百噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道整體更換施工技術(shù)分析

王華釗

摘 要：轉(zhuǎn)爐運(yùn)行期間，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，汽化煙道會(huì)出現(xiàn)漏水情況，如果未及時(shí)進(jìn)行處理，漏水逐漸嚴(yán)重后，轉(zhuǎn)爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必然會(huì)受到影響。為保證轉(zhuǎn)爐的正常運(yùn)行，要對(duì)其進(jìn)行整體更換。以某百噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道整體更換施工為例，對(duì)所用施工技術(shù)及更換流程進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐;汽化煙道;整體更換;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TF341.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）29-0050-03

Analysis of the Construction Technology for the Overall Replacement of

the Vaporization Flue of a 100-ton Converter

WANG Huazhao

（Fujian Sangang Group Co.， Ltd.，Sanming Fujian 365000）

Abstract： During the operation of the converter， with the extension of the operation time， the vaporization flue will leak water， if it is not treated， the normal operation of the converter will inevitably be affected when the water leakage becomes serious. In order to ensure the normal operation of the converter， it must be replaced as a whole. Taking the overall replacement of the vaporization flue of a 100-ton converter as an example to discuss the construction technology and replacement process used.

Keywords： converter;vaporization flue;overall replacement;construction technology

某百噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道需要更換汽化煙道，從活動(dòng)煙罩到隔熱水套之間的全套汽化煙道都需要更換該汽化煙道由活動(dòng)煙罩、爐口段煙道、固定一段、固定二段和末段煙道等組成。其中，活動(dòng)煙罩直徑為6 500 mm，質(zhì)量為4.43 t;爐口段煙道長(zhǎng)約為10 m，最大直徑為3 540 mm，質(zhì)量為17.65 t;固定一段長(zhǎng)度約為9.5 m，最大直徑為4 160 mm，質(zhì)量為14.26 t;固定二段長(zhǎng)度約為13 m，最大直徑為4 290 mm，質(zhì)量為13.71 t;末段煙道長(zhǎng)度約為7 m，最大直徑為4 290 mm，質(zhì)量為9.23 t。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，擬更換的設(shè)備全部從爐前煙道通道進(jìn)出。但由于爐殼未更換且場(chǎng)地空間狹小，需要轉(zhuǎn)動(dòng)爐體來(lái)配合汽化更換，而且檢修期間行車協(xié)調(diào)困難，此次決定采用吊車配合、卷?yè)P(yáng)抬吊的方案更換汽化煙道。

1 更換方案簡(jiǎn)介

利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，繪制整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)和汽化煙道的外形尺寸圖，并完成整體性更換過(guò)程的仿真模擬，從而判斷汽化煙道更換方案的可行性。同時(shí)，利用制作的縮微實(shí)物二維模擬圖，進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)勘查，仿真模擬整體更換流程，確定方案結(jié)果，并對(duì)以下問(wèn)題加以注意。

受廠房空間以及轉(zhuǎn)爐爐口段煙罩下部與本體的間距限制，活動(dòng)煙罩拆除時(shí)，新舊煙罩的拆除與吊裝必須在下部一圈圍管（Φ273 mm×10 mm）拆除的基礎(chǔ)上進(jìn)行。▽22.500 m平臺(tái)吊裝孔寬度為4 000 mm，汽化煙道爐口段上聯(lián)箱導(dǎo)出圍管直徑為4 289 mm，受此影響，汽化煙道整體拆除前，要先割除舊的汽化煙道爐口段上聯(lián)兩側(cè)導(dǎo)出圍管（Φ219 mm×8 mm），然后整體拆除舊的汽化煙道爐口段。同理，固定一段、固定二段、末段汽化煙道的上聯(lián)箱、下聯(lián)箱會(huì)與各層平臺(tái)發(fā)生干涉，需要保護(hù)性拆除。

經(jīng)過(guò)模擬，在吊裝固定二段時(shí)，汽化煙道會(huì)與▽22.500 m平臺(tái)發(fā)生干涉，決定將氧槍口平臺(tái)拆除5 m×2 m，靠爐后的平臺(tái)要提前改成5 m×6 m的活動(dòng)蓋板，這樣就能形成5.0 m×12.2 m的吊裝孔，滿足固定二段汽化煙道的吊裝要求?；顒?dòng)煙罩拆除與吊裝過(guò)程中，要把轉(zhuǎn)爐本體搖到爐口水平位置，以保證活動(dòng)煙罩順利拆除。在拆除吊裝爐口段、固定一段、固定二段、末段煙道時(shí)，轉(zhuǎn)爐本體必須搖至爐口朝爐后60°方向，緩慢吊裝期間，爐子也需要緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至爐前。

要先拆除氧槍口（1件）、爐前二次除塵煙罩、下料口（2件）等附屬設(shè)備;拆除各段汽化煙道的上/下聯(lián)箱、上升管、下降管;拆除▽15.900 m～▽22.500 m通往2#轉(zhuǎn)爐的Φ480 mm×8 mm引風(fēng)管;拆除▽28.800 m～▽37.800 m的2排電纜橋架;▽28.800 m爐后的平臺(tái)拆除至爐后支撐梁處;▽37.800 m平臺(tái)拆除末段煙道和固定二段煙道的8個(gè)彈簧支座。安裝新的汽化煙道過(guò)程與拆除過(guò)程相反。

2 選擇主要吊具及吊點(diǎn)

拆除汽化煙道各段時(shí)，主要利用布置在各層平臺(tái)的6臺(tái)卷?yè)P(yáng)抬吊牽引滑移接力配合，穿過(guò)各層平臺(tái)的吊裝孔，最后慢慢吊裝滑移到爐殼上。通過(guò)轉(zhuǎn)爐搖爐配合，然后在爐前配合32 t汽車牽引吊出至百噸行車上，運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng);安裝過(guò)程則與拆除過(guò)程相反[1]。

由于固定二段汽化煙道外形呈Z字形，吊裝時(shí)占用的立體空間大，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，在吊裝至▽28.800 m平臺(tái)及▽22.500 m平臺(tái)時(shí)，要利用卷?yè)P(yáng)吊點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)翻身。

吊點(diǎn)布置如圖1所示。采用若干32 t、20 t滑輪組、單滑及6臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng);▽8.3 m平臺(tái)牽引采用兩臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng);爐前布置32 t汽車吊;▽22.5 m平臺(tái)布置一臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng)，汽化煙道兩側(cè)梁底布置兩組32 t滑輪組;▽28.8 m平臺(tái)布置一臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng)，汽化煙道爐前側(cè)梁底布置一組32 t滑輪組;▽37.8 m平臺(tái)布置一臺(tái)5 t卷?yè)P(yáng)，汽化煙道北側(cè)梁底布置一組32 t滑輪組;▽46.6 m平臺(tái)在固定二段汽化煙道和末段汽化煙道正上方增設(shè)吊裝梁，并布置一組20 t滑輪組和一組32 t滑輪組。

3 選擇主吊點(diǎn)鋼絲繩

確定最大負(fù)荷是選擇主吊點(diǎn)鋼絲繩的基礎(chǔ)。汽化煙道拆除時(shí)，煙道上帶有粉塵、外部的保溫材料及殘留水，估算質(zhì)量為2 000 kg。經(jīng)過(guò)查閱圖紙，吊裝單件中負(fù)荷最大的是爐口段煙道，總質(zhì)量約為20 000 kg。主吊鋼絲繩選用Φ47.5 mm-6×37規(guī)格。其強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：

式中：F為鋼絲繩的允許拉力，N;[φ]為考慮鋼絲之間荷載不均勻的折減系數(shù)，取0.80～0.85，對(duì)于Φ47.5 mm-6×37鋼絲繩，φ取0.82;K為鋼絲繩的安全系數(shù)，假設(shè)所有負(fù)荷由鋼絲繩承擔(dān)，考慮在吊裝過(guò)程中鋼絲繩不是垂直受力，K取10;F為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和，可查表確定鋼絲繩的破斷拉力值，Φ47.5 mm鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度按1 700 N/mm計(jì)算，其破斷拉力為1 402 351 N;F為鋼絲繩的實(shí)際受力，N。

帶入相關(guān)參數(shù)值，經(jīng)計(jì)算，F(xiàn)g（鋼絲繩兩股）的大小為：

根據(jù)式（2）計(jì)算結(jié)果可知，所選鋼絲繩符合要求，具有良好的可靠性與安全性。

4 選擇主吊點(diǎn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)

4.1 滑車組

選擇32 t的4×4滑車組。

4.2 確定卷?yè)P(yáng)型號(hào)并布置

從4×4滑車組定滑輪上將跑繩引出至導(dǎo)向滑輪，在轉(zhuǎn)揚(yáng)卷筒上盤(pán)繞。卷?yè)P(yáng)的牽引力為[S]，其計(jì)算公式如下：

式中：f為導(dǎo)向滑車阻力系數(shù);k為導(dǎo)向滑車數(shù)，取1;f為滑車組阻力系數(shù);n為滑車組數(shù)，取8;Q為負(fù)荷。

4×4滑車組與導(dǎo)向滑車均采用青銅襯套，阻力系數(shù)分別為f=1.04、f=1.04。

帶入相關(guān)參數(shù)值，可得卷?yè)P(yáng)的牽引力[S]為：

根據(jù)計(jì)算可知，5 t卷?yè)P(yáng)即可滿足要求。

4.3 選擇卷?yè)P(yáng)鋼絲繩

假設(shè)卷?yè)P(yáng)鋼絲繩安全系數(shù)是6，則6×30 303 N=181 818 N<234 869 N。所以，卷?yè)P(yáng)鋼絲繩選擇9.5 mm即可滿足要求。卷?yè)P(yáng)鋼絲繩的長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

帶入相關(guān)參數(shù)值，可得卷?yè)P(yáng)鋼絲繩的長(zhǎng)度為：

4.4 選擇導(dǎo)向滑車

導(dǎo)向滑車兩側(cè)鋼絲繩的夾角為100°，[F]為兩側(cè)鋼絲繩合力，要求導(dǎo)向滑車的最大承載力大于[F]。

所以，導(dǎo)向滑車選擇10 000 kg即可滿足要求。

5 卷?yè)P(yáng)、導(dǎo)向滑車的布置

在安裝卷?yè)P(yáng)時(shí)，要合理選擇卷?yè)P(yáng)的安裝位置，確保安裝場(chǎng)地平整，保證卷?yè)P(yáng)工作時(shí)沒(méi)有障礙物阻擋，以便操作人員在裝備起吊過(guò)程中能夠看清裝備，與指揮員順暢地進(jìn)行溝通與聯(lián)系[2]。

在設(shè)置卷?yè)P(yáng)卷筒位置時(shí)，要合理確定其與最近導(dǎo)向滑輪的距離，通常二者的間距要設(shè)定在卷筒長(zhǎng)度的20倍以上[3]。卷筒兩段繩索纏繞時(shí)，為確保卷筒上鋼絲繩能整齊排列，要求將鋼絲繩的傾斜角控制在5°以內(nèi)[4]。繩索繞到卷筒中心時(shí)，繩索與卷筒中心應(yīng)處于垂直狀態(tài)。

確定卷?yè)P(yáng)位置時(shí)，要保證有方便加固卷?yè)P(yáng)的地方，如廠房主立柱，方便固定卷?yè)P(yáng)，防止卷?yè)P(yáng)固定不牢固，否則，在重物起吊過(guò)程中，卷?yè)P(yáng)會(huì)出現(xiàn)滑移、傾斜等不良事件[5]。

6 施工工序和時(shí)間安排

根據(jù)更換的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，更換的順序主要是：拆除時(shí)從下往上，安裝時(shí)先上后下。本方案決定采用以下工序進(jìn)行施工，流程如圖2所示。

7 結(jié)語(yǔ)

本研究采用計(jì)算機(jī)技術(shù)仿真整個(gè)吊裝工作的拆除流程，明確了汽化煙道檢修中整個(gè)吊掛更換的可能性。汽化煙道受到爐子和廠區(qū)空間的限制，必須拆卸各層平臺(tái)來(lái)擴(kuò)大吊裝工作空間，并采用實(shí)體縮微的二維模型仿真吊裝施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際狀況決定綁吊地點(diǎn)和廠房整體吊裝地點(diǎn)。這些措施有效減少了檢修時(shí)間，減少了施工過(guò)程中不必要的拆卸工作，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

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