百吨转炉汽化烟道整体更换施工技术分析

王华钊

摘 要：转炉运行期间，随着运行时间的延长，汽化烟道会出现漏水情况，如果未及时进行处理，漏水逐渐严重后，转炉的正常运转必然会受到影响。为保证转炉的正常运行，要对其进行整体更换。以某百吨转炉汽化烟道整体更换施工为例，对所用施工技术及更换流程进行论述。

关键词：转炉;汽化烟道;整体更换;施工技术

中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：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

某百噸转炉汽化烟道需要更换汽化烟道，从活动烟罩到隔热水套之间的全套汽化烟道都需要更换该汽化烟道由活动烟罩、炉口段烟道、固定一段、固定二段和末段烟道等组成。其中，活动烟罩直径为6 500 mm，质量为4.43 t;炉口段烟道长约为10 m，最大直径为3 540 mm，质量为17.65 t;固定一段长度约为9.5 m，最大直径为4 160 mm，质量为14.26 t;固定二段长度约为13 m，最大直径为4 290 mm，质量为13.71 t;末段烟道长度约为7 m，最大直径为4 290 mm，质量为9.23 t。根据现场勘查，拟更换的设备全部从炉前烟道通道进出。但由于炉壳未更换且场地空间狭小，需要转动炉体来配合汽化更换，而且检修期间行车协调困难，此次决定采用吊车配合、卷扬抬吊的方案更换汽化烟道。

1 更换方案简介

利用计算机仿真技术，绘制整个厂房结构和汽化烟道的外形尺寸图，并完成整体性更换过程的仿真模拟，从而判断汽化烟道更换方案的可行性。同时，利用制作的缩微实物二维模拟图，进行多次现场勘查，仿真模拟整体更换流程，确定方案结果，并对以下问题加以注意。

受厂房空间以及转炉炉口段烟罩下部与本体的间距限制，活动烟罩拆除时，新旧烟罩的拆除与吊装必须在下部一圈围管（Φ273 mm×10 mm）拆除的基础上进行。▽22.500 m平台吊装孔宽度为4 000 mm，汽化烟道炉口段上联箱导出围管直径为4 289 mm，受此影响，汽化烟道整体拆除前，要先割除旧的汽化烟道炉口段上联两侧导出围管（Φ219 mm×8 mm），然后整体拆除旧的汽化烟道炉口段。同理，固定一段、固定二段、末段汽化烟道的上联箱、下联箱会与各层平台发生干涉，需要保护性拆除。

经过模拟，在吊装固定二段时，汽化烟道会与▽22.500 m平台发生干涉，决定将氧枪口平台拆除5 m×2 m，靠炉后的平台要提前改成5 m×6 m的活动盖板，这样就能形成5.0 m×12.2 m的吊装孔，满足固定二段汽化烟道的吊装要求。活动烟罩拆除与吊装过程中，要把转炉本体摇到炉口水平位置，以保证活动烟罩顺利拆除。在拆除吊装炉口段、固定一段、固定二段、末段烟道时，转炉本体必须摇至炉口朝炉后60°方向，缓慢吊装期间，炉子也需要缓慢转动至炉前。

要先拆除氧枪口（1件）、炉前二次除尘烟罩、下料口（2件）等附属设备;拆除各段汽化烟道的上/下联箱、上升管、下降管;拆除▽15.900 m～▽22.500 m通往2#转炉的Φ480 mm×8 mm引风管;拆除▽28.800 m～▽37.800 m的2排电缆桥架;▽28.800 m炉后的平台拆除至炉后支撑梁处;▽37.800 m平台拆除末段烟道和固定二段烟道的8个弹簧支座。安装新的汽化烟道过程与拆除过程相反。

2 选择主要吊具及吊点

拆除汽化烟道各段时，主要利用布置在各层平台的6台卷扬抬吊牵引滑移接力配合，穿过各层平台的吊装孔，最后慢慢吊装滑移到炉壳上。通过转炉摇炉配合，然后在炉前配合32 t汽车牵引吊出至百吨行车上，运出现场;安装过程则与拆除过程相反[1]。

由于固定二段汽化烟道外形呈Z字形，吊装时占用的立体空间大，通过计算机模拟，在吊装至▽28.800 m平台及▽22.500 m平台时，要利用卷扬吊点转动翻身。

吊点布置如图1所示。采用若干32 t、20 t滑轮组、单滑及6台5 t卷扬;▽8.3 m平台牵引采用两台5 t卷扬;炉前布置32 t汽车吊;▽22.5 m平台布置一台5 t卷扬，汽化烟道两侧梁底布置两组32 t滑轮组;▽28.8 m平台布置一台5 t卷扬，汽化烟道炉前侧梁底布置一组32 t滑轮组;▽37.8 m平台布置一台5 t卷扬，汽化烟道北侧梁底布置一组32 t滑轮组;▽46.6 m平台在固定二段汽化烟道和末段汽化烟道正上方增设吊装梁，并布置一组20 t滑轮组和一组32 t滑轮组。

3 选择主吊点钢丝绳

确定最大负荷是选择主吊点钢丝绳的基础。汽化烟道拆除时，烟道上带有粉尘、外部的保温材料及残留水，估算质量为2 000 kg。经过查阅图纸，吊装单件中负荷最大的是炉口段烟道，总质量约为20 000 kg。主吊钢丝绳选用Φ47.5 mm-6×37规格。其强度验算公式为：

式中：F为钢丝绳的允许拉力，N;[φ]为考虑钢丝之间荷载不均匀的折减系数，取0.80～0.85，對于Φ47.5 mm-6×37钢丝绳，φ取0.82;K为钢丝绳的安全系数，假设所有负荷由钢丝绳承担，考虑在吊装过程中钢丝绳不是垂直受力，K取10;F为钢丝绳的钢丝破断拉力总和，可查表确定钢丝绳的破断拉力值，Φ47.5 mm钢丝绳公称抗拉强度按1 700 N/mm计算，其破断拉力为1 402 351 N;F为钢丝绳的实际受力，N。

带入相关参数值，经计算，Fg（钢丝绳两股）的大小为：

根据式（2）计算结果可知，所选钢丝绳符合要求，具有良好的可靠性与安全性。

4 选择主吊点卷扬系统

4.1 滑车组

选择32 t的4×4滑车组。

4.2 确定卷扬型号并布置

从4×4滑车组定滑轮上将跑绳引出至导向滑轮，在转扬卷筒上盘绕。卷扬的牵引力为[S]，其计算公式如下：

式中：f为导向滑车阻力系数;k为导向滑车数，取1;f为滑车组阻力系数;n为滑车组数，取8;Q为负荷。

4×4滑车组与导向滑车均采用青铜衬套，阻力系数分别为f=1.04、f=1.04。

带入相关参数值，可得卷扬的牵引力[S]为：

根据计算可知，5 t卷扬即可满足要求。

4.3 选择卷扬钢丝绳

假设卷扬钢丝绳安全系数是6，则6×30 303 N=181 818 N<234 869 N。所以，卷扬钢丝绳选择9.5 mm即可满足要求。卷扬钢丝绳的长度计算公式为：

带入相关参数值，可得卷扬钢丝绳的长度为：

4.4 选择导向滑车

导向滑车两侧钢丝绳的夹角为100°，[F]为两侧钢丝绳合力，要求导向滑车的最大承载力大于[F]。

所以，导向滑车选择10 000 kg即可满足要求。

5 卷扬、导向滑车的布置

在安装卷扬时，要合理选择卷扬的安装位置，确保安装场地平整，保证卷扬工作时没有障碍物阻挡，以便操作人员在装备起吊过程中能够看清装备，与指挥员顺畅地进行沟通与联系[2]。

在设置卷扬卷筒位置时，要合理确定其与最近导向滑轮的距离，通常二者的间距要设定在卷筒长度的20倍以上[3]。卷筒两段绳索缠绕时，为确保卷筒上钢丝绳能整齐排列，要求将钢丝绳的倾斜角控制在5°以内[4]。绳索绕到卷筒中心时，绳索与卷筒中心应处于垂直状态。

确定卷扬位置时，要保证有方便加固卷扬的地方，如厂房主立柱，方便固定卷扬，防止卷扬固定不牢固，否则，在重物起吊过程中，卷扬会出现滑移、倾斜等不良事件[5]。

6 施工工序和时间安排

根据更换的项目现场实际情况，更换的顺序主要是：拆除时从下往上，安装时先上后下。本方案决定采用以下工序进行施工，流程如图2所示。

7 结语

本研究采用计算机技术仿真整个吊装工作的拆除流程，明确了汽化烟道检修中整个吊挂更换的可能性。汽化烟道受到炉子和厂区空间的限制，必须拆卸各层平台来扩大吊装工作空间，并采用实体缩微的二维模型仿真吊装施工，根据现场施工的实际状况决定绑吊地点和厂房整体吊装地点。这些措施有效减少了检修时间，减少了施工过程中不必要的拆卸工作，具有良好的经济性。

参考文献：

[1]王清凯.90 t转炉汽化烟道炉口段和活动烟罩更换施工技术[J].科学与财富，2020（12）：392.

[2]章海波.20 t转炉末段汽化烟道快换技术的实践[J].福建冶金，2018（2）：24-27.

[3]曹海平，欧阳钢，熊季就，等.影响转炉汽化烟道使用寿命的原因分析与对策[J].河南冶金，2016（6）：15-17.

[4]李帅.关于炼钢转炉汽化烟道使用的长寿命攻关[J].冶金设备，2019（增刊2）：104-105.

[5]余成华，徐冬敏.剖析转炉汽化烟道使用寿命的影响因素[J].能源研究与利用，2012（2）：37-39.