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【摘 要】转炉设备作为炼钢车间中的关键设备，由于其设备及构件的尺寸和质量较大，在安装过程中往往容易受到作业空间及起重设备的限制，导致安装施工的难度较大。为此，必须采用适宜的安装施工技术，以保证炼钢转炉的安全、顺利和有序的安装。本文结合实际工作经验，主要就炼钢转炉在安装施工中的关键技术要点进行了探索与研究。
【关键词】转炉；安装施工；关键技术
由于炼钢车间的生产规模不同，转炉的规格、结构也有所区别，在安装过程中往往会因人、因地、因条件等原因采取不同的安装施工方案。总体而言，其安装施工方案主要大体上可分为以下两种情况：一种是炉体和托圈制作散件运输到工地，然后在现场组装成整体再安装；另一种则是炉体和托圈整体出厂，然后再整体运输到施工现场进行安装。本文以炼钢车间中常见的120t转炉的安装施工为例，就其在关键安装技术要点进行了分析与探讨。
一、120t转炉的结构概述
120t转炉其结构主要是由炉体与倾动机构这两大部分所组成（见下图1所示）。其中，炉体主要包括了炉壳和托圈，其炉壳外径为6670mm、高为9750mm，它通过把持器（上、下卡板）与托圈之间相连接。托圈的内径为6870mm、高为2100mm，为钢板箱形焊接结构，两耳轴端面之间的最大尺寸为l1760mm。
120t转炉安装施工的内容，以炉体本体为例，它主要包括了炉壳及托圈的组装、炉壳的电渣焊及其热处理、吊装就位等几个关键技术工艺。其安装顺序大致为：支座安装→托圈吊装→炉壳吊装、找正→上下卡板组装焊接→水冷炉口、活动炉底安装。
二、转炉炉体安装施工关键技术分析
由于运输条件的限制，120t炼钢转炉的炉壳和托圈通常是在制造厂中分件制作，然后再运输到车间内安装成为整体。
1、安装场地的布置
由于120t炼钢转炉的安装量较大，因此合理的布设安装场地，对于加快组装速度，确保安装质量都是非常重要的。在场地的布置时，应结合厂房内桥式起重机配置情况、吊装条件以及平面布置等因素进行综合考虑。要求在所搭设的安装平台下方，应铺设好道渣、枕木、钢轨，然后再铺上长25m，宽16m的钢板。在铺设时道渣应捣实．整个安装平台也应保持平整，以确保转炉炉体的安装质量。
2、支座组装技术
在安装过程中，两个支座将承受着整个转炉炉体的重量，因此支座的位置，将直接决定了整个转炉的空间位置。在支座的安装过程中，要求支座的中心线、水平度以及标高，均应当以轴承镗孔作为基准。在找正前，可以首先进行轴承座与支座的安装，通过拧紧连接螺栓，打紧斜楔的方式，使轴承座与支座的侧间隙得以完全消除。
3、炉壳的组装技术
转炉炉壳主要包含了上、下锥体炉顶段（简称上段），圆柱炉身段（简称中段）以及截球体炉底段（简称下段）这三个部分，经过组装后成为一个整体。转炉炉壳的大致组装顺序为：首先将炉壳分件运至组装平台上．将其分别组装为上、中、下三段，每段炉壳的立缝采用电渣焊接并经热处理后再组装成为一个整体。在整体组装时，应先组装上、中两段，再组装下段。
炉壳组装后，其质量检查的要点是椭圆度和垂直度，并检查是否存在炉皮错口或者立缝间隙的情况。要求炉壳组装后，其椭圆度应控制在3／1000以内；炉壳底法兰端面对炉壳中心线垂直度公差，应控制在1／1000以内；炉壳对口处应尽量保持平直．炉皮表面错口偏差个别处不得大于3mm；炉壳焊缝对口的间隙应控制在32～39mm以内。
炉壳组装找圆时应使炉壳垂直，用挂线法检查中心和椭圆度，台格后在对口处焊上特制的卡具。炉壳下段底部法兰是该段组装的基准面，将炉壳下段底部翻转朝上，以底部法兰为基准找平。组装炉壳下段时，还应测量底部法兰与活动炉底相配合的间隙尺寸，此间隙不仅需要考虑活动炉底能否顺利装入，还应当考虑到热膨胀的尺寸需要。三段炉壳分段组装完成后，即可再组装成为一个整体。在整个组装过程中，要求每段炉壳已焊接好的两段立缝之间应相互错开。
4、托圈的组装技术
托圈是该炼钢转炉的重要部件之一，它重达210t，是由带有耳轴的浮动端分托圈、固定端分托圈以及不带耳轴的两个分托圈等四大部分所组成。托圈组装质量的好坏，将直接影响到转炉的安装质量与使用寿命。
托圈组装顺序，主要分为以下两个步骤：首先，分别往两个耳轴上热装轴承和齿型联轴器，将4件分托圈用螺栓联接成为一个整体，并检查两耳轴的同心度，配上定位方键，热装联接螺栓及工字键。其具体作法是将带有耳轴的两个分托圈使耳轴朝上直立，用机油将轴承和齿型联轴器加热热装到耳轴轴头上。热装前，先要测量有关零部件的配合公差，计算出热装所需的加热温度。
然后，在组装平台上将分托圈组装成整托圈，从两耳轴上的通孔中挂中心线检查同轴度偏差，并将螺栓拧紧。为了保证螺栓有足够的紧固力，需要将螺栓加热到106℃左右再进行热装。组装后托圈两耳轴的同轴度误差在11760mm长度上不应超过0.7mm。托圈联接法兰处的横向定位方键在制造厂已经配好，只要按号装上即可。当托圈联接法兰螺栓拧紧后，要求两接合面之间应该接触严密，其局部间隙不宜大于0.05～0.10mm。
5、炉壳的焊接及热处理技术
（1）炉壳的焊接技术
当炉壳组织完成以后，应采用电渣焊将其焊接成一个整体。通常而言，转炉炉壳共设置有立焊缝6道，环焊缝2道，其长度约为42m，分别采用钣极焊以及丝极焊进行焊接。对焊接好的焊缝，必须进行焊缝内部、外观质量检查。对焊缝内部质量的检查要求采用无损探伤（X射线）进行检测应符合设计要求；对焊缝外观质量的检测要求焊缝表面应光滑且成型美观，不得存在裂纹、咬边、气孔、夹渣、未融合等质量缺陷。
（2）焊缝的热处理技术
由于炉壳焊缝受高温的影响，该区域的金相组织会出现一定的变化，并产生内应力。因此，在焊接结束后，还必须对焊缝进行局部的退火热处理，以达到消除炉壳内部应力，改善机械性能的目的。
目前，用于炉壳焊缝局部热处理的方法较多。在实际安装施工中，通常采用的是在焊缝外侧焊一不砌耐火砖的L型退火槽，并在退火槽内放置一定量的焦炭并通空气助燃，然后在焊缝内侧采用石棉板保温。在退火过程中，必须严格控制加热的时间和温度，当温度上升到550～650℃时，应保温2～3h；待槽内温度降到350℃时，则让其在空气中进行自然冷却。
6、转炉吊装工艺技术
（1）托圈的吊装
托圈是整个炼钢转炉中最重要的一个设备部件，由于转炉跨一般无起重设备，如何合理地选择吊装方案，将是安装施工中重难点问题。在实际安装过程中，可利用转炉下的钢水车轨道，上置两台135t钢水车，然后在其上竖立两个铁水车平板和平放一个钢水车平板，用槽钢联成一个整体，从而组成一个托圈运输台车。
托圈吊装就位过程如下：先将临时高架台车停放在原料跨，利用桥式起重机将托圈吊放在台车上，两耳轴中心线与转炉中心线成45°角。然后再使托圈耳轴轴承外套的最低点超过轴承支座的标高，用原料跨的桥式起重机将装有托圈的台车拖入安装位置。最后，用两套滑轮组将托圈缓慢吊起并旋转，直至两耳轴与支座中心线重合，并落下就位。
（2）炉壳的吊装
在炉壳吊装时，应将托圈倾斜一定角度，使托圈的高度能大于炉壳顶端的高度，然后再用钢水车将炉壳运输到安装位置（托圈中心），再将托圈旋转到水平状态，用两套滑轮组将炉壳吊到规范要求的安装标高。
炉壳是通过把持器固定在托圈上方的，且炉体的重量负荷通过把持器传递到托圈，因此必须重视把持器组装与焊接的质量。要求上下斜铁之间，斜铁与托圈卡板槽之间接触面均不应小于70％。当把持器的上卡板与炉壳焊接完成后，炉壳中心线位移不得大于2mm，当上卡板组装焊接完毕，再将炉壳旋转180°后，然后进行把持器的下卡板的组装与焊接。
三、炼钢转炉的调试技术要点分析
当炼钢转炉安装完成以后，在砌衬之前通过全面、细致的检查之后即可进行单体试运转调试工作。其调试及试运行的顺序如下：稀油站空转→电机空转→分减速机空转→倾动机构空转→带炉子本体空转。
在调试过程中，稀油站的两台油泵应能自动切换，且各润滑点畅通，往主减速机内的喷油应良好，在油泵不起动时，转炉也不能倾动。同时，要求四台电机应保证同步，四个制动器要尽量做到同步制动。四台电机带动转炉空转后，试验其中任意三台电机带动转炉空转，然后再试验二台电机以0.1r/rain的倾动速度带动转炉本体空转。转炉的倾动速度分别以0.1r/min，0.4r/min，0.7r/min，1r/min从低至高进行。在调试过程中，要求起动和停车均应灵活平稳。
单体试运转完成以后，再对转炉机械，电气、润滑，水冷等各系统进行细致检查，要求均不得出现异常现象，同时再测量炉壳与托圈间隙，要求其间隙也不得出现变化。
总结：
本文以炼钢车间中常见的120t转炉的安装施工为例，就其在关键安装技术要点进行了分析与探讨。转炉设备作为炼钢车间中的关键设备，必须加强安装施工关键技术的研究与探索，以保证炼钢转炉的安装质量，进而确保设备能长期、安全运行。
参考文献：
[1] 张士红.120t转炉本体设备安装[J].安徽冶金科技职业学院学报，2006（16）.
[2] 李强国.转炉托圈的更换[J].山西机械，2009（1）.
[3] 贾艳，李文兴.高炉炼铁基础知识[M].北京：冶金工业出版社，2010.
[4] 谷士强.冶金机械安装工程手册[M]. 北京：冶金工业出版社，2009
论文作者:李昌华
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第4期
论文发表时间:2016/8/19
标签：转炉论文; 支座论文; 中心线论文; 质量论文; 螺栓论文; 间隙论文; 过程中论文; 《低碳地产》2015年第4期论文;