不锈钢炼钢一段烟道更换吊装方案

　　摘要：不锈钢炼钢一段烟道做为炼钢冶炼系统的主要设备，长期受高温的烧烤和水的侵蚀，一般2－3年要进行更换，而由于没有可供的起重设施和现场环境较复杂，造成在检修中存在一定的难度，现利用一些新的检修技术，有效的解决了技术难题，保证不锈钢炼钢一段烟道快速、安全更换。
　　关键词：不锈钢炼钢,一段烟道,更换,吊装方案
　　烟道做为炼钢系统中的主要设备之一，其主要功能是收集和回收钢水冶炼过程中产生的烟气，烟气经过除尘系统进行分离、净化和回收利用。无论是碳钢冶炼中的烟道更换还是不锈钢冶炼中的烟道更换始终是炼钢设备年修中的一项重要检修项目。酒钢不锈钢炼钢一期工程于2006年年初建成投产，采用铁水预处理—电炉—AOD转炉—LF炉—连铸二步法生产工艺。不锈钢炼钢烟道由11段组成，其中10#、11#烟道为水平段，1#-9#烟道为垂直段，采用软水冷却的方式。由于1#烟道处于烟道的底部，处于炉壳上方，长期受高温的烧烤和水的侵蚀，一般2－3年要进行更换。建设期间由于各层平台设备没有安装到位，烟道安装方式为分段整体吊装。而生产期间由于1#烟道周围都有相关设备，吊装空间有限。起重设施不具备吊装能力的特点，因此制定科学、合理的吊装方案就显的十分重要。
　　1#烟道现场布置图：
　　                   
　　1、1#烟道吊装方案的确定
　　1#烟道处于CD跨之间，不锈钢生产设备安装完毕后，CD跨0-33米各处平台设备已全部安装完成，1#烟道与2#烟道采用24个销座连接，1#烟道周围都有相关设备，吊装空间十分狭小，同时CD跨只有一个10T的天车，用来更换氧枪，1#烟道本身重量为13.58X103kg，形状属于不规则体。利用现有的天车无法满足吊装1#烟道的要求，因此要选用合适的吊装方案对1#烟道更换的项目至关重要。该吊装方案必须考虑到相关设备拆除量少，安全隐患少，工期短等方面的因素。
　　要实现1#烟道快速、安全的整体更换，需要解决以下几个方面的问题：
　　1．合理的吊装工艺
　　2．起重设施的选择
　　3．拆除量最小，工期较短。
　　1．1吊装工艺
　　由于CD跨原有的起重设备无法满足吊装1#烟道的任务，现决定利用在CD跨加装承重梁，使用卷扬的方法，完成1#烟道的吊装任务。具体的吊装工艺如下：
　　在CD跨安装承重梁拆除挡火门拆除20M平台拆除狗屋顶拆除集烟罩对承重梁下方次梁加固起重设备的安装1#烟道的下线1#烟道的上线1#烟道的调整1#-2#烟道的连接各层平台的恢复安装集烟罩安装挡火门拆除起重设施
　　1．2承重梁的确定
　　要实现1#烟道吊装方案，需要解决几个方面的问题
　　1#烟道主吊点设在CD跨内内，10T天车不能满1#烟道的吊装任务，只能利用现有的主梁上设置烟道的承重梁，担负起吊装1#烟道的重任。CD跨内0-33米各层平台上都有相关的设备，只有氧枪通廊处具有设置吊装1#烟道的承重梁空间，此承重梁承担1#烟道的全部重量同时承受部分水平拉力。此承重梁上吊点的设置还应满足1#烟道吊装的需求,根据现场条件确定在27.83米平台梁处设一承重梁，起到主吊1#烟道的作用。同时需对27.83米次梁做必要的加固。在实际运用中发现，由于氧枪架子不能移动，为保证承重梁吊点中心与1#烟道中心一至，以保证吊装过程中1#烟道东西方向不发生偏移，承重梁位置相应错位，其计算长度L将发生一些变化，增加了△L；其次承重梁跨中处受一集中载荷，其处发生局部变形，应加相应胁板以保证其局部的稳定性。
　　1．2．1计算简图
　　承重梁的主要作用就是对1#烟道升降进行进行可靠支撑，承重梁与结构梁采用的搭接的连接方式，并采用压板焊接，承重梁中部承受一集中荷载。承重梁计算简图可视为一承受集中荷载的简支梁。计算简图如下：
　　            
　　1．2．2承重梁的强度验算
　　承重梁选用H400X300，查表可知如下参数：
　　H=400mmTF=16mmB=300mmTW=10mmL=3.200m
　　1#烟道重量：Q=13.58*103kg
　　计算长度L1：L1=L+△L=3.62m
　　承重梁简化为简支梁，中间无支承点，两端采用压板焊接的形式，其强度计算如下
　　Mx/γxWnx≤f
　　Mx=0.5*PL1=240.9X103.m.N
　　查表已知Wnx=1980cm3
　　σ=Mx/γxWnx=121N.mm.N﹤300mm.N
　　1．2．3承重梁的整体稳定性
　　当承重梁绕强轴弯曲时，其受压翼缘有出平面弯曲的倾向，故应核算承重梁的整体稳定性，如i型梁截面简支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度B1之比不超过相关规定的数值，则可不必验算梁的整体稳定性
　　L1/B1=3.62/0.3=12.06﹤17
　　故不应验算梁的整体稳定性
　　1．2．4梁腹板局部稳定
　　此承重梁为焊接I字钢，且跨中有固定集中荷载，应保证腹板局部稳定的要求。对承重梁主要依靠在腹板上设置加肋板来保证。如下图：
　　        
　　当简支梁仅需配置横向加劲肋时，其横向加劲肋的间距a应满足下列要求：
　　H0/tw=268/10=26.8﹤100时,应满足如下要求
　　0.5H0≤a≤2.5H0
　　0.5*268≤a≤2.5*268
　　135≤a≤670
　　故横向加劲肋的间距a为：
　　a=400mm
　　1． 3起重设备的确定。
　　CD跨10T天车不能满足吊装1#烟道的要求，在选择相应的起重设施时，必须考虑一是满足承受1#烟道重量的要求，同时要保证1#烟道在吊装过程中水平方向的移动，以避开相关设备。
　　1．3．1主卷扬负责对1#烟道的起吊的作用，因此卷扬的选用就十分关键。主卷扬选为双卷筒5T的电动卷扬机，
　　其参数如下：
　　牵引能力P=50000N卷筒直径D=0.42m卷筒长度B=0.6m平均绳速V=27.5米/分
　　电动机功率为：40千瓦容绳量为：500m总重量为：4500kg
　　注意事项：
　　①使用卷扬前应进行彻底检修，保证各部件在使用中安全可靠，检修完应进行试重，试重时其重量为1.25倍的牵引力.。
　　②卷扬的固定应采用钢丝绳系牢，为防止卷扬偏斜及移动，应对其两侧进行固定。
　　③卷筒的中心距至最近一个导向滑车的距离应大于卷筒长度的20倍。
　　即a=20B=12m
　　在实际中最近一个导向滑车应设在主梁的上方，以保证导向滑车吊点的可靠，实际上卷筒的中心距至最近一个导向滑车的距离a1=15m>12m，满足要求。
　　④卷扬工作中，卷扬机周围2m范围内不准站人，跑绳的两旁及导向滑车的周围也不准站人。
　　1．3．2主吊滑车组的选用
　　主吊滑车组直接承担1#烟道的全部重量，其选用的验算如下：
　　主吊滑车组选用为四四滑车，其跑绳拉力P为：
　　P1=XQXfn-1Xfk=(1.04-1)/(1.048-1)X13.58X103X1.047X1.042
　　=2.097X104N
　　P1<P=5X104N主吊滑车组选用满足要求.
　　起重钢丝绳长度：
　　L=n（h+3d）+s+10=154.6m
　　故实际选用180m，满足卷扬机的容绳量500m
　　起重钢丝绳直径：
　　根据卷扬跑绳所受力的大小和和安全系数，查表可知钢丝绳最小直径为17.5mm，在实际中由于考虑到烟道在下落过程中还承受部分水平力和冲击荷载，故选用钢丝绳为：6X37-19.5-1700-I-乙镀-右交钢丝绳
　　吊装示意图如下
　　                
　　2、吊装方案的实施应注意的的问题
　　1）吊点位置的选择。承重梁上吊点选择到承重梁中点，承重梁主吊点与1#烟道绑扎点水平距离为1.82m，符合烟道尾部与狗屋后侧墙顶部要求；同时必须保证氧枪口与21.44处平台大梁的关系，水平距离为1.57m。
　　2）对2#烟道加固，防止1#、2#烟道分离时的偏移
　　3）1#烟道上下线时应设麻绳，防止构件空中中旋转。
　　4）1#烟道东西方向设2台10T倒链，防止1#烟道在与2#烟道脱开时，迅速向南水平移动，同时为新烟道上线调整做准备。
　　5）通过利用CAD技术，模拟其整个吊装过程，针对不同阶段，查找可能出现的问题，利用卷扬上主、副卷筒和BC跨天车承担1#烟道的不同重量，改变1#烟道的空中姿态，保证1#烟道顺利吊装。
　　3、运用效果
　　不锈钢炼钢2008年年修对1#烟道进行更换，1#烟道更换计划检修工期为9天。实际工期缩短了6天.，1#烟道安装后各种安装数据符合要求，实现了快速、优质、安全的目标。
　　4、结论
　　经过2008年不锈钢炼钢年修1#烟道吊装方案的分析和探讨，细化了检修细节，制定针对检修方案关键环节的控制措施，效果明显。也通过利用检修技术，解决了实施过程中存在的问题。当然论述过程中难免有不妥之处，期望大家批评指正共同探讨。
　　
　　参考文献：
　　赵熙元《建筑钢结构设计手册》冶金工业出版社，1995
　　蔺文友《冶金机械安装基础知识问答》冶金工业出版社，1997
　　吕树怀《起重工工艺学》科学普及出版社1993