)家租賃費(fèi)用較高且等待吊車進(jìn)場(chǎng)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致工期滯后；3） 甚至有些國(guó)家受到經(jīng)濟(jì)制裁其機(jī)械裝備維護(hù)保養(yǎng)工作做得很差，導(dǎo)致150t 履帶式吊車的吊裝安全系數(shù)不能保證；4） 吊車進(jìn)場(chǎng)、退場(chǎng)、吊車的站位及吊車的鋪路非常麻煩。

為徹底解決依賴大型履帶式吊裝機(jī)械的困擾，可從以下幾個(gè)方面解決：

1） TIPPINS 公司工藝布置僅考慮了生產(chǎn)線投產(chǎn)后的維檢方面所需要的吊裝機(jī)械額定承載量，從未考慮水平軋機(jī)牌坊的吊裝因素。所以應(yīng)在初步設(shè)計(jì)階段與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行協(xié)商，要求其將主軋線上的75t 橋式起重機(jī)的起重量更換成至少155 噸及以上的橋式起重機(jī)；

2） TIPPINS 公司的初步設(shè)計(jì)是磨輥間的橋式起重機(jī)的跨距與主軋跨的跨距是一樣的。所以可提前調(diào)整施工計(jì)劃將磨輥間的125t 橋式起重機(jī)安裝于主軋跨用于水平軋機(jī)牌坊吊裝。待整個(gè)主軋跨設(shè)備安裝投產(chǎn)后，再將此臺(tái)125t 橋式起重機(jī)轉(zhuǎn)移至磨輥間；

3） 125t 的橋式起重機(jī)額定起重量為125t，根據(jù)《起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》[1]（GB 50278-2010） 進(jìn)行動(dòng)載荷試驗(yàn)為額定載荷起重量的1.1 倍，即：125t×1.1=137.5t；進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)為額定載荷起重量的1.25 倍，即：125×1.25=156.25t＞155t，滿足。

3 水平軋牌坊的吊裝高度校核

1） 通過(guò)全站儀測(cè)量軌道頂面標(biāo)高+15953mm；2） 水平軋牌坊固定地腳螺栓頂部標(biāo)高（最大值） +2050mm；3） 通過(guò)155t 橋式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱：橋起） 設(shè)計(jì)圖紙查出鉤頭底部外露于橋起主梁底部與軌道標(biāo)高的差值2500mm（此距離一定要為橋起鉤頭上升到頂?shù)臉O限位置）；4） 計(jì)算出鋼絲繩吊起水平軋牌坊且掛于鉤頭上的鋼絲繩距離為1000mm；5）水平軋牌坊的高度為10120mm；6） 通過(guò)計(jì)算，采用橋起將水平軋牌坊吊至最高點(diǎn)時(shí)的高度為：2333mm（15953-2500-1000-10120mm=2333mm）；7） 橋起將水平軋牌坊吊至最高點(diǎn)時(shí)的高度與固定地腳螺栓頂部標(biāo)高的差值為283mm＞0mm（2333-2050mm=283mm），滿足。

4 鋼絲繩承載力的計(jì)算

查表選用鋼絲繩：6×37-￠52mm-FC-1400kN，破斷拉力為1405kN；

鋼絲繩采用長(zhǎng)度相同的一對(duì)（2 根）。將第1 根鋼絲繩對(duì)折再對(duì)拆變成4 股，第2 根同理；每股承載力為140.5t，考慮安全系數(shù)（取5），每股鋼絲繩承載力為：140.5/5=28.1t；8 股鋼絲繩承載重量：28.1t×8 股=224.8t＞150t，滿足。

5 橫擔(dān)的作用與計(jì)算

橫擔(dān)放置于水平軋機(jī)窗口頂部，承受8 股鋼絲繩向上吊起150t 牌坊的受力支點(diǎn)。橫擔(dān)制作用4 根120×120mm，L=800mm 的方坯組成正方形且滿焊，橫擔(dān)側(cè)面中間位置焊接1個(gè)吊耳用于取鉤。

橫擔(dān)材質(zhì)鑄鋼件，鑄鋼件材料許用應(yīng)力為300~400kg/cm2；

橫擔(dān)的橫截面積；水平軋機(jī)牌坊單片重量為150t；

橫擔(dān)的拉伸許用應(yīng)力： ；鑄鋼件材料許用應(yīng)力為300~400＞261kg/cm2，滿足。

橫擔(dān)承載力計(jì)算，橋起的鉤頭將鋼絲繩提升，鋼絲繩纏繞在橫擔(dān)的中部，水平軋機(jī)的單片重量為150t。橫擔(dān)布置于軋機(jī)窗口的頂部，橫擔(dān)長(zhǎng)800mm，橫擔(dān)截面積240mm。

跨中彎矩：M=1/4×P×L=1/4×P×0.8m=200P（N·mm）；抵抗矩：W=1/6×b×h2=1/6×240×240mm2=2304000mm3；查表知，橫擔(dān)不發(fā)生彎曲變形的許用應(yīng)用值=190N/mm2；許用應(yīng)力：

承 載 力： P ≤190N/mm2×2304000mm3/200 =218.88t；150t≤218.88t，滿足。

6 吊具的制作、安裝

水平軋機(jī)牌坊的頂部布置了用于安裝壓下螺桿的階梯型沉槽孔，階梯型沉槽孔從軋機(jī)的頂部貫穿于軋機(jī)的底部[2]。

壓下螺桿的階梯型沉槽孔從頂部依次往底部分成3 個(gè)臺(tái)階，直徑和深度分別為￠1000mm，L=40mm；￠700mm，L=160mm；￠545mm，L=517mm。

壓下螺桿的階梯型沉槽孔從水平軋牌坊頂部至水平軋牌坊底部最小處的直徑為￠515mm，從水平軋牌坊頂部至水平軋牌坊最小處直徑（第3 個(gè)臺(tái)階孔） 的長(zhǎng)度為40mm+160mm+517mm=717mm。

切割外徑￠515×皮厚13×長(zhǎng)度＜717mm 的保護(hù)鋼管，保護(hù)鋼管是為防止鋼絲繩穿入沉槽孔時(shí)，當(dāng)橋起起升時(shí)，鋼絲繩對(duì)壓下螺桿的階梯型沉槽孔進(jìn)行拉毛破壞。

準(zhǔn)備厚度為10mm 的橡膠皮將壓下螺桿的階梯型沉槽孔的第3 個(gè)臺(tái)階孔的孔壁全部覆蓋并進(jìn)行保護(hù)，第3 個(gè)臺(tái)階孔直徑為￠545mm，兩邊厚度為20mm，間隙量為545mm-20mm=25mm，25mm 的間隙量是為了方便穿入保護(hù)鋼管。

借助8t 汽車吊將切割好的鋼管沿水平軋機(jī)牌坊頂部的壓下螺桿的階梯型沉槽孔的第1 個(gè)臺(tái)階孔塞入至第3 個(gè)臺(tái)階孔處；采用木料或鋼板將第1 臺(tái)階孔、第2 臺(tái)階孔的間隙全部填滿；切割一片直徑為1350mm 的同心圓蓋板，同心圓直徑分別為：1350mm 和515mm，同時(shí)在此同心圓蓋板上沿直徑1200mm 處按照平均分布22。5°切割出8 顆￠50mm 的孔；將已經(jīng)塞入軋機(jī)頂部階梯型沉槽孔中的保護(hù)鋼管與頂部同心圓蓋板相焊接；在同心圓蓋板上任意對(duì)稱位置焊接兩個(gè)手柄，以便取鉤，見(jiàn)圖1。

圖1 吊具制作（單位：mm）

同心圓蓋板上有8 顆￠50mm 的孔，此孔主要是讓M56×65mm 的螺栓穿過(guò)同心圓蓋板并與軋機(jī)頂部的沉槽內(nèi)螺紋孔緊緊相連，最終起到固定同心圓蓋板及穿入壓下螺栓的階梯型沉槽孔的固定保護(hù)鋼管的作用。

7 穿鋼絲繩以及水平軋機(jī)牌坊起吊

以1#水平軋機(jī)為例，將第一根鋼絲繩對(duì)折（由一根變成兩根），從1#水平軋機(jī)操作側(cè)牌坊的壓下螺桿的階梯型沉槽孔的頂部穿入底部，然后纏繞住橫擔(dān)，再?gòu)牡撞糠祷刂了杰垯C(jī)壓下螺桿的階梯型沉槽孔的頂部且掛在橋起雙鉤頭的左邊。

將第二根鋼絲繩對(duì)折（由一根變成兩根），從1#水平軋機(jī)操作側(cè)牌坊的壓下螺桿的階梯型沉槽孔的頂部穿入底部，然后纏繞住橫擔(dān)，再?gòu)牡撞糠祷刂了杰垯C(jī)壓下螺桿的階梯型沉槽孔的頂部且掛在橋起雙鉤頭的右邊。

通過(guò)橋起緩慢起升將1#水平軋操作側(cè)牌坊由平躺吊至垂直，再順、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，主要是為了控制軋機(jī)牌坊的安裝方向。

通過(guò)橋起緩慢將其移動(dòng)于已經(jīng)安裝好的底座上。其余3片牌坊同理，在此不再?gòu)?fù)述。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文較為詳細(xì)地闡述了TIPPINS 公司1725mm 雙機(jī)架往復(fù)式爐卷水平軋機(jī)的吊裝方法及吊具設(shè)計(jì)，為今后相關(guān)施工人員從事類似工程提供一定的指導(dǎo)和參考。