大型悬挂式提钒炼钢转炉倾动系统安装工艺研究

郭 锐

(攀钢集团工程技术有限公司 四川 攀枝花 617000)

大型悬挂式提钒炼钢转炉倾动系统安装工艺研究

郭 锐

(攀钢集团工程技术有限公司 四川 攀枝花 617000)

本文以某钢钒综合利用项目炼钢提钒转炉系统为研究对象，阐述大型悬挂式转炉倾动系统施工技术难点，在保证项目安全、质量、工期的情况下，如何采用创新性的安装工艺，完成倾动系统的安装。

转炉；倾动系统；吊装

一、引言

转炉设备是炼钢工艺过程中最重要的设备之一，某钒钛综合利用项目提钒车间由提钒加料跨、提钒炉子跨和炼钢加料跨组成。由于生产工艺平面布置的需要，倾动设备需从提钒加料跨吊至炉子跨，然后沿耳轴方向横移，套入到耳轴悬臂轴上。由于受场地限制，塔楼顶部的32吨行吊和加料跨360吨行吊都无法直接吊到倾动设备，倾动系统吊装难度大。

二、提钒转炉倾动装置概述

转炉倾动装置采用四点啮合全悬挂—扭力杆平衡装置结构。这种设计有利于消除一次减速机插装在二次减速机上所形成的三支点支撑结构，大大改善轴承受力和齿轮载荷的分布，同时有利于设备制造和一次减速机的安装、拆卸。二次减速机下部的扭力杆平衡装置则用于吸收转炉倾动过程中产生的倾动力矩，减少设备零部件的冲击载荷，延长设备使用寿命。

复式全悬挂转炉倾动机构，解决了倾动一次减速机与二次减速机连接的三支点过约束问题，柔性连接提高了一次减速机硬齿面抗冲击、抗扭振疲劳的性能，且设备安装便利。

三、转炉倾动设备安装要求

转炉倾动设备安装的施工工艺技术标准执行《炼钢机械设备工程安装验收规范》GB50403-2007，安装允许偏差按表1执行。

表1 倾动装置安装允许偏差

四、转炉倾动系统安装工艺技术

(一)倾动系统传统安装工艺技术

倾动系统安装顺序为：扭力杆装置—>二次减速机—>四台一次减速机和电机。传统的倾动系统吊装工艺为：搭设台架及平台，并在平台上铺设钢板和滚杠。该安装工艺采用“滚杠横向运输，液压纵向顶升”，设施量大，工期长，安装就位难。

(二)倾动系统创新吊装工艺

针对传统倾动系统吊装工艺的缺点，研究了新的倾动系统吊装工艺为：滑车组与炉前行车配合吊装，空中接力与水平滑移的安装工艺，其实施步骤：

第一步：拆除转炉倾动系统正上方的20.97米平台，在倾动系统正上方的20.97米平台2、3框架梁上各设置一套H50×5D滑车组。先利用提钒加料跨360吨行吊与炉前第一套滑车组配合吊装，将转炉倾动系统吊进转炉跨；

第二步：利用炉后第二套滑车组与炉前第一套滑车组配合吊装，同时缓慢松开提钒加料跨360吨行吊的吊绳，以“空中接力”的方式，将转炉倾动系统横向吊进转炉跨中央，对正倾动系统的安装轴；

第三步：用提钒转炉塔楼顶部32T行吊配合炉后第二套滑车组与炉前第一套滑车组吊装，将设备转炉倾动系统纵向移动，穿进提钒转炉倾动系统的主传动轴，再进行倾动系统的找正。

(三)吊装受力分析

吊装倾动系统的设施：在10.97米平台上设置了两台8吨卷扬机，再在20.97米平台梁上挂设两套滑车组：

在第一种状态下滑车组的力平衡方程为：

在第二种状态下滑车组的力平衡方程为：

在第三种状态下滑车组的力平衡方程为：

分析和计算三种吊装状态下的受力情况，G=350KN，第二状态下滑车组的受力最大，最大受力为：

T1max=305.97KN,T2max=86.19KN

挂设在钢梁上的两套滑车组均为H50×5D，封头在定滑轮，跑绳也从定滑轮出，工作绳有10根；另设2台8吨卷扬机做牵引，跑绳经过2个导向滑轮，进入滑车组的定滑轮；

式中S-出绳端拉力；P-计算荷载；

n-工作绳数；E-阻力系数，青铜衬套E=1.04

选择8吨卷扬能满足牵引力要求。

跑绳和捆绑绳强度验算：跑绳选用钢丝绳规格6×37+1，钢丝抗拉强度1700MPa，直径21.5mm,钢丝绳最小破断力T=242.7KN，安全系数K=5;捆绑绳选用钢丝绳规格6×37+1，钢丝抗拉强度1700MPa,直径60mm，钢丝绳最小破断力T=1902.4KN，安全系数K=7;上述数据取自《重型设备吊装手册》。

由于捆绑绳T1>T2,验算以T1=305.97KN,且每根捆绑有2个头,N=2,捆绑物的棱角用半圆钢管包边；

(四)受力结构分析与建模

提钒塔楼框架结构采用矩形钢混凝土柱，第一层从0.0米至10.97米柱为钢骨混凝土,主梁为型钢混凝土,平台板压型钢板混凝土,厚350mm板,设计平台荷载3t/m2；第二层从10.97米至20.97米为矩形钢混凝土柱,主梁为焊接H型钢,平台板厚8mm花纹钢板;第三层从20.97米至27.67米为矩形钢混凝土柱,主梁为焊接H型钢,平台板厚8mm花纹钢板;27.67米以上为钢框架结构,有4层。

10.97米平台为混凝土厚板，做为上部塔楼分析的嵌固端。建模的第一层从标高10.97米至20.97米，第二层从标高20.97米至27.67米。

做吊装倾动受力分板时,27.67米以上钢框架刚度不计,做为安全储备;吊装倾动系统的两组主滑车组分别挂在第二根主梁上，倾动系统最重设备重量35吨，取动荷载系数1.2，采用钢结构分析软件PMPK进行受力计算。

通过分析计算应力比〈1，结构满足强度要求，能确保吊装安全。

五、实施后效果

采用传统工艺需要8天才能吊装完倾动设备，而采用新工艺2天内能完成倾动设备吊装，减少约58吨台架搭设费用，缩短工期6天。

六、结束语

①“大型悬挂式提钒转炉倾动系统安装技术”在该项目中的成功应用，受到总包方的高度认可，已被某公司推广应用到某集团钢铁有限公司的转炉安装工程中，并获得成功。

②该项转炉安装工艺技术的成功实施并推广应用，为今后同类型转炉安装留下了宝贵而丰富技术经验，为类似工程组织开辟了创新思路，具有显著推广价值。

七、下一步需解决问题及展望

为更好推广应用该项转炉安装技术，计划将对“煤气加压双层燃烧环装置”进行可控性、计量性完善研究，达到进一步节能、高效目的，实现产业化，开发如热处理设备、烘炉设备、取暖设备等，完成产品化。

[1]樊兆馥编著.重型设备吊装手册.冶金工业出版社,2001.4.

[2]GB50403-2007.炼钢机械设备工程安装验收规范.

[3]焉勇刚,李志强,杨撵上.转炉倾动装置的改进.冶金设备,2003,(06)

郭锐(1984.6-)，男，汉族，四川成都，科长/助理工程师，研究生，工业工程专业。