炼钢120吨转炉安装施工方案邯钢老区钢轧改造项目炼钢工程.doc

*邯钢老区钢轧改造项目炼钢工程120吨转炉安装施工方案编号：上海*集团有限公司*邯钢老区钢轧改造项目炼钢工程项目部2010年7月12日发布受控状态：受控 版本：A版发放编号：目 录1 编制说明：41.1编制依据41.2编制说明：42 工程概况42.1主要设备52.2工程特点：53 施工部署63.1安装工艺流程：63.2、施工方法83.3 施工配合要求94 施工步骤114.1基础验收及垫板设置114.2耳轴轴承装配114.3转炉安装134.4托圈安装144.5炉壳安装164.6倾动装置安装174.7转炉的滑移就位194.8转炉滑移梁受力分析及立柱稳定性分析195、质量保证措施275.1质量管理体系275.2执行安装标准285.3质量保证措施286安全施工保证措施296.1安全保证体系296.2安全保证措施307文明施工318主要施工机具及材料329 转炉安装过程及安装平台设计、转炉滑移示意图，附图1-141 编制说明：1.1编制依据1.1.1*与*签定的邯钢老区钢轧改造炼钢工程施工合同；1.1.2业主提供的施工图纸及其它技术文件；1.1.3国家有关建筑安装施工验收规范；1.1.4*对炼钢系统设备安装经验以及对施工现场查看的结果。1.2编制说明：本次转炉安装的思路是：整体平移就位，在加料跨设置转炉安装平台，平台两边设置滑移梁，滑移梁上部标高高度与耳轴轴承座齐平，平台两滑移梁纵向中心线与两耳轴纵向中心线一样。在加料跨进行拼装，包括倾动装置一、二次减速机。2 工程概况邯钢是河北省较大型的钢铁联合企业，有良好的发展环境，是高新技术企业发展的地区，因此，邯钢老区钢轧改造炼钢工程项目建设目标是：工艺技术先进、起点高、装备精良、生产成本低并具有后发优势。将邯钢建设成为河北省大型的板材、合金钢棒材、型钢及重轨生产基地。该公司炼钢部，共设计有三座120吨顶底复吹转炉，最终形成年产钢约445万吨的生产能力。2.1主要设备每座转炉本体设备主要由炉壳、托圈、耳轴轴承支座、倾动装置等部件组成。单座转炉主要设备重量如下表：序号设备名称数 量重 量（吨）1炉壳装配1135.9352转炉托圈11575483驱动侧轴承座134.9414游动侧轴承座130.6185炉 口112.6886倾动装置1110.2442.2工程特点：1.2.1本工程中无论是托圈、炉壳，倾动装置，还是耳轴支承座等设备都不能利用加料跨240吨铸造起重机直接安装到位；1.2.2在加料跨设置转炉安装平台，平台高度与耳轴轴承座齐平，平台跨度与两耳轴跨度一样。将托圈放在平台上，再将炉壳、倾动装置安装在托圈上，然后利用千斤顶将转炉整体推移到耳轴上方，最后将转炉放在耳轴支承座上。1.2.3炉壳分上下两段到现场，在转炉推移到位后，再组装炉底，待现场拼装完毕后，由炉壳生产厂家进行焊接。3 施工部署3.1安装工艺流程： 安装工艺流程图基础验收、交接 基础测量、埋中心标板、标高标点、并投点垫板设置及座浆耳轴支承座二次灌浆耳轴支承座调整耳轴支承座安装钢包台车轨道安装托圈耳轴轴承装配转炉安装平台安装 转炉炉壳上部拼装并且炉口向下放置到轨道上扭力杆安装托圈吊装到滑移梁上的轴承底座上游动侧耳轴支座加固炉壳与托圈组装炉体支撑装置安装装配转炉倾动装置转炉整体推移就位拼装并焊接炉底装置转炉周围设备安装冷却水、轴承润滑配管设备安装收尾由上图工艺流程可以看出转炉的安装，采用倒装法，由图纸DG6318炉壳上部重量为60.996T，中部21.27T，下部为52.207T，炉口12.688T，假设采用正装法，则：G炉口+G上部G下部此时，转炉的重心G在托圈以上的上部炉壳，组装过程中就容易发生偏转，从而产生不安全因素。采用倒装法，则：当G炉口+G上部G下部 时，上部炉壳在托圈以下，重心G靠近下部，转炉就不会发生偏转。如图所示：3.2 施工方法120吨转炉整体推移安装方法，是在台车液压顶升法的基础上不断总结经验和探索创新的结果，转炉整体滑移法与台车液压顶升法对比，主要有以下优点：3.2.1滑移法可以把倾动装置在内的附属设备安装到位，整体推到转炉中心，而台车液压顶升法需要分步吊装，在转炉跨没有行车，倾动装置总重约110吨没有行车的情况下吊装，难度大，危险系数高，滑移法整体推移避免了此情况发生。3.2.2台车液压顶升法在转炉就位时，需要用最少四个千斤顶将转炉抬起然后降到底座上，滑移法则可以通过滑移梁直接将转炉滑移到转炉中心线上。3.2.3滑移法可以利用厂房钢结构9.6米平台进行加固，减少了材料消耗，台车液压顶升法不仅需要材料消耗，还要求设计顶升台车。3.2.4大大缩短了工程工期，节省建设单位的投资，缩短建设单位投资的回报时间。3.2.5主要安装过程如下：在加料跨炉前设置转炉安装平台，平台两边分别设置两根滑移梁，梁的高度与耳轴轴承座齐平，平台纵向中心耳轴支承座为同一纵向中心。将托圈轴承座分别放在平台两根滑移梁上，并将轴承座中心线调整到与耳轴支承座中心线重合，再将炉壳、倾动装置、安装在托圈上，然后利用千斤顶将转炉整体同步推移到耳轴支承座正上方，最后将转炉就位在耳轴支承座上，然后再拼装、焊接炉底部分。3.3 施工配合要求3.3.1转炉设备开始安装时炼钢车间加料跨至少有一台240吨行车能够使用。3.3.2与*联系结合+9.4m操作平台，设计转炉安装平台结构以及立柱基础施工图纸，我部并配合土建单位搞好转炉安装台架立柱基础的施工工作。3.3.3安装转炉位置厂房上部结构安装完毕，且转炉基础完工符合设备安装条件，基础已具备交接条件。3.3.4加料跨炉前+9.4m平台与转炉安装平台连接，使安装平台形成一稳定的整体，但转炉基础周围影响炉体安装的梁、柱待炉体安装完毕后，再安装。3.3.5请邯钢炼钢部设备组严格按照我项目部提供的设备进场顺序、进场时间，组织转炉设备进入现场，以确保转炉安装有序进行。3.3.6请邯钢炼钢部派专人到现场协调联络，并组织设备生产厂家现场服务人员、设备组人员与我项目部共同清点、交接转炉设备，并协调解决施工中遇到的设备问题，以便于设备安装工作的顺利进行。3.3.7积极配合上级质量安全检查部门和业主、监理对转炉设备安装质量安全的检查监督工作。3.3.8搞好机械设备与电气专业的交接工作，并请电装配合转炉翻转180度，安装炉体上其它部件。3.3.9请*邯钢项目部按照转炉设备进场路线，设备堆放平面，转炉台架安装位置以及耳轴轴承现场装配位置，对所涉及的场地进行清理平整、压实，并管理好施工平面，特别是道路要畅通，保证机电设备和施工材料有进场道路，确保转炉安装工作的顺利进行。3.3.10请托圈生产厂家提供托圈耳轴直径、轴承内径准确的测量数据和轴承现场装配要点及要求，以便于现场装配。3.3.11根据我部托圈与炉壳组装要求，请业主协调托圈出厂装车时，将球铰装置支座焊接在托圈上，并将托圈按正常安装位置翻转180度后装车。4 施工步骤4.1基础验收及垫板设置4.1.1严格按国家标准验收设备基础。4.1.2基础处理：用风镐铲出基础表面的浮浆，铲除深度为20mm 左右，铲除后基础表面凹凸面分布均匀。4.1.3埋设中心标板和标高标板：在转炉基础上，根据设备安装调整 需要埋设纵横中心线基准点标板和标高基准点，并将中心点和标高点投放在标板上。 4.1.4垫板设置方式以及垫板配置 4.2耳轴轴承装配由于耳轴与轴承之间是过盈配合，只能通过加热轴承或者冷却耳轴进行装配。根据*现场装配轴承经验，本次采用温差法装配该轴承。其原理是通过加热轴承使轴承孔的直径膨胀增大到一定数值，在将其装入与之配合的耳轴中。4.2.1轴承加热温度的计算耳轴和轴承到达现场后首先测量耳轴和轴承的过盈量，为了使热装操作方便且有把握，加热温度应使孔的膨胀量达到实测过盈量的3倍左右。加热计算公式如下：t=(23)i/kd + t0式中 t-加热温度；i-实测过盈量mmk-加热材料的膨胀系数1/d加热材料的直径mmt0-室温4.2.2加热前准备工作（1）、加热前，根据计算加热膨胀后的孔径，做两个孔径测量杆，一个为轴最大直径d，另一个长度为d加上12倍的实测最大过盈量。手柄可用钢管或圆钢与测量杆焊接而成，手柄的长度可根据实际操作方便决定，一般为1.5m2m。测量杆两头呈球型，杆的直径为15mm20mm，两测量杆的长度 d和d+(12倍的实测最大过盈量),应用砂轮机和细锉刀进行磨、锉后用外径千分尺测量检查而制成。加热前制作一个用于现场加热的油箱，在距油箱底100mm （2）、处设置一网架，使轴承加热时放在油箱内的网架上，且油箱和网架必须具有承载油和轴承的能力。 （3）、加热介质 机油（4）、加热材料 煤气或液化气体 （5）、轴承与耳轴的装配：托圈耳轴轴承的装配在加料跨地面上进行。在轴承加热前，先将耳轴内侧的轴承内挡环、密封圈，密封罩套等部件装在耳轴上，在经过轴承生产厂家、炼钢部现场工程师、监理工程师以及施工单位共同确认合格，且无遗漏后，再加热轴承。将加热完毕的轴承，使用240/80桥式起重机将轴承自油箱中取出，利用手动葫芦将轴承翻转90度，使其端面垂直于地面，然后缓慢移动240/80桥式起重机，使轴承内孔对准耳轴，分别将轴承装在转动侧和非转动侧侧耳轴上，最后组装轴承箱、密封圈、密封罩、隔离环、轴承固定器等。在装配轴承前，作业班组要作好充分的准备，在轴承正式加热前设计制作轴承专用夹具，并利用夹具进行试吊、装配，在使用可靠后进行加热装配。4.3转炉安装4.3.1转炉推移平台设计转炉安装平台的设计方案(附图1、2、3)：沿转炉两端耳轴支承座中心线设置分别设置两根滑移梁,梁标高为+9.745m,梁的外端搭接在加料跨88号横梁上，另一端放在轴承支承座边上的立柱上，在距转炉中心6.4m的滑移梁下分别设置两根立柱，形成一个钢结构框架，在将该安装平台与厂房内+9.4m钢结构平台连接起来，使安装平台与之成为一个稳定的整体。根据该平台设计尺寸要求，滑移梁中间支撑立柱正好位于转炉底板位置的桩基上，因此该立柱安装基础完全能够承受转炉分布的载荷。（1）、安装平台滑移梁（附图4）、立柱（附图5）、连接梁（附图6）及斜撑（附图7），并调整滑移梁标高、中心线以及水平度使之符合转炉整体推移要求。（2）、 将倾动装置侧平台与轴线立柱连接，游动侧平台与1/8柱连接起来，以加固稳定安装平台。（3）、在滑移梁上及炉前平台适当位置投设中心线标记。（4）、地面设置炉壳组装平台式垫台，并投设中心线标记。4.3.2耳轴轴承支承底座安装（附图8）（1）、轴承支承座安装时按照冶金设备安装规范要求调整设备底座上表面的标高，纵、横向中心线以及两底座对角线的偏差，使之符合安装要求。（2）、底座各项安装要求达到规范标准要求后，进行设备二次灌浆。（3）、对游动侧底座进行加固处理，以避免转炉推移时发生倾翻。4.3.3耳轴轴承座安装（1）、耳轴轴承底座安装前先将其吊装到耳轴支承底座上安装调整，检查轴承座下表面的标高、中心是否符合安装要求，并在轴承底座作好纵横向中心标记。（2）、将耳轴轴承底座下加20mm厚的钢板，此时轴承座下底面标高比耳轴支承座上表面高5mm,钢板与底座用螺栓连接，以防止轴承底座在滑移梁上滑行时损伤底座下表面；（3）、将托圈两端轴承座吊放在平台滑移梁的滑轨上，并找正和调整，然后临时固定。4.4托圈安装（附图9）4.4.1托圈在制造厂运输装车时，将托圈按照正常安装位置翻转180度且将球铰装置安装在托圈上。4.4.2托圈到现场后放置在地面钢墩上，将耳轴轴承装配完。4.4.3将安装好轴承的托圈吊装到滑移梁上的轴承座上，并与轴承座装配。4.4.4用钢绳和倒链将托圈固定。4.4.5托圈吊装选用钢丝绳校核：托圈的重量为G2=157.548T,两个轴承座36.412T，总计为193.96T。使用两对20米直径为86的钢丝绳， F破断力=直径*直径*0.309*1670/1000=3816.56KN （GB T 20118 2006）取安全系数n6，则钢丝绳的起重拉力为。托圈重力由4根钢丝绳负载，。总重量为=1939.6KN故，钢丝绳强度满足吊装要求。4.5炉壳安装4.5.1炉壳组装（附图10）（1）、上部炉壳炉口朝下并放置在炉前组装平台上并找平找正。（2）、在上部炉壳焊缝处以下800mm处塔设操作平台。（3）、将下部炉壳吊放在上部炉壳炉焊口上并进行对口调整，使对口间隙符合规范要求。（4）、焊接由炉壳制造厂家完成。（5）、安装和找正调整倾动装置、扭力杆装置。4.5.2炉壳安装（附图11、12）（1）、炉壳上段运输到现场后，将炉口和挡渣板等部件组装完毕；（2）、将组装好的炉壳上段翻转180度后，放置在转炉安装平台托圈位置的正下方的地面上。（3）、使用240t /80t行车通过托圈中心将炉壳提升至托圈内，并将三点支承螺栓联接和紧固，然后安装上部托架等部件。4.6倾动装置安装（附图13） 使用240T/80T行车将倾动装置减速机吊装和装配在耳轴上，并安装切向键，安装时检查切向键及其与大齿轮轮毂的接触情况，并使之符合规范要求。461切向键安装要点4.6.1.1在装配切向键时，一定要使两个切向键处在耳轴轴心的下方，即翻转180后的状态，使套在耳轴上的大齿轮轮毂自重贴合在轴颈的顶端，以消除在轴长度方向上的全部间隙。4.6.1.2两套切向键在套装前的检查与研磨，研磨时，采用平尺或切向键作为基准面进行贴合研磨。 4.6.1.3精研磨好后，将键孔清理干净。4.6.1.4切向键在冷却前应做好夹具，用夹具先后将静键和动键分别装到键孔内,两套键要同时启冻。4.6.1.5倾动装置（大齿轮空心轴）与耳轴套装前，应将托圈固定好，以防耳轴转动；还应复查孔与轴之间是否为间隙配合，以防过盈不能套装而需要处理。4.6.1.6分别用内径千分尺和百分表加表座测量检查两个键槽宽边B的尺寸，看里面（B2）和外面（B1）是否平行 4.6.1,7切向键动键的上工作面余量的测量和加工切削，为了慎重起见，动键上工作面在拿去加工切削前，应用游标卡尺或外径千分尺对楔键长度方向上的厚度（斜面）进行测量，在斜截面上选取两头和中间三个横断共6个点进行测量，作好测量位置和数据记录，以便加工后进行核实。4.6.1.8切向键的液氮冷装切向键冷(冻)装温度t的计算公式：. t0式中： 切向键的过盈量，（mm）；b切向键的宽度，（mm）；碳钢冷却时的线膨胀系数，（1/）；降温应取8.510-6/；t0室温，（）。4.6.1.9冷却后的切向键会产生脆性，应严防摔、砸、撞。4.7转炉的滑移就位（附图14）在两根滑移梁外端上分别设置两个200吨千斤顶及其止动挡块，两边同时使用千斤顶，将转炉整体同步、缓慢滑移推入耳轴轴承座上。转炉推移到支撑底座边上时，推移到支承座上。设计安装平台时，将轴承底座的下表面安装在滑移梁上标高比支承座上表面略高5 mm左右，当转炉推移到轴承面，滑移就位。在转炉整体推移时，两边操作人员必须按指挥信号操作，使转炉同步缓慢前进，同时两边派专门人员检查转炉在前进时轴承底座中心线与滑移梁中心线是否偏移，一旦发现有偏移现象或偏移趋势，应立即停止推移，分析产生偏移原因，制定纠偏措施后，再进行推移。4.8转炉安装平台滑移梁受力分析及转炉滑移分析4.8.1单个滑移梁受力简化图：滑移梁总长为L=9700mm，转炉组装中心线位置距B 列S=4400mm，转炉在滑移梁上滑移行程为S1=3900mm，由工况分析，知两支架中间位置A点为滑移梁下翼板弯曲应力最大位置，因此，仅对滑移梁作弯曲应力分析。F1F219503900G1BtCG1=G2+G3+G4G2=托圈的重量（157.548T）；G3=炉壳的重量（135.935T）；G4=倾动装置的重量（110.24T）F1、F2=滑移梁的支撑力滑移梁截面图：位于A点位置，由上剪力图和弯矩图可以看出，A点为最大剪力和最大弯矩处，分别为：梁的截面尺寸： A=1100mm ； A2=600mm;A3=250;t1=t2=40mm；H=1650mm；H1=1570mm;梁的惯性矩弯矩作用的最大应力为：=MA（t1+H1/2）/Ix=1.93106（0.04+1.57/2）/0.057= 27.9Mp=295Mp故，满足要求。4.8.2立柱稳定性分析：立柱截面图2为底板；3-厚度为40mm；4厚度为30mm；将立柱简化为等面积压杆，两端固定，如图稳定性校核：查表得：立柱满足稳定要求。4.8.3在立柱满足稳定性要求的情况下，进一步提高立柱稳定性，我们采取以下措施，1、选用Q345B材料，弹性模量比较大；2、加斜支撑及连接梁；4.8.4转炉在滑移梁上的滑移分析： 此次转炉在图一位置开始用200t液压千斤顶推动，在滑移之前，包括倾动装置在内全部安装到位，整体推移。如下图： G2+G3 G4简化受力图： 托圈 F1 F2进一步转化为下图： G2+G3 G4 托圈 1800 5400 M4 F1 F2 得，F1=2698479N,F2=1258006.4N由作用力反作用力的原理知：驱动侧轴承座在滑移时受的摩擦力：游离侧轴承座在滑移时受的摩擦力，因此在转炉整体滑移过程中，驱动侧液压缸压下驱动速度大约为2倍游离侧速度，同时需要不断测量驱动侧和游离侧滑移距离，调整两边液压缸压下速度。4.8.5由简化受力图知，G4,G3+G2,分布在一条直线上，转炉整体的重心位置在两者之间。 G2+G3 G4 托圈 X Y G F1 F2转炉中偏向驱动侧1.966米处为转炉整体的重心所在位置，由此可知，在转炉滑移过程中，转炉是偏重的，趋向于驱动侧，因此在转炉靠液压顶驱动的过程中，我们必须采取措施避免发生倾翻。具体措施如下：1、 转炉滑移过程中，由于驱动侧和游离侧摩擦力不一致，驱动侧的摩擦力比较大，会产生偏移，转炉整体的重心位置也偏向驱动侧，因此在滑移时，必须保证同步，严密监测滑移的情况，趋于偏移时，马上停止，纠偏。2、 为了减小转炉的偏心问题，同时减小驱动侧的摩擦力，我们在18.35米钢结构横梁上使用2个20吨倒链在驱动侧倾动的正上方，给转炉一个向上的拉力，在滑移的过程中不断调整，与转炉同步，从而进一步保证滑移稳定性，安全性。 4.8.6由图一可以看出，从转炉的组装中心到转炉中心的距离就是转炉滑移的距离S2=6400mm，安全稳定的情况下，液压缸的速度控制在5mm/s。5 质量保证措施5.1质量管理体系主管领导工程质量管理体系公司总工项目经理 项目总工 质量管理 质量科 管道安装班组设备安装班组管道安装班组设备安装班组5.2执行安装标准5.2.1业主提供的施工技术文件；5.2.2机械设备安装工程施工及验收通用规范GB502312009；5.2.3炼钢机械设备工程安装验收规范GB 50403-20075.3质量保证措施5.3.1坚持三级质量检查验收制度。（即：施工班组自检、互检、质量检查员专检）5.3.2坚持技术交底制度。工程开工前技术人员要对施工队伍进行认真仔细的技术交底，使参加施工的作业人员都熟悉行车的安装工序、方法、技术要领及执行的标准。5.3.3在施工过程中严格执行业主提供的技术文件标准，技术标准上没有的参照国家标准执行。5.3.4严格按照施工方案进行施工作业，施工中如因外界条件发生变化须更改施工方案，必须将新的施工方案，按照规定报监理、业主、公司有关部门批准。5.3.5施工中严格执行工序交接的检查制度。5.3.6施工过程中积极主动配合监理、业主进行质量监督。5.3.7坚持技术交底制度，转炉安装前由专职工程师负责交底，做到及时深入，有见证。5.3.8过程控制。要严格按照安装工程的质量过程控制，制定保证质量的合理化程序。做到“三按”，即按图纸、标准和工艺（或施工方案）进行安装。充当好“三个角色”（上道工序、下道工序和本工序）。实行“三检制”（自检、互检、配合专检），如实填写质量检查记录。办理内外中间交接手续。检查、封闭隐蔽工程并填写其记录。6安全施工保证措施6.1安全保证体系工程安全管理体系主 管 领 导项 目 经 理 设备安装班组设备安装班组管道安装班组管道安装班组安 全 管 理 者 安 全 科6.2安全保证措施6.2.1认真贯彻QJ/BYJ-AJC-95施工、生产安全操作规范，做好安全工作。6.2.2健全安全监督检查制度，安全员跟踪进行监督检查，发现问题及时解决。6.2.3设备安装前由主管工程师进行安全技术交底。6.2.4项目部安全管理者及班组安全员协调与协助各班组做好安全工作，指导进行安全防护和安全管理各项工作。6.2.5安装所有工具、材料等妥善放置，使用的工具要采取措施，防止坠物伤人。6.2.6炉前平台转炉组装范围内设置安全网,耳轴轴承座安装用燃料要注意防火。6.2.7转炉整体顶推要有专人指挥，统一口径、统一行动，并密切与各处操作人员配合。操作时要冷静沉着，发现问题要采取果断措施，防止意外事故。6.2.8转炉整体顶推要同步，由专人进行监控。6.2.9专人监视高处多层作业附物，必要时可暂停止高处作业。6.2.10炉壳与托圈的球铰支撑装置连接时，采取措施防止镙帽坠落。6.2.11在施工中要逐项落实安全技术措施，施工方案（安全措施）如有变化，需经总工程师批准，报上级安全主管部门备案，并重新组织交底。6.2.12工作前要认真检查工具、机具、架子、脚手板和作业环境等各种安全设施，经确认无误后方可进行工作。6.2.13施工用的设备、构件、施工用料、工程用料要堆放整齐、稳妥，防止倒塌伤人，确保安全通道畅通。6.2.14轴承装配时，作业人员带电焊工手套并采取其它防烫伤措施，加热时，油锅边放置灭火器材。7文明施工（1）、施工现场用（占）地（包括设备、构件和管道的堆场和组装场）、道路和大小临时设施，未经有关部门审批，不准擅自实施或占用。（2）、实行施工现场区域或层次的文明管理，要保持场地平整、道路畅通、无积水、无油污、无垃圾、无障碍，以保障现场的安全和文明施工。（3）、需在现场堆放和组装的设备、构件、管道和材料，应按施工进度和有关要求，有计划、有条理地进场、堆放和组装。（4）、施工用的机具、用具和工具房，应摆放整齐、有序，还要有防雨、防潮、防漏电、防盗等现场保护措施。