80t 轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)側(cè)剖分式耳軸軸承更換新技術(shù)

李東平，姜長順，劉 正

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司煉鋼廠，湖南 湘潭 411101）

轉(zhuǎn)爐耳軸軸承裝置是轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)的重要部分，支撐著包括爐體，液態(tài)金屬，鋼渣，托圈及其附件的全部重量和半懸掛減速機(jī)的重量，在半懸掛傾動(dòng)機(jī)構(gòu)中傾爐傾動(dòng)時(shí)還要承受來自扭矩平衡裝置的反作用力，還有兌鐵和加廢鋼時(shí)鋼水罐和廢鋼槽的沖擊力。其工作特點(diǎn)為高溫高載，運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁，一般轉(zhuǎn)動(dòng)角度大約在280°-290°之內(nèi)，軸承零部件常處于局部工作。此外工作時(shí)還受到嚴(yán)重的噴濺鋼渣和灰塵的影響，工作環(huán)境較為惡劣。早在2010 年1 月，我廠1# 轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)側(cè)剖分式耳軸軸承出現(xiàn)保持架和滾珠損壞，臨時(shí)更換軸承造成停產(chǎn)4天的重大設(shè)備事故，這種設(shè)備事故在國內(nèi)很多同類型鋼廠都曾有出現(xiàn)過，無論哪家鋼廠，發(fā)生該類事故都會(huì)對(duì)整個(gè)公司的生產(chǎn)造成非常嚴(yán)重的影響，因此，當(dāng)該類事故發(fā)生時(shí)或定期計(jì)劃性更換軸承時(shí)，在保證檢修質(zhì)量的前提下，如何最大程度的縮短工期，值得去探索，但由于很多鋼廠包括我廠在曾經(jīng)的更換傳動(dòng)側(cè)耳軸軸承都是采用的頂轉(zhuǎn)爐托圈的方法，這種方案雖然成熟，穩(wěn)妥，但需耗費(fèi)大量的材料和人力去制作安裝頂爐支撐，且用時(shí)較長，不是最科學(xué)的方法，而新的從單側(cè)頂爐的方案通過理論計(jì)算和演示后，可以省去十幾萬元的材料費(fèi)用，縮短至少一天的工期，也是同行里一項(xiàng)非常值得推廣的挖潛增效工作。

1 我廠3# 轉(zhuǎn)爐耳軸軸承的基本情況

湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司煉鋼廠3#80t 轉(zhuǎn)爐于2001 年9 月投產(chǎn)，爐體傳動(dòng)側(cè)耳軸軸承為方便后期的備件更換，采用的是剖分式雙列向心調(diào)心輥?zhàn)虞S承，壽命不及整體式軸承，一般定于2～3 個(gè)爐役期間換一次剖分式耳軸軸承，4～5 個(gè)爐役期間更換一次整體式耳軸軸承，該轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)側(cè)耳軸軸承上次更換時(shí)間是2014年5 月22 日，至今已穩(wěn)定運(yùn)行2 個(gè)爐役，由于本次爐役需更換3 段煙道，時(shí)間較長，是穿插進(jìn)行傳動(dòng)側(cè)耳軸軸承更換的好時(shí)機(jī)。

2 工程概況

湘鋼80 t 轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備重量包括轉(zhuǎn)爐爐殼、托圈、傾動(dòng)裝置、其它附件等，總重約350 t（事故搶修時(shí)還應(yīng)加上爐體耐材、溜渣板的重量），其中本次需更換的剖分式雙列向心調(diào)心輥?zhàn)虞S承公稱外徑DN900，軸承重量為1650 kg，轉(zhuǎn)爐本體組成如圖1 所示。

3 施工方法

（1）老方法：爐口朝上，松開爐體兩側(cè)兩個(gè)軸承的軸承端蓋螺栓，在爐下軌道上鋪上2 張2 m×4 m×0.2 m 的厚鋼坯，再把事先制作好的4 根大立柱按位置要求立到托圈下方并連接固定，然后用4 個(gè)150 t 液壓頂同時(shí)工作將托圈頂起達(dá)到更換軸承的條件。此方法以往在湘鋼用過多次，臨時(shí)搶修更換該剖分軸承需4 天時(shí)間，爐役檢修期間需3 天時(shí)間。

（2）探索新方法：老方法中布置和拆除4 根立柱頂爐的工作量大，工期長，因此探索的新方法就是將這個(gè)頂托圈的方法改為頂傳動(dòng)側(cè)耳軸（圖3 正下方），參照該軸承圖紙和技術(shù)參數(shù)，只需將傳動(dòng)側(cè)耳軸軸承中心線位置頂起10mm 就完全能夠滿足更換剖分式軸承的空間要求。

（3）新方法存在的技術(shù)難題。1）頂爐時(shí)采用的千斤頂如何選型，是一個(gè)還是幾個(gè)？若只用一個(gè)千斤頂，如果在作業(yè)時(shí)出了問題導(dǎo)致泄壓會(huì)造成什么樣的后果？是否有預(yù)案？如果用多個(gè)頂那么如何布局？2）由于轉(zhuǎn)爐本體重量大，單側(cè)頂耳軸如何確保頂起后爐體不會(huì)往兩側(cè)滑動(dòng)而產(chǎn)生偏移；3）傳動(dòng)側(cè)軸承被頂起10mm 的高度后，這對(duì)非傳動(dòng)側(cè)軸承是否會(huì)有影響，如何進(jìn)行精確的模擬計(jì)算和分析？

圖1 爐體系統(tǒng)總成簡圖

3.1 理論計(jì)算

如圖2 所示：通過查閱圖紙得知，傳動(dòng)側(cè)軸承中心線到非傳動(dòng)側(cè)軸承中心線距離b=8989.5 mm，非傳動(dòng)側(cè)左列滾動(dòng)體到右列滾動(dòng)體的中心距a=183 mm，當(dāng)傳動(dòng)側(cè)軸承提升高度h2=10 mm 時(shí)，需求出非傳動(dòng)側(cè)左列軸承提升高度h1數(shù)值，通過計(jì)算公式h1/h2=a/b 即h1/10=183/【8989.5+（183/2）】可以得出h1=0.202 mm，查閱竣工圖上該軸徑向游隙為0.48 mm-1.32 mm，頂爐過程中，非傳動(dòng)側(cè)軸承左列滾動(dòng)體的游隙變化在技術(shù)參數(shù)許可范圍內(nèi)，所以該方法可行。

圖2 傳動(dòng)側(cè)與非傳動(dòng)側(cè)軸承位移關(guān)系圖

3.2 具體實(shí)施方法

（1）前期工機(jī)具和材料準(zhǔn)備，見表1。

（2）前期制作。按照耳軸的直徑用30 mm 厚鋼板制作一個(gè)弧面支座（圖3），托座下面用直徑377×20 的厚皮管和30 mm 厚鋼板制作并焊固一個(gè)支撐千斤頂?shù)墓ぷ髌脚_(tái)（圖4），下20 塊200×200×30 mm 鋼板料用于塞千斤頂墊高。

（3）焊定位板防止?fàn)t體偏移。在軸承與減速機(jī)之間的耳軸兩側(cè)的地面，焊兩塊筋板夾著耳軸，防止耳軸在被頂起后脫離了軸承座而跑偏。

（4）拆除軸承座端蓋和上蓋。先拆除外側(cè)端蓋，在軸承座上層平臺(tái)梁上設(shè)置2 t 導(dǎo)鏈，提前在軸承座螺栓處噴些松動(dòng)劑，采用30 mm 厚鋼板制作扳手，松開螺栓后用倒鏈吊起軸承座上蓋。

（5）千斤頂選用的選用和安裝。千斤的選用大于爐體總重350 t*70%=245 t 的型號(hào)，這里采用一個(gè)250 t 千斤頂，同時(shí)在傾動(dòng)二次減速機(jī)下方的2 個(gè)緩沖座旁再用同樣方法安裝2 臺(tái)200 t 千斤頂，用來頂起傳動(dòng)減速機(jī)和扭力桿系統(tǒng)（圖5）同時(shí)起到分擔(dān)主頂壓力和防止主頂出現(xiàn)故障泄壓情況發(fā)生，在頂起之前需將扭力桿兩頭的座子螺栓松開。

（6）頂爐拆除軸承作業(yè)。開起主頂，兩個(gè)副頂同步跟緊主頂，使傳動(dòng)側(cè)耳軸滾動(dòng)體與軸承下半外圈分開10mm 間隙，然后開始拆除剖分式軸承上下部分，拆除完軸承后對(duì)耳軸進(jìn)行檢查和探傷。

表1 工機(jī)具和材料準(zhǔn)備

圖3 弧面支座

圖4 千斤頂支撐柱

圖5 二次減速機(jī)下安裝的千斤頂

（7）安裝新軸承作業(yè)。安裝軸承時(shí)先安裝剖分式軸承的下半部分的外圈和滾動(dòng)體，下半部分裝入后緩慢降低千斤頂，讓爐體完全壓在軸承上，然后安裝軸承上半部分，上下部分一定要對(duì)齊，不能錯(cuò)位錯(cuò)臺(tái)；確保無誤后擰緊夾緊螺栓。

（8）安裝軸承外蓋。先安裝上蓋（要檢查內(nèi)部羊毛氈匣，保證密封效果），再安裝端蓋，安裝時(shí)需均勻涂抹密封膠，緊固端蓋螺栓時(shí)力度要按圖紙的安裝要求，力矩過大螺栓容易斷裂，過小容易產(chǎn)生松動(dòng)。

（9）潤滑。連接油管打入潤滑脂，要等到新油脂從端蓋邊擠出來為止。

4 結(jié) 語

轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)側(cè)軸承更換的整個(gè)施工過程與其他檢修項(xiàng)目同步，晝夜施工，新方案較以往節(jié)約了26 小時(shí)，大大縮短整個(gè)爐役大修工期，提前32 小時(shí)達(dá)產(chǎn)達(dá)效，也大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和施工費(fèi)用，同時(shí)還為后續(xù)更換轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)側(cè)軸承提供了有利的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)支撐。