百噸轉爐汽化煙道整體更換施工技術分析

王華釗

摘 要：轉爐運行期間，隨著運行時間的延長，汽化煙道會出現漏水情況，如果未及時進行處理，漏水逐漸嚴重后，轉爐的正常運轉必然會受到影響。為保證轉爐的正常運行，要對其進行整體更換。以某百噸轉爐汽化煙道整體更換施工為例，對所用施工技術及更換流程進行論述。

關鍵詞：轉爐;汽化煙道;整體更換;施工技術

中圖分類號：TF341.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）29-0050-03

Analysis of the Construction Technology for the Overall Replacement of

the Vaporization Flue of a 100-ton Converter

WANG Huazhao

（Fujian Sangang Group Co.， Ltd.，Sanming Fujian 365000）

Abstract： During the operation of the converter， with the extension of the operation time， the vaporization flue will leak water， if it is not treated， the normal operation of the converter will inevitably be affected when the water leakage becomes serious. In order to ensure the normal operation of the converter， it must be replaced as a whole. Taking the overall replacement of the vaporization flue of a 100-ton converter as an example to discuss the construction technology and replacement process used.

Keywords： converter;vaporization flue;overall replacement;construction technology

某百噸轉爐汽化煙道需要更換汽化煙道，從活動煙罩到隔熱水套之間的全套汽化煙道都需要更換該汽化煙道由活動煙罩、爐口段煙道、固定一段、固定二段和末段煙道等組成。其中，活動煙罩直徑為6 500 mm，質量為4.43 t;爐口段煙道長約為10 m，最大直徑為3 540 mm，質量為17.65 t;固定一段長度約為9.5 m，最大直徑為4 160 mm，質量為14.26 t;固定二段長度約為13 m，最大直徑為4 290 mm，質量為13.71 t;末段煙道長度約為7 m，最大直徑為4 290 mm，質量為9.23 t。根據現場勘查，擬更換的設備全部從爐前煙道通道進出。但由于爐殼未更換且場地空間狹小，需要轉動爐體來配合汽化更換，而且檢修期間行車協調困難，此次決定采用吊車配合、卷揚抬吊的方案更換汽化煙道。

1 更換方案簡介

利用計算機仿真技術，繪制整個廠房結構和汽化煙道的外形尺寸圖，并完成整體性更換過程的仿真模擬，從而判斷汽化煙道更換方案的可行性。同時，利用制作的縮微實物二維模擬圖，進行多次現場勘查，仿真模擬整體更換流程，確定方案結果，并對以下問題加以注意。

受廠房空間以及轉爐爐口段煙罩下部與本體的間距限制，活動煙罩拆除時，新舊煙罩的拆除與吊裝必須在下部一圈圍管（Φ273 mm×10 mm）拆除的基礎上進行。▽22.500 m平臺吊裝孔寬度為4 000 mm，汽化煙道爐口段上聯箱導出圍管直徑為4 289 mm，受此影響，汽化煙道整體拆除前，要先割除舊的汽化煙道爐口段上聯兩側導出圍管（Φ219 mm×8 mm），然后整體拆除舊的汽化煙道爐口段。同理，固定一段、固定二段、末段汽化煙道的上聯箱、下聯箱會與各層平臺發生干涉，需要保護性拆除。

經過模擬，在吊裝固定二段時，汽化煙道會與▽22.500 m平臺發生干涉，決定將氧槍口平臺拆除5 m×2 m，靠爐后的平臺要提前改成5 m×6 m的活動蓋板，這樣就能形成5.0 m×12.2 m的吊裝孔，滿足固定二段汽化煙道的吊裝要求。活動煙罩拆除與吊裝過程中，要把轉爐本體搖到爐口水平位置，以保證活動煙罩順利拆除。在拆除吊裝爐口段、固定一段、固定二段、末段煙道時，轉爐本體必須搖至爐口朝爐后60°方向，緩慢吊裝期間，爐子也需要緩慢轉動至爐前。

要先拆除氧槍口（1件）、爐前二次除塵煙罩、下料口（2件）等附屬設備;拆除各段汽化煙道的上/下聯箱、上升管、下降管;拆除▽15.900 m～▽22.500 m通往2#轉爐的Φ480 mm×8 mm引風管;拆除▽28.800 m～▽37.800 m的2排電纜橋架;▽28.800 m爐后的平臺拆除至爐后支撐梁處;▽37.800 m平臺拆除末段煙道和固定二段煙道的8個彈簧支座。安裝新的汽化煙道過程與拆除過程相反。

2 選擇主要吊具及吊點

拆除汽化煙道各段時，主要利用布置在各層平臺的6臺卷揚抬吊牽引滑移接力配合，穿過各層平臺的吊裝孔，最后慢慢吊裝滑移到爐殼上。通過轉爐搖爐配合，然后在爐前配合32 t汽車牽引吊出至百噸行車上，運出現場;安裝過程則與拆除過程相反[1]。

由于固定二段汽化煙道外形呈Z字形，吊裝時占用的立體空間大，通過計算機模擬，在吊裝至▽28.800 m平臺及▽22.500 m平臺時，要利用卷揚吊點轉動翻身。

吊點布置如圖1所示。采用若干32 t、20 t滑輪組、單滑及6臺5 t卷揚;▽8.3 m平臺牽引采用兩臺5 t卷揚;爐前布置32 t汽車吊;▽22.5 m平臺布置一臺5 t卷揚，汽化煙道兩側梁底布置兩組32 t滑輪組;▽28.8 m平臺布置一臺5 t卷揚，汽化煙道爐前側梁底布置一組32 t滑輪組;▽37.8 m平臺布置一臺5 t卷揚，汽化煙道北側梁底布置一組32 t滑輪組;▽46.6 m平臺在固定二段汽化煙道和末段汽化煙道正上方增設吊裝梁，并布置一組20 t滑輪組和一組32 t滑輪組。

3 選擇主吊點鋼絲繩

確定最大負荷是選擇主吊點鋼絲繩的基礎。汽化煙道拆除時，煙道上帶有粉塵、外部的保溫材料及殘留水，估算質量為2 000 kg。經過查閱圖紙，吊裝單件中負荷最大的是爐口段煙道，總質量約為20 000 kg。主吊鋼絲繩選用Φ47.5 mm-6×37規格。其強度驗算公式為：

式中：F為鋼絲繩的允許拉力，N;[φ]為考慮鋼絲之間荷載不均勻的折減系數，取0.80～0.85，對于Φ47.5 mm-6×37鋼絲繩，φ取0.82;K為鋼絲繩的安全系數，假設所有負荷由鋼絲繩承擔，考慮在吊裝過程中鋼絲繩不是垂直受力，K取10;F為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，可查表確定鋼絲繩的破斷拉力值，Φ47.5 mm鋼絲繩公稱抗拉強度按1 700 N/mm計算，其破斷拉力為1 402 351 N;F為鋼絲繩的實際受力，N。

帶入相關參數值，經計算，Fg（鋼絲繩兩股）的大小為：

根據式（2）計算結果可知，所選鋼絲繩符合要求，具有良好的可靠性與安全性。

4 選擇主吊點卷揚系統

4.1 滑車組

選擇32 t的4×4滑車組。

4.2 確定卷揚型號并布置

從4×4滑車組定滑輪上將跑繩引出至導向滑輪，在轉揚卷筒上盤繞。卷揚的牽引力為[S]，其計算公式如下：

式中：f為導向滑車阻力系數;k為導向滑車數，取1;f為滑車組阻力系數;n為滑車組數，取8;Q為負荷。

4×4滑車組與導向滑車均采用青銅襯套，阻力系數分別為f=1.04、f=1.04。

帶入相關參數值，可得卷揚的牽引力[S]為：

根據計算可知，5 t卷揚即可滿足要求。

4.3 選擇卷揚鋼絲繩

假設卷揚鋼絲繩安全系數是6，則6×30 303 N=181 818 N<234 869 N。所以，卷揚鋼絲繩選擇9.5 mm即可滿足要求。卷揚鋼絲繩的長度計算公式為：

帶入相關參數值，可得卷揚鋼絲繩的長度為：

4.4 選擇導向滑車

導向滑車兩側鋼絲繩的夾角為100°，[F]為兩側鋼絲繩合力，要求導向滑車的最大承載力大于[F]。

所以，導向滑車選擇10 000 kg即可滿足要求。

5 卷揚、導向滑車的布置

在安裝卷揚時，要合理選擇卷揚的安裝位置，確保安裝場地平整，保證卷揚工作時沒有障礙物阻擋，以便操作人員在裝備起吊過程中能夠看清裝備，與指揮員順暢地進行溝通與聯系[2]。

在設置卷揚卷筒位置時，要合理確定其與最近導向滑輪的距離，通常二者的間距要設定在卷筒長度的20倍以上[3]。卷筒兩段繩索纏繞時，為確保卷筒上鋼絲繩能整齊排列，要求將鋼絲繩的傾斜角控制在5°以內[4]。繩索繞到卷筒中心時，繩索與卷筒中心應處于垂直狀態。

確定卷揚位置時，要保證有方便加固卷揚的地方，如廠房主立柱，方便固定卷揚，防止卷揚固定不牢固，否則，在重物起吊過程中，卷揚會出現滑移、傾斜等不良事件[5]。

6 施工工序和時間安排

根據更換的項目現場實際情況，更換的順序主要是：拆除時從下往上，安裝時先上后下。本方案決定采用以下工序進行施工，流程如圖2所示。

7 結語

本研究采用計算機技術仿真整個吊裝工作的拆除流程，明確了汽化煙道檢修中整個吊掛更換的可能性。汽化煙道受到爐子和廠區空間的限制，必須拆卸各層平臺來擴大吊裝工作空間，并采用實體縮微的二維模型仿真吊裝施工，根據現場施工的實際狀況決定綁吊地點和廠房整體吊裝地點。這些措施有效減少了檢修時間，減少了施工過程中不必要的拆卸工作，具有良好的經濟性。

參考文獻：

[1]王清凱.90 t轉爐汽化煙道爐口段和活動煙罩更換施工技術[J].科學與財富，2020（12）：392.

[2]章海波.20 t轉爐末段汽化煙道快換技術的實踐[J].福建冶金，2018（2）：24-27.

[3]曹海平，歐陽鋼，熊季就，等.影響轉爐汽化煙道使用壽命的原因分析與對策[J].河南冶金，2016（6）：15-17.

[4]李帥.關于煉鋼轉爐汽化煙道使用的長壽命攻關[J].冶金設備，2019（增刊2）：104-105.

[5]余成華，徐冬敏.剖析轉爐汽化煙道使用壽命的影響因素[J].能源研究與利用，2012（2）：37-39.