280 t 鑄造起重機(jī)快速換繩的研究

田 波

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鋼廠，山東萊蕪 271104）

0 引言

在鋼鐵企業(yè)中，鑄造起重機(jī)承擔(dān)著鐵水和鋼水的運(yùn)輸工作，工作頻繁、載荷復(fù)雜繁重且環(huán)境溫度高。鑄造起重機(jī)采用雙卷筒、雙平衡梁和4 根鋼絲繩，鋼絲繩在吊運(yùn)鋼水的過程中起著重要的作用，作為起升機(jī)構(gòu)最為關(guān)鍵的部位，一旦鋼絲繩斷裂，會(huì)造成極為嚴(yán)重的后果。

鋼絲繩是起重機(jī)械及起重設(shè)備、吊裝捆綁作業(yè)不可缺少的主要零部件。正常情況，下鋼絲繩通過卷繞系統(tǒng)時(shí)存在反復(fù)彎曲和伸直并與滑輪和卷筒摩擦擠壓。工作繁忙時(shí)，特別是在鑄造起重機(jī)這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。經(jīng)過一段時(shí)間，外層鋼絲由于彎曲疲勞和磨損而逐漸斷裂，隨著斷裂鋼絲數(shù)的增多，其他未斷鋼絲承受的拉力越大，疲勞與磨損越厲害，斷絲速度加快，當(dāng)斷絲數(shù)量數(shù)達(dá)到一定限度就會(huì)完全斷裂，因此需要根據(jù)鋼絲繩使用情況定期檢查并按規(guī)定更換新繩。

1 存在的問題及原因分析

1.1 存在的問題

山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鋼廠新動(dòng)區(qū)，由于沒有設(shè)置精煉跨，鋼水接受跨的280 t 鑄造起重機(jī)需要承擔(dān)精煉鋼水包吊運(yùn)及大包回轉(zhuǎn)臺(tái)鋼水包吊運(yùn)作業(yè)，作業(yè)率高、工作繁忙。目前280 t 鑄造起重機(jī)更換鋼絲繩為結(jié)合平時(shí)點(diǎn)檢情況、鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場(chǎng)使用情況制定更換鋼絲繩周期，進(jìn)行定期更換，每次更換時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15 h 以上。對(duì)于作業(yè)繁忙的鑄造起重機(jī)來(lái)說(shuō)，正常的轉(zhuǎn)爐定修時(shí)間和較長(zhǎng)的檢修時(shí)間，均會(huì)嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)。

1.2 原因分析

該起重機(jī)為四梁四軌雙小車結(jié)構(gòu)，承受載荷較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其主起升機(jī)構(gòu)由分體式減速器與相應(yīng)部件構(gòu)成，減速器與小車臺(tái)架分體式，兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)齒輪減速器的兩個(gè)高速軸，在齒輪減速器的兩個(gè)低速軸上通過卷筒聯(lián)軸器帶動(dòng)兩個(gè)雙聯(lián)卷筒，主起升機(jī)構(gòu)采用帶有兩組定滑輪及兩組平衡臂的4 根鋼絲繩纏繞形式，平衡臂安裝于小車體。

280 t 鑄造起重機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí)，為有利于延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命、減小鋼絲的彎曲應(yīng)力，設(shè)計(jì)滑輪或卷筒直徑與鋼絲繩的大直徑比，鋼絲繩直徑34 mm、卷筒直徑2000 mm。目前，該起重機(jī)更換主起升鋼絲繩存在以下5 個(gè)問題。

（1）由于鋼絲繩端部在平衡臂位置采用楔形套連接固定方式，因此在拆除舊鋼絲繩楔形接頭時(shí)，楔形接頭在受高拉力后，楔形接頭與安裝部之間具有很高的擠壓力，導(dǎo)致楔形接頭無(wú)法手動(dòng)拔出，通常需要采用錘擊、敲擊等方法將楔形接頭從安裝部取下。特別是鋼絲繩繩頭在安裝機(jī)芯楔形接頭時(shí)，由于鋼絲繩與楔形接頭的固定是通過夾緊力實(shí)現(xiàn)的，需要使用很大的力拉動(dòng)鋼絲繩，楔形接頭在受高拉力后極易向安裝部的開口方向偏移從而脫出，固定操作步驟繁瑣、浪費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，需解決鋼絲繩端部繩頭如何快速安裝機(jī)芯楔形接頭并固定的問題。

（2）安裝于平衡臂位置的4 根鋼絲繩端部固定機(jī)芯的提升，通常需要使用吊車逐根進(jìn)行，每次換繩需額外支付吊車費(fèi)用，并且配合安裝固定銷軸過程存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。如何迅速、有效地拉起平衡臂位置的鋼絲繩端部繩頭機(jī)芯并固定，也是需要解決的問題之一。

（3）新舊繩接頭焊接后，鋼絲繩在更換過程中需要依靠主起升機(jī)構(gòu)不斷的起繩與退繩。在起繩過程中，當(dāng)鋼絲繩自卷筒壓板側(cè)卷?yè)P(yáng)至卷筒中心臨近無(wú)槽的光面位置時(shí)，需要下降主起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行退繩，將鋼絲繩倒至卷筒最邊緣重新進(jìn)行起升卷?yè)P(yáng)，最終完成新舊繩卷繞后，鋼絲繩需要精準(zhǔn)調(diào)整至卷筒壓板位置進(jìn)行固定。最后，在調(diào)整卷筒上的鋼絲繩時(shí)，需要解決如何安全快速將鋼絲繩倒至卷筒兩側(cè)壓板位置并固定的問題。

（4）通常情況下鋼絲繩更換完成后需要調(diào)整龍門梁及平衡臂處于水平平衡狀態(tài)，由于截取的鋼絲繩尺寸長(zhǎng)度存在誤差，調(diào)整時(shí)需要將龍門梁落地進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程時(shí)間較長(zhǎng)且存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要?jiǎng)?chuàng)新更換方法或換繩工藝步驟。

（5）280 t 鑄造起重機(jī)共有4 根鋼絲繩，每根鋼絲繩的長(zhǎng)度約410 m。每次在換繩前需提前一天把4 根410 m 長(zhǎng)的新鋼絲繩放繩，在檢修前倒運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，需要大量的人力，并占用很大的場(chǎng)地。

2 解決方案

2.1 快速安裝機(jī)芯楔形接頭并固定

制作鋼絲繩端部繩頭機(jī)芯楔形接頭快速安裝裝置，鋼絲繩端部繩頭通過機(jī)芯楔形接頭后，將穿入鋼絲繩的楔形接頭放置楔形接頭卡扣處，通過鋼絲繩拉緊器將鋼絲繩拉緊，使楔形接頭及鋼絲繩向楔形接頭卡扣移動(dòng)并拉緊，可快速完成楔形接頭與鋼絲繩的安裝。在此過程中，通過快速安裝裝置頂部擋板可以有效阻止楔形接頭從楔形接頭卡扣脫出及楔形接頭向外歪斜的情況發(fā)生，快速完成楔形接頭與鋼絲繩的安裝，且有效避免楔形接頭在受高拉力時(shí)脫出的風(fēng)險(xiǎn)，然后安裝鋼絲繩固定繩卡，從而有效解決鋼絲繩穿過機(jī)芯時(shí)存在彎曲彈力不方便固定的弊端，省時(shí)省力（圖1）。

圖1 機(jī)芯楔形接頭快速安裝裝置

2.2 快速拉起固定平衡臂位置的繩頭機(jī)芯

在起重機(jī)兩側(cè)主梁邊緣位置分別安裝一個(gè)2 t 卷?yè)P(yáng)裝置，在主起升鋼絲繩平衡臂一側(cè)加裝可拆卸的活動(dòng)拐臂裝置，拐臂頂端安裝吊點(diǎn)，活動(dòng)拐臂可使拐臂吊點(diǎn)與平衡臂固定鋼絲繩機(jī)芯穿銷軸位置垂直。使用2 t卷?yè)P(yáng)裝置，卷?yè)P(yáng)鋼絲繩通過在拐臂吊點(diǎn)安裝的滑輪垂直至地面，將地面的鋼絲繩機(jī)芯拉至平衡臂進(jìn)行固定，節(jié)約吊車費(fèi)用，避免與吊車配合作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)，并且工作效率明顯提升（圖2）。

圖2 卷?yè)P(yáng)、滑輪、活動(dòng)拐臂裝置

2.3 鋼絲繩倒至卷筒兩側(cè)的解決方案

在兩組主起升卷筒下方一側(cè)的小車體邊緣加裝吊耳，將手拉葫蘆固定于吊耳，維修人員在副梁通過手拉葫蘆將從地面卷起至卷筒的4 根鋼絲繩拉起一定高度，使纏繞在卷筒的鋼絲繩不再受垂直拉力，此時(shí)維修人員可以輕松撥動(dòng)鋼絲繩，將鋼絲繩自卷筒中心位置倒至卷筒兩側(cè)壓板位置，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了換繩時(shí)間，同時(shí)還避免了鋼絲繩倒繩過程人員手指擠傷的風(fēng)險(xiǎn)（圖3）。

圖3 卷筒鋼絲繩倒繩裝置

2.4 優(yōu)化鋼絲繩更換方法

通過利用更換鋼絲繩輔助工具，更換時(shí)首先選好起重機(jī)停車位置，將準(zhǔn)備好的4 捆鋼絲繩分別對(duì)稱擺放在龍門梁的兩側(cè)，短接下限位、龍門梁落至地面，繼續(xù)下降主起升機(jī)構(gòu)，直至卷筒上鋼絲繩剩余3 圈后，使用氣焊將小車平衡臂位置帶有楔形接頭的鋼絲繩截?cái)喾怕渲恋孛?，在地面? 根鋼絲繩的舊繩頭分別與4 根新鋼絲繩的新繩頭對(duì)接后進(jìn)行焊接，短接主起升一、二級(jí)限位，拆除卷筒上另一端鋼絲繩端部的固定壓板，并將繩頭倒至下繩部位，利用起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的起升、下降，隨著不斷的起繩、退繩，將焊接為一體的新舊繩自動(dòng)纏繞至龍門梁、卷筒、定滑輪，完成新舊繩的快速更換工作。

新舊繩的焊接過程，需要注意確認(rèn)新舊鋼絲繩焊接時(shí)的位置，避免焊接時(shí)鋼絲繩交錯(cuò)，導(dǎo)致鋼絲繩交叉、錯(cuò)亂；在主起升機(jī)構(gòu)起升、新舊繩交替起繩過程，舊繩需要提前自卷筒壓板導(dǎo)出至下繩位置，隨著不斷的起繩，舊繩會(huì)自動(dòng)下降至地面，此時(shí)需要地面維修人員人工對(duì)舊繩進(jìn)行盤繩，將每根舊鋼絲繩整齊的排列為圓形的一體，從而方便鋼絲繩更換完成后舊繩的吊運(yùn)和清理；新舊鋼絲繩全部卷繞完成后，其中關(guān)鍵性的一步還在于，首先將帶有機(jī)芯的一端繩頭全部固定于平衡臂，然后再根據(jù)卷筒壓板的距離及位置截取新舊鋼絲繩，截取完成后將新鋼絲繩另一端的繩頭固定于卷筒壓板，這樣可以避免截取鋼絲繩時(shí)，由于截取的鋼絲繩長(zhǎng)度不一，導(dǎo)致龍門梁、平衡臂不平衡，需要重新截取鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整的問題。這種方法也適用于不定尺的鋼絲繩及定尺鋼絲繩。

2.5 使用定尺鋼絲繩及更換專用支撐架

落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，做好現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生清理，成捆的鋼絲繩運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，定尺鋼絲繩按照鋼絲繩旋向固定于鋼絲繩捆存放專用支撐架。在鋼絲繩換繩起繩過程中，成捆的新鋼絲繩隨著支撐架上的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的自動(dòng)出繩同時(shí)能釋放鋼絲繩的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)減輕維修工的勞動(dòng)強(qiáng)度并解決鋼絲繩占用場(chǎng)地的問題（圖4）。

圖4 鋼絲繩更換專用支撐架

3 安全措施及相關(guān)要求

（1）按照《工作票管理制度》要求填寫工作票，合理配置檢修人員工種及數(shù)量；辦理許可作業(yè)證；項(xiàng)目負(fù)責(zé)人確認(rèn)檢修人員資質(zhì)符合檢修要求，組織檢修人員學(xué)習(xí)維修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)作業(yè)內(nèi)容，進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)。

（2）對(duì)使用的各類工器具進(jìn)行檢查，確認(rèn)合格。

（3）聯(lián)系確認(rèn)好時(shí)間，起重機(jī)停到檢修位置，在大車道軌車輪兩側(cè)安裝鐵鞋；地面人員在檢修位置兩側(cè)拉好警戒線并做好監(jiān)護(hù)，未得檢修人員允許，任何無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)。

（4）備品配件的尺寸、規(guī)格、型號(hào)、質(zhì)量必須滿足要求，出現(xiàn)問題及時(shí)與生產(chǎn)人員聯(lián)系。

（5）需使用安全帶時(shí)，應(yīng)扎好安全帶，做好高掛低用的使用要求，并在使用扳手注意用力均勻。

（6）專人指揮行車運(yùn)行，使用對(duì)講機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)手勢(shì)指揮。

（7）指揮地面人員散開，遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)域10 m 以外。

（8）使用氣焊時(shí)，要配戴好防護(hù)眼鏡，戴好絕緣手套。

（9）焊接鋼絲繩時(shí)必須使用專用氣焊工具，同時(shí)經(jīng)至少2 人以上檢查、確認(rèn)好鋼絲繩對(duì)接是否牢固。

（10）鋼絲繩栓掛牢固，以防高空墜落。

（11）上下工序要溝通舒暢，地面人員注意避讓。

（12）檢查鋼絲繩扣無(wú)損，不能將手伸到孔、槽、口內(nèi)，以免造成擠傷事故。

（13）作業(yè)完畢，必須恢復(fù)限位等所有安裝裝置。

4 實(shí)施效果

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，取得了良好的效果。

（1）縮短了更換鋼絲繩的檢修時(shí)間，由原來(lái)的15 h以上減少至8.5 h，提高了檢修效率。

（2）更換主起升鋼絲繩由最初的24 人減至16 人，節(jié)約更換鋼絲繩的人力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）減少了更換鋼絲繩對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的影響。

（4）更換鋼絲繩輔助工具的應(yīng)用，起到省時(shí)、省力的效果，同時(shí)確保更換、檢修工作的安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)280 t 鑄造起重機(jī)更換主起升鋼絲繩時(shí)耗時(shí)耗力、操作困難、安全性不高等問題，通過對(duì)換繩裝置及快速換繩的研究應(yīng)用，利用最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案，縮短檢修時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)更換后的鋼絲繩不存在扭結(jié)、沾染砂粒的問題，消除了更換鋼絲繩過程中的安全隱患，具有較好的推廣價(jià)值。