摘要：当前国家政策的影响下，炼铁系统中高炉系统原地扩容大修或产能置换改造成为目前国内的发展趋势。为此在高炉框架不改变的情况下进行高炉本体中炉壳分段安装是当前高炉安装施工的重点考察项目，也是重点突破项目。随着科学技术的进步，以及劳动者的工作环境改善，促使施工企业在高炉改造中改进安装工艺，提高安装的自动化作业，极大的降低劳动者的工作强度，保障作业者的安全环境，同时培训出合格的高素质安装技术工人。
关键词：炉壳分段推移；安装工艺；安全环境
一．集中化、标准化、集成化
选择非标件制作能力强的钢构件厂家进行炉壳的制造，同时结合炉壳的外形构造制定锻造工艺和焊接工艺，充分利用构件制造厂家的吊装设备（行车）、场地、自动化程度较高的防腐设备（喷砂设备和喷漆设备）、制造设备（水压机或油压机）。集中生产优势和成熟的技术工艺优势，厂家现有成套模具优势，极大的降低炉壳制造成本。
炉壳安装工艺集成化原理：
推移平台上部安装固定轨道，平板轨道车放置于轨道上。外部汽车吊将地面的环形炉壳吊至平板轨道车上相应圆弧挡环内（保证炉壳环带中心跟轨道车中心重合）。待吊机完全松勾后，人工控制按钮启动平板车推移卷扬机电机，平板轨道车开始朝高炉安装中心位置移动。待平板轨道车中心位置跟炉壳安装中心位置重合时，限位器控制平板轨道车行走。待平板轨道车中心被检测到信号后，垂直吊装卷扬机自动开启四个吊钩至环带炉壳均布的四个吊装位置处停止卷扬电机运转，吊钩通过电磁吸附力牢牢的吸住炉壳，待吸附力正常后通过PLC信号启动垂直卷扬机起勾。平板轨道车重量感应器检测到炉壳环带重量没有后，自动启动推移卷扬机牵引平板轨道车退出炉壳安装中心区域。炉壳安装区域检测到平板轨道车完全退出后垂直卷扬机启动，吊装炉壳朝炉基下部移动。待新老炉壳接触时，必须通过人工开启按钮控制新老炉壳对接，确保焊接完全完成后垂直钩具松钩，松钩后钩具自动上升到炉顶相应位置。
每带炉壳进料、垂直安装重复上述工序运行。直到所有炉壳安装完成为止。
安装工序原理图
二、炉壳分段安装工艺
（一）明确制作之前流程
在安装前施工场地的准备上能够保证炉壳分段的安装技术水平和操作方便性。同时在推移平台要留有1M左右的操作余量，同时平台上部的推移设备必须要灵活不卡阻。构件的外观形状必须确保道路运输方便的问题。构件异型结构必须确保刚性稳固，不变形。
炉壳制作前，首先要确定炉壳外观形状、施工现场条件、组装要求、工期要求和制作工艺、市场提供成品钢板的有效尺寸等因素确定。在全面考虑以上因素的前提下，要求分解后的构件单元尽可能大，以减小工作量。在炉壳分段单元的制作过程中，首先就要明确在安装炉壳分段的步骤流程，明确制作之前的运输和分段单元的安装路径。同时在施工的现场进行拼装平台的测量和改进。同时施工的组成部分、设计部分需要进行多个单元的划分，比如分解的运输单元的组成和运输条件，同时现场组装的流程、车辆进出、退场的路线。同时，明确流程的过程是尽量减少不必要的工作量的过程，能够减少成本的输出，以及设计图纸的步骤连接是否完善。
（二）焊缝焊接炉壳分段单元装卸之后现场组装
拼装平台的准备。根据炉壳环带的最大直径尺寸确定平台的尺寸。平台下部钢构骨架和平台板要有一定刚性强度，炉壳拼装过程中不得变形超过2mm，平台板平整度误差不得超过2mm，平台板不得有毛边和焊瘤。拼装前平台板十字轴线和每带炉壳的圆弧线放设好，拼装时炉壳上轴线和平台轴线保持立面垂直于平台板面，同时炉壳弧形线与平台放设的弧形线重合，重合度必须满足100%。如果炉壳有变形，首先将每块炉壳板圆弧中心点同平台板焊接固定牢固。让后将变形部位采用措施恢复弧形跟平台板弧形一致，直到每环带炉壳板固定焊接成型完毕。同时对于组装部门人员在现场组装之后，对于机制的除锈、涂装都是需要在现场完工之后进行补充。每带炉壳拼装焊接完毕后需要专门的质量管理部门进行验收。
（三）推移平台及推移设备的技术准备
1、根据不同高炉的形状和高度，需要在炉身部位所对应的平台设置延伸滑移平台系统。滑移平台的参数满足如下
a、设计保险系数必须满足2倍；
b、平台的水平尺寸宽度方向达到炉体旧有平台等同尺寸，长度满足炉壳直径+1m空隙；
c、平台轨道采用重轨MU50。
2、牵引小车设计
a、小车设计保险系数必须满足1.5倍；
b、小车行走系统设计满足自动化功能，自动控制原理详见附图。
c、小车牵引采用卷扬机钢丝绳牵引，小车行程设置限位功能，限位控制原理详见附图；
3、推移系统设备
a、双筒卷扬机；
b、限位器；
c、平板轨道车；
d、电缆、控制电缆、PLC控制柜、遥控按钮开关。
（四）放线定位
高炉中心十字轴线测设在旧有的钢梁上（同部位垂直上下钢梁均设置轴线点位），框架四边角旧有钢柱上测设好标高。4台主卷扬机吊点中心定滑轮固定位置测设，确保同一立面和水平面误差2mm之内。高炉安装中心设置遥感控制红外信号探测器，平板轨道车中心设置遥感控制红外信号接收器及信号反馈器。
（五）吊装卷扬机的技术准备
炉壳的安装精度完全取决于吊装的平稳性和安全性。
1、吊钩满足炉壳带的垂直方向的充分接触。吊装系统参数满足如下
a、升降卷扬机的载货能力保险系数必须满足2倍，吊钩电磁吸附力必须满足足够大；
b、吊钩满足起降同步自动调节水平高度；
c、新旧炉壳接触边缘有下降限位器，炉顶卷扬机有上升限位器。
2、升降系统设备
a、4台电动卷扬机；
b、上升和下降限位器；
c、炉壳中心控制红外信号接收器；
d、电缆、控制电缆、PLC控制柜、遥控按钮开关。
三、电气自动控制系统
（一）、PLC硬件选型及配置图：
1.选型：选用西门子PLC200系统，CPU型号：CPU224-6ES7214-1AD23-0XB0，扩展模板：EM221-1BH22-0XA0。其中CPU带数字输入点14点，数字输出点10点，扩展模板带数字输入点16点。该工程实际使用数字输入点24点，数字输出点5点；有备用数字输入点6点，备用数字输入点5点，选型能满足项目使用要求。
2.配置图：
四、自动控制及电气原理简介：
1.本系统才用西门子PLC200-6ES7214-1AD23-0XB0，扩展模板EM221-1BH22-0XA0两组模板组成PLC控制系统。PLC输入24VDC电源有西门子24V直流电源模板SITOPPSU100L
6EP1334-1LB00提供，输出24VDC电源由PLC200CPU模板提供。起哄使用数字输入点24点，数字输出点5点，备用数字输入点6点，备用数字输出点5点。
2.本控制系统原理如下：主控制电源开关QS合闸，急停按钮TB合闸，使PLC输出点Q0.0输出，接触器KM1按通，使主电路接通；若QS主控电源开关断开或急停按钮TB拍下，则主接触器KM1则断开，使主回路及各控制回路断开
3.4台吊机上升控制：当主接触KM1吸合，吊机下降接触器KM6、KM7、KM8、KM9失电的情况下，按下按钮SB1上升按钮，使Q0.1输出为“1”，使上升接触器KM2、KM3、KM4、KM5吸合，4台电机同时上升，当升到上极限S1时，4台点击接触器全部失电，则上升停止；在升降过程中可按下按钮SB2（上升停止）也可使上升停止；当上升过程中，KM2、MK3、KM4、KM5四个接触器中只要有一个掉电断开，则整个KM2、MK3、KM4、KM5四接触器都失电断开，则上升全部停止。
4.4台机电下降控制：当主接触器KM1吸合，吊机上升接触器KM2、MK3、KM4、KM5失电断开的情况下，按下按钮SB3下降按钮，使Q0.2输出为“1”，则下降接触器KM6、KM7、KM8、KM9得电吸合，则吊机机电（4台）同时下降，当降至下极限S2位置时，接触器KM6、KM7、KM8、KM9失电断开，下降停止；也可在下降过程中按下停止按钮SB2使下降停止。在下降过程中，只要接触KM6、KM7、KM8、KM9其中之一失电断开，则四个下降接触器KM6、KM7、KM8、KM9全部断电，停止下降。
5.料车进控制：当主接触器KM1吸合，料车出KM12、KM13失电断开的情况下，按下F按钮SB4小车进按钮，使Q0.3状态为“1”，使接触器KM10、KM11得电吸合，小车开进，当到达内极限S3位置时，料车停；在小车进过程中，按下SB5停止按钮，小车进停；当KM10、KM11其中之一失电，则小车进位停止。此控制为带负荷运行，控制回路（电机接线）为“Δ”连接，使带负荷能力增大。
料车除控制：当主控制接触器KM1吸合，料车进KM10、KM11失电掉电的情况下，且吊车下限位状态为“0”（即炉壳已起吊，不在下限位时），并按下SB6料车出按钮，小车出，当小车到达外限位S4时，小车出停止；在小车出过程中，按下按钮SB5停止按钮，则小车出停止；当KM12、KM13其中之一失电断开，则KM12、KM13全部断电，小车出停止。此控制为轻车无负荷运行，控制回路（电机接线）为“Y”型连接，使电机节能
结论
本文通过研究上炉壳分段单元安装是为了能够更好的了解上炉壳分段单元在安装过程中的工艺流程程序，提高自动化程度，不断解决当前施工效率，减少劳动强度，确保安装的安全管理措施。当前，我国在炼铁安装工艺的不断发展之下，安装技术的工艺流程以及安装程序也应该更好的进行发展和完善，在安装工艺的流程中，需要细化每个分支情况，完善分支中的各个细节，适当安排人员进行工作的加强，同时在实际的安装过程中，炉壳分段单元的组装是危险性较大，工艺最为复杂的，所以当前应该更加注意施工在这方面的安全系数，希望我国工艺能够更加先进，更加具有先进性和自动化的双重结合。
论文作者:马天猛,马天奎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/17
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