炼钢转炉安装施工工艺

摘要：通过对通钢120吨转炉改造转炉安装的特点、施工条件、相关设计、安全性的控制等一系列的综合技术：（1）对大吨位设备转炉炉壳及托圈利用天车及过跨车，为达到设计标高，需在过跨车上制作钢结构架子(2)架子设计满足吊装需要，并保证焊接质量（3）液压站油缸要求有自锁功能（4）吊装前对托圈中心线找正对液压系统检查，防止失稳

关键词：转炉炉壳 托圈 安装 安全检查

中图分类号：TU74文献标识码： A

转炉设备为钢铁冶炼设备中常见的一种设备，以设备重、外形尺寸大且安装中心上部无任何吊装机具为特点，设备吊装就位具有一定的难度。在通钢120t转炉炉壳、托圈及炉体支撑装置安装中我们采取了举升法成功的将设备就位，在此做以简明的介绍，希望同行能在同类型设备施工当中有所借鉴。

一、施工整体设计：

施工采用炉壳托圈现场组装整体就位的方法，组装利用厂房内钢水冶炼跨 240t桥式起重机进行吊装，运输利用托圈炉壳下面240t过跨车进行，所以施工前过跨车及天车均需要达到使用条件；由于标高差问题，需要在过跨车上制作钢结构架子一个，炉壳、托圈及炉体支撑装置组装后落到架子上，按转炉纵向中心线找正好托圈及炉壳中心线。炉壳、托圈及炉体支撑装置组装后设备总重334.098t，装配好的设备利用固定在支架上的四套液压缸进行顶升，超过安装标高到达安装位置后落下油缸使设备正式就位安装；

1.1、安装设备各主要部件重量

1、转炉托圈1套重148.072t；

2、炉壳1套149.345t；

3、炉体支撑装置1套20.459t；

4、托圈防护板1套3.855t；

二、设备支架的结构设计

240t过跨车上面具体尺寸见图一；

托圈安装前将耳轴上的耳轴轴承2套，型号240/1060CAE及耳轴上的定距环（二）（三）托圈防护板，轴承座防热板全部组装到托圈上，托圈组装后总重164.294t。

240t过跨车轨道上面标高±0，过跨车车身高1.7m，托圈耳轴中心标高10.845m，耳轴中心至托圈下沿1.05m，设备支架理论计算高度10.845-1.7-1.05=8.095m，设计支架的强度校和按此数加上轴承厚度220mm计算，计L=8.315；设计的支架与过跨车连接采用焊接结构固定，转炉设备运输到位安装固定后将架子拆除，焊接点处理干净，用砂轮打磨平整；

支架强度校和归结为为轴心受压的压杆稳定性计算问题，由公式σ=N/φA≤[σ]

N――轴心力；335/4*1.2=100.5t

A――毛截面积；

φ――根据轴心受力构件最大细长比决定的稳定系数。

压杆的计算长度L=μ* l0

式中μ―――计算长度系数，按连接方式取其为2；

l0――杆的长度831.5cm；

构件的细长比按下式计算

λ=L/r≤[λ]

L――构件的计算长度；

r――回转半径；

[λ]――容许细长比，取150；

L=μ* l0=2*831.5=1663 cm

λ=1663/ r≤150

r≥11.09cm

查材料手册HK260b热轧H型钢，rX=11.2 cm；rY=6.58cm

X轴可以满足回转半径的要求，型钢重量93kg/m，型钢横截面积A=118.4cm2。

采用两个热轧H型钢组合使组合后的断面成矩形的形式来满足Y轴方向回转半径的要求；

A1=118.4×2=236.8cm2

IX=2×149184

IY=2×{5133+118.4×（13×13）=2×25142.64

iy=（IY/ A1）-2=14.57

由λ=150，r =11.09时，查表φ=0.32

σ=N/φA1≤[σ]

σ=100500/0.32*236.8=1326kg/ cm2＜1700 kg/ cm2

可以满足使用要求；

由于260bH型钢已很难找到生产厂家，实际选用300H型钢制作支架；结合托圈设备制造图纸及240t过跨车上面基本尺寸，通过CAD模拟，按1：1比例绘图，确定支架中心尺寸，支架柱脚基本尺寸布置见图二，支架的详细结构形式见图三支架主体结构采用300H型钢制作，拉筋采用200工字钢制作：

需要钢材用量如下：

1、300热轧H型钢147.28m；

2、20#工字钢87.6m；2.722t；

3、20mm厚钢板5.5m2；0.864t；

每个板凳使用4个M36×100螺栓与下面固定支座相连，支架与托圈相接触的部分及支架之间的连接均采用20mm厚钢板与H型钢连接到一起，H型钢与过跨车接触部分采用钢板垫到H型钢下，然后与过跨车进行焊接；焊缝高度12mm；考虑到炉壳与托圈装配后需要落到支架内，保证不与支架相碰，距离底面6508mm与3408mm之间处的200工字钢拉筋全部焊接到300H型钢外侧，支架宽度为6540mm侧此区间不设200工字钢拉筋；4组300H型钢立柱之间，每组互相断续焊接到一起，间隔宽度300mm，单个焊缝长度300mm；

三、液压系统设计：

1、液压站油箱大小最小为600*600*600mm，油缸固定在进托圈及炉壳的支架上；为操作方便将油站安装到240t过跨车上，油站上安装有换向阀及调压卸荷阀，为安全要求系统有自锁功能，原理图见图二；

2、液压缸――安装型式为后端法兰式安装，额定工作压力25Mp，最高工作压力32Mp，液压缸工作行程≥1000mm，液压缸内径250mm，油缸选用双作用液压缸；

3、油泵――BC-32型齿轮泵，流量32L/min，电动机功率1.65kw，工作压力25Mp；

4、连接液压缸及油泵的高压胶管96m，12m/根，工作压力不小于25MP，（8根管）；

图四、液压控制回路原理图

5、液压油箱上过滤器精度不大于25um；液压油选用N46#液压油；180*4=720kg

6、单个油缸理论推力：F=25*125*125*3.14=122.656t

7、两个油缸达到行程理论容积S=2.5/2*2.5/2*3.14*8*2=78.5升

齿轮泵供油能力32L/min；理论达到行程需要时间78.5/32=3min

四、设备安装步骤：

托圈吊装到架子上后，要对托圈中心线进行多次找正，要与实际240t过跨车中心线重合，没有问题方可把炉壳与托圈装配到一起。油缸与支托圈的支架各自采用独立的支腿避免在过跨车移动过程中动载荷使油缸下部法兰损坏，每个油缸使用前采用两道环形卡子索到300H型钢上，卡子采用4mm碳钢板制作，设备正式起升前，对油缸要进行多次实验，没有问题方可以进行安装。240t过跨车调整到慢速运行，防止支架承受过大的动负荷，使支架失稳破坏，损坏设备。

4.1、安全性检查：

过跨车运转属于超负荷运转，易产生的破坏为轴承的径向损坏，打开240t过跨车4个车轮轴承端盖，轴承总径向负荷为600t可以满足设备负荷的要求；过跨车使用之前认真检查车体钢结构，无任何外观缺陷，焊肉均匀饱满，可以使用，支架四个支点支在车体筋板处；

五、施工效果检验

设备在过跨车上装配找正完成后，慢速启动过跨车，车体运动平稳，支架及油缸无颤动及晃动现象，到达轴承座处经过微调整，设备一次落到了安装位置，达到了预期的效果；

参考文献：（1）包头钢铁设计研究总院 钢结构设计与计算

（2）张力平 液压传动系统与设计

作者简介：花少奎（1969- ）男， 辽宁 鞍山人 中国三冶集团有限公司事业部高级工程师