转炉机械设备安装工法

1转炉机械设备安装工法中冶集团华冶资源公司邯郸机电安装分公司乔新楼王运峰李炜赵玉波余长青1前言随着我国经济飞速发展和国家鼓励淘汰落后产能的政策指导，冶金行业面临着生产工艺、设备更新，相应的要求新建或扩建炼钢系统设备，增加产能和质量保证。转炉设备是最普及通用的炼钢主体设备，直接关系到钢厂钢水的产量和质量。在转炉设备安装的施工中，我们经过近几年的实践运用，形成了先进的施工方法，以“整体跨外组装，一次就位安装”法进行转炉设备安装的先进施工方法，已成功运用到数座转炉安装中，均取得了良好的经济与社会效益。2工法特点2.1组织合理，施工速度快。本工法合理有效地利用现场施工场地，一方面不影响厂房结构和其余设备的先行安装，不直接交叉，不占用其场地，缩短了施工时间；另一方面，设备安装时，主要利用厂房跨天车进行，减轻劳动强度，减少了机械台班费用，并且大大缩短了安装时间。2.2采用跨外组装，一次整体就位方法安装，组装施工方便，有效提高安装进度和安装精度。采用跨外整体装配，提高了炉体安装质量并且一次调整到位。利用“整体就位法”作业，通常安装就位在一天内就可以完成。2.3减少了多次高空作业的危害程度，保证安全。以先进的施工技术使安全技术措施得到了大幅度提高，同时节省了人力和物力，确保了施工安全，也加快了施工进度并保证了施工质量。2.4经济效益显著。同吊车吊装就位组装的施工工艺相比，大大减少了人工投入，降低了物料消耗，缩短了施工周期，从而提高了安装工程经济效益。从另一方面讲，提前交付生产所产生的经济效益也就更可观了，间接的经济效益和社会效益是不言而喻的。3适用范围本工法适用于中型转炉设备的安装，也可以作为其他大型转炉设备安装的施工指导。4工艺原理该工艺用“跨外组装，整体就位”方法安装，组装施工方便，有效提高安装进度和安装精度。制作一套钢结构承运台架，固定在加料跨的两台钢包车上；使用125t天车，将托圈、炉体、支撑装置、轴承座，按图纸设计组装在承运台架上的千斤顶上，用一台5t慢动卷扬机，缓慢地将钢包车和转炉设备拉到基础轴承支座上，降低千斤顶就位设备，完成转炉的整体安装。倾动装置设备在加料跨利用天车组装成整体，利用滑道运输到安装位置，一次整体就位安装完成。即该工艺节省了大量安装人工机械费及缩短安装工期，一方面保证了结构专业与安装专业的施工无直接交叉作业，另一方面也使两个专业的施2工均具有连续性，施工周期也大大缩短。5工艺流程及操作要点转炉炉体机械设备安装主要包括：转炉炉体设备安装，倾动装置设备安装，水冷、润滑装置安装。5.1安装工艺流程图5.1-1安装工艺流程35.1.1安装顺序：先安装转炉主体（轴承座、托圈、炉体），再倾动装置，水冷、润滑装置。详细安装工艺流程。5.1.2安装主导设备125/40吨桥式起重机、20+20吨桥式起重机，应安装调试完毕，并达到了使用条件。钢水车轨道已铺设完毕，钢水车运到现场。5.1.3吊装转炉前必须先完成四段固定烟道和活动烟罩的吊装；吊装可采用20+20吨桥式起重机、5t卷扬机、10吨单梁吊、倒链等配合进行。5.1.4四段固定烟道以从上到下的顺序，按核实的各段尺寸和位置吊装，用事先准备好的工字钢（或槽钢）支撑垫稳各段，先不固定，待转炉炉口安装好后，再按其位置定位各段烟道，否则可能重新返工。5.1.5转炉炉口上部配有活动烟罩，烟罩安装后，必须保证炉口与烟罩下端的间隙尺寸。5.1.6在设备安装前尽可能进行完转炉正上部钢结构施工，减少交叉作业。5.2基准点、基准线设置转炉设备基础验收及垫铁的准备：土建基础自检合格并中间交接，安装单位及时复测，并划线埋设永久中心标板（纵横向），并做安装辅助测量线和点。5.3设备安装的准备5.3.1设备的检查、验收1.转炉设备属大件、特大件的组焊及加工组装件，设备到货后,应有各相关人员共同进行清点、检查,并作好记录。要准备足够的场地存放设备，并应防止变形和锈蚀。2.检查炉壳上下中心标志，是否存在错刻或漏刻现象。测量托圈几何尺寸及装配轴承的轴径尺寸偏差是否达到设计要求。检查炉门刀边是否平直，刀边变形或损伤，安装前必须修补好；小炉门转杆灵活可靠。5.3.2基础的检查和放线1.设备基础应由土建方面提供中间交接验收记录,按照《钢筋混凝土工程施工及验收规范》和设备基础图验收，并进行复测。基础的不合格项目由土建单位处理至合格。2.土建提供基准测量标高点和坐标点作为设备基础测量和安装依据。3.基础验收合格后，进行安装处理。4.按照施工图和厂房轴线和土建提供的测量基准，划定转炉安装的基准线，即转炉纵横向中心线，并设置永久性中心标板。中心标板的加工及埋设按照规范规定执行。5.以转炉为中心，在其上下左右、前后的各层平台上安装着各种工艺设备（如烟道、氧枪、除尘设备等），它们都在转炉安装后围绕转炉中心基准进行安装。由于转炉安装后再进行各层平台的设备中心线测量非常困难，也不易保证精度，因此，转炉安装前对各层平台的中心、标高进行定位测量，做出明显标志，是保证转炉及其它设备准确安装定位的一个重要条件。6.利用垫铁法安装设备，将放置垫板处的混凝土表面铲平，使垫铁与混凝土接触密实，不得翘动，垫板水平度不得超过0.05mm/m。5.3.3其他准备工作1.物质及场地准备41）转炉设备安装从加料跨的一端进出，要求加料跨道路平整，行车道路面坚实；进出保证畅通，不得任意堆放设备或材料；更不得占用车间平台；将下层平台及场地清理干净，拆除有碍安装的障碍物。2）安装临时配电盘，接通电源。总容量应能满足施工用电要求。3）为施工方便，在安装现场设立小工具库，存放各类小型机具及贵重仪器、仪表，小零、部件，螺栓等，此工具库利用现有铁板房，放置在±0.0m平面，转炉基础北侧。4）工具房旁边设置干粉式灭火器5套，消防桶3个及其它消防设施。5）场地布置图见图5.3.3-1。图5.3.3-1场地布置图2.施工技术准备1）施工前，对（齐全的）图纸、资料进行仔细的阅读,认真学习相关规范规程。工程技术人员要参与设计院技术交底。2）技术人员要制定施工作业顺序,转炉设备安装的顺序性强，应避免安装过程中的返工现象,节约工期；转炉安装施工方案及有关特殊要求，如装配托圈耳轴轴承，安装转炉本体就位等技术要求，要让全体施工作业人员全面了解，以便作业过程中目标明确，齐心努力，确保工程质量和施工安全。3）对工程所用测量仪器进行检验,确保仪器有合格证,并且在检验期内。4）转炉设备基础验收及垫铁的准备；土建基础中交并合格后，机装应及时复测，并划线埋设中心标板（纵横向），研磨基础进行垫铁找平找正。5）组织全体施工人员学习有关规程、规范，熟悉图纸资料及本施工方案和各专业的技术交底。3.特殊工序的准备1）轴承装配工序准备，首先检查两个轴承的型号规格是否符合设计图纸的要求，并检查内径尺寸（φ800）是否符合设计；量程为1000㎜的内径千分尺。2）检查耳轴组装的同轴度，并清理干净，检测外径尺寸（φ800）是否符合图纸尺寸要求，与相应的轴承是否匹配；量程为700-1000㎜的外径千分尺。3）轴与轴承配合，将轴承事先进行加热，加热采用油加热，制作一个加热油箱，油箱尺寸1700×51700×1000（长×高×宽），油箱制作见附图三。4）轴承吊进、吊出油箱时，需制作一付专用吊装工具，保护轴承内外套不受损伤。5）加热油选用N32号机油，机油量2600～3200L。6）大件设备吊装工序准备：如吊装用的钢丝绳、卡环等。7）大件吊装采用厂房内桥式起重机吊装，转炉炉壳、托圈、轴承的组合、吊装用现场制作组装支架及承运台架。5.4炉体设备安装5.4.1轴承支座安装1.耳轴轴承座安装的允许偏差：见图5.4-1△△△′图5.4-1耳轴轴承座安装示意图1—移动端轴承座；2—移动端轴承座横向中心线；3—轴承支座；4—固定端轴承座横向中心线；5—横向基准线；6—纵向基准线；7—轴承座纵向中心线；8—固定端轴承座注：转炉设备的纵向是指耳轴轴线的方向，横向是指与耳轴轴线相垂直的方向。固定端轴承座的纵、横向中心线极限偏差△A、△B均为±1mm。移动端轴承座的纵向中心线极限偏差△A′为±1mm，且与固定端轴承座的纵向中心线偏差方向一致。两轴承座的中心距L1、L2极限偏差均为±1mm。两轴承座的对角线L3、L4之差：不大于2mm。轴承座轴线的标高极限偏差为±5mm，且两轴承座轴线的高低差：不大于0.5mm。轴承座的纵向水平度公差为0.1/1000，其倾斜方向靠炉壳侧偏低。轴承座的横向水平度：对于固定式轴承座公差为0.2/1000；对于铰接式轴承座公差为0.1/1000。铰接式轴承支座底板的纵向水平度公差为0.2/1000。轴承座、轴承支座、斜楔之间的联接应紧密，局部间隙不大于0.05mm。2.转炉设备本体重量加上钢水、炉内耐火材料，总重超过三百吨，其重量完全由两个轴承支座上6承受，并通过支座垫铁传递到转炉基础上，转炉耳轴轴承支座的安装质量好坏，直接关系到转炉生产使用效果及安全稳定性。1）基础和地脚螺栓验收合格后，放转炉中心线及各辅助线，确定放置垫板的位置，认真研磨基础上与垫板的接触面，必须按规范达到要求；2）按设计标高、基础面实际标高及设备实际高度，确定垫铁厚度，采用平垫板配一对斜垫板垫实，尽量减少每组垫板的数量，不超过5块。3）基础垫铁安装工作做好后，将两支承座吊装在垫板上。主动端支座重9.7吨，被动端5.75吨，可用天车将其吊到基础上，用倒链吊装到位。4）轴承支座的纵横向中心线采用挂钢丝的方法找正，最后精找阶段要在近乎无风的情况下进行；用水准仪测量找正支座上面的标高；支座中分面水平，用0.02/m水平仪检测支座上面的水平度，找水平时两轴承座靠转炉中心侧（内倒）较外侧宜稍低；每次紧固地脚螺栓前后要实时检测各项偏差，及时调整。5）支承座精调完成后，复核中心、标高水平等均合格，用大锤加定力距死扳手拧紧螺栓，用0.05的塞尺检查螺帽与垫圈、底座、垫板间的间隙，达到设计和规范要求。6）终拧紧后再次测量，并记录测量结果，应达到设计和规定要求。7）设备安装调整好后，及时将支座进行二次灌浆。灌浆前每组垫板之间应点焊牢固。5.4.2轴承支座安装1.由于转炉炼钢设备及生产工艺的特殊性，辅助设备多数安装于高跨（炉子跨）各层平台，导致炉子跨不能配置大型起重设备，因此安装必须采取特殊吊装工艺和方法实现转炉工程设备安装，即要保证高层设备的吊装在先，同时要确保转炉本体的安装定位在其它辅助设备之前的特殊性，然后以转炉为基准，为其它辅助设备安装定位。2.转炉承运台架制作由于转炉本体设备位置的特殊性，不能直接用起重机安装到位。根据现场情况，本转炉安装利用两台钢包车及其轨道，制作一套专用钢结构承运台架；将承运台架固定于钢包车上，然后将托圈、炉体、支撑装置、轴承座按设计要求组装在承运台架上，并配备一台5t卷扬机3×3滑轮组，缓慢地将钢包车和设备拉到基础轴承支座上就位。先将两台钢包车可靠地连接起来；把承运平台制作成上下两框架；然后吊放到钢包车上固定，形成刚架；将钢包车和刚架拉到基础上，检查中心是否和转炉中心重合，标高是否满足要求；然后焊接刚架，增加各环节加强支撑。承运台架制作见图5.4.2-1。7图5.4.2-1承运台架制作图在承运台架的框架上平面与托圈之间设置4台100t液压千斤顶和2台50t液压千斤顶（辅助）；4台主千斤顶布置在台架四个承重立柱顶面，2台辅助千斤顶布置在台架梁上、托圈耳轴内侧；采取措施稳定支护好。顶下可配备不同厚度的垫块，作为落位时缓冲倒用，其大小尺寸按千斤顶支座面积确定；在每个千斤顶旁边放置支座，支座顶面比托圈到位后高度稍低，上面配备不同厚度的垫块和一组斜铁，起防止放置重物时冲击千斤顶，倒换千斤顶垫块，预防液压千斤顶意外及升降千斤顶保护作用。使用前将四个千斤顶检修试运合格后，再放到确定的位置，还要备用2台千斤顶。考虑到托圈左右重量不对称，长耳轴会对台架、钢包车产生倾翻力矩，需在短耳轴边钢包车侧面增加17吨配重，以克服长耳轴产生的偏心力矩。制作承运台架前，将台架的设计尺寸对照现场已到的转炉设备、两台钢包车、完工的设备基础、框架结构、千斤顶等，确定最