华鲁恒升大型设备吊装方案.docx

*钢铁有限公司转炉系统设备安装施工方案一、 工程概况本工程包括两台转炉（2×100t），1#转炉系统主要工艺设备安装在炼钢厂房1-B1-D列1-191-23线内，2#转炉系统主要工艺设备安装在炼钢厂房1-B1-D列1-231-27线内，其中每台转炉的本体主要设备有：1、 转炉炉体装置，总重209.499t，其中转炉炉体的直径6240mm，高9100mm，重142.066t；2、 100t转炉托圈总装，总重：278.791t，其中托圈装配的直径8200mm×6600mm×2000mm，重178.353t；非传动侧轴承座装配重39.426t，传动侧轴承座装置重35.210t； 3、 100t转炉倾动装置装配，总重158.444t，一次减速机（一）重12.398t；一次减速机（二）重12.398t；二次减速机81.284t；扭力杆重13.890t；4、 汽化冷却系统总重93.68135t，包括3段烟罩（max=4400mm），末段烟道，汽包重24.3668t。5、 氧枪系统总重46.384t，其中横移装置25.842t。二、 施工方法根据1#转炉要求在2004年8月30日安装完的计划安排，拟定转炉本体设备安装采用180t天车配合2套100t滑轮组，利用钢架小车（见附图）进行吊装就位。转炉托圈安装前需要将钢水接受跨+8.700m的一根东西平台梁去距转炉南北中心线8米以内的北边的两根立柱去掉以便托圈能够平移到转炉中心位置，安装完托圈和转炉本体后恢复。1、 利用卷扬机和天车将传动侧和非传动侧轴承支座找正就位，精调二次找正完成，先不要灌浆，将铰支座进行临时固定，并保证铰支座上平面水平。2、 吊装托圈的吊装梁设立见下图。3、 托圈吊装前要做到：1） 将耳轴轴承清洗干净，并用油浸润；将耳轴轴承座清洗干净，并测量内径尺寸；2） 利用天车将传动侧和非传动侧耳轴轴承安装在耳轴上，轴承安装需要热装，利用油煮加热法进行组装；3） 在以上工作进行的同时，将托圈安装小车放在轨道上，调整好距离和位置，原则：天车能够吊装，且距离转炉中心最近；4） 利用天车将装好轴承的托圈放到钢架小车平台上，并用钢丝绳和手动葫芦固定在钢架小车平台上（钢架小车结构见附图）；5） 利用天车将轴承座安装辅助钢架（见轴承座安装辅助钢架图）吊至非传动侧轴承边，尽量靠近轴承，将平台支稳当；6） 利用天车将非传动侧轴承座吊至平台，按规范要求调整好装到托圈上；7） 同样利用轴承座安装辅助钢架将传动侧轴承座按规范要求调整好装到安装到传动侧耳轴上； 8） 安装好轴承座后，用天车将轴承座安装辅助钢架吊走；9） 在托圈下平面上找出四个支撑点的位置，使之能够让托圈吊装时在四个支撑点准确就位。4、 托圈吊装就位：托圈加耳轴轴承及轴承座总重约226t，180t天车可短时间超载，吊装时要正确的选择索具和吊装位置，起吊时要缓慢，指挥要准确，信号要明显，到指定高度时天车移位要平稳，对中于支撑架要准确。天车回钩时要缓慢放下对准四个支撑点，找平找正后做临时加固后再摘钩。（1） 利用手动葫芦将小车缓缓平稳地拖至耳轴安装中心线，将小车车轮固定；（2） 将拴托圈的钢丝绳和手拉葫芦拿掉，在非传动耳轴端拴一条钢丝绳，另一头挂上5t葫芦拴在柱子上，作调整用；（3） 将吊装卷扬机上的吊勾落下，拴好吊装点（4点吊装），检查无误后开吊装；（4） 吊装开始时，由专人统一指挥，两台卷扬机同时缓缓开动，等到钢丝绳刚使上力时，停车；（5） 同时点动卷扬机，使托圈脱离钢架小车，当托圈完全脱离钢架小车（距安装高度200mm左右）后停车，检查卷扬机和钢丝绳拴点及吊装梁、索具；（6） 检查无误后，撤去钢架小车；（7） 缓缓落下卷扬机，同时用调整葫芦调整到安装位置；（8） 检查安装中心线偏差，达到安装要求后，卷扬机和葫芦都松开，拆除临时吊耳；（9） 安装定位销和固定螺栓，完全固定后，利用卷扬机将托圈旋转180°，做临时支撑固定。5、 炉壳吊装前要做到：） 将轨道涂上黄油脂，将拖排放到轨道上。） 对炉壳场地准备（包括平台准备）。） 炉壳组对、焊接、热处理（由制造厂在施工现场进行），待制造厂对炉壳组对符合设计要求后交付我方安装。） 如果制造厂出厂时没有把支撑装置装到炉壳上，按规范要求把支撑装置装到炉壳上。） 在炉体上焊接临时4组吊耳。） 利用天车和300t吊车将炉壳翻转倒立过来。6、 炉壳装置约重142.066t,采用倒装法，吊装时要正确选择索具，起吊高度要和托圈接近，与托圈套装时要保证与托圈同心，提升时要平稳。7、 利用天车将炉壳吊至拖排上，并用钢丝绳等索具将炉壳固定到拖排上，必要时临时焊接；注意转炉放置位置南北中心线与安装时南北中心线重合。8、 牵引拖排的加固与检查：炉壳在牵引拖排上利用钢丝绳及卡扣套将炉体固定完成后，对钢丝绳的受力要进行详细检查，检查各钢丝绳受力是否均衡，纵向、横向中心是否符合要求，确认无误后再进行牵引工作。9、 将在拖排上固定好的转炉炉体（倒立）向转炉正式安装位置进行牵引，方法是采用两台5t葫芦缓慢平行的进行，到位后再次检查纵横向中心线、水平符合要求后，拆除钢丝绳等索具，用卷扬机慢慢提升，始终与托圈保证同心，待炉体上三个支撑孔与托圈上三个支撑座孔高低一致时，停止回钩，用支撑炉壳的四个油压机来调整穿三个支撑销，销子穿好后，用油压机顶住炉壳，把油压机固定好，卷扬机回钩完成套装任务。最后一次检查纵横向中心、水平和标高都符合规范为止。10、 撤出拖排，检查销联接是否牢靠，此时不能松开卷扬机吊钩。11、 倾动装置的安装：传动机构安装，大齿轮的安装。使用分体吊装方法，重新设立一套卷扬机，利用天车和卷扬机将大齿轮夺吊至+6.910米平台，利用卷扬机和手拉葫芦进行安装，再将齿轮上罩利用葫芦进行安装，安装4台减速机和电机。（1）倾动装置安装前为便于安装工作的顺利进行，应制作临时的安装支撑梁及滑移轨道，支撑梁沿耳轴轴向平行布置两根，设在二次减速机下面，支撑梁下面安装滑移轨道，即设立钢轨，轨道顶面标高低于耳轴中心线100150mm，平衡梁和滑移轨道见下图。（2）将托圈水平放置用108×8钢管固定在轴承支座的低部。（3）准备好热装大齿轮用的平衡梁，螺栓及两个50t的油顶。将二次减速机上机壳拆开吊至一旁，二次减速机下机壳连同大齿轮一同放在轨道上。（4）利用卷扬机吊离下机壳，使齿轮中心与耳轴同心，在大齿轮上布置好加热片，加热温度控制在300以下，加温时用石棉被封严，以提高加热速度和加热效率。（5）大齿轮加温完毕，将保温被撤除，大齿轮套入耳轴，当达到配合接触面后，利用热装齿轮用的平衡梁加千斤顶将大齿轮顶入耳轴，直至靠紧轴肩，装配时，随大齿轮的逐步装入，下机壳应用手拉葫芦施加水平力，使下机壳在滑移轨道上与大齿轮同步向内滑移，直至大齿轮装配结束（平衡梁、滑移轨道见下图）。（6）安装切向键，切向键应提前研磨好，0.05mm塞尺塞不入。（7）安装齿轮上罩。12、 利用卷扬机及葫芦夺吊法安装一次减速机（一、二），及联轴节、电机、扭力杆。13、 盘车将炉体翻转过来，将抱闸紧死，并做临时固定，松开卷扬机。14、 倾动装置安装应符合下列要求：（1） 耳轴大齿轮与耳轴轴肩靠紧，只允许有局部间隙。（2） 每对切向键两斜面之间以及键的工作面与键槽工作面之间的接触面积应大于70%；切向键与键槽配合的过盈量应符合设备技术文件的规定。（3） 悬挂式倾动装置的二次减速机防扭转支座的纵横中心线极限偏差均为±0.5mm；标高极限偏差为±0.1mm，水平度公差为0.2/1000。（4） 全悬挂式倾动装置扭力杆机构安装时，扭力杆轴承座中心至固定端轴承中心距偏差±0.5mm。（5） 扭力杆轴承座中心与固定端轴承座中心的高度偏差±1mm。（6） 转炉耳轴中心与扭力杆轴承座中心的高度偏差01mm之间。（7） 固定支座中心与转炉耳轴中心的偏差±2mm。（8） 固定支座中心与固定端轴承中心距偏差±2mm。（9） 扭力杆轴承座水平度公差0.1/1000。（10） 扭力杆水平度公差：1/1000。15、 水冷炉口安装。16、 托圈挡火渣板安装。17、 炉体挡渣板安装。18、 汽化冷却烟道安装，在42米平台设立一根吊装梁，将烟道分体吊装，自转炉中心线吊装孔采用卷扬机吊葫芦夺的方法。吊装到位后用葫芦进行调整对接，最后以转炉中心线为基准进行整体的标高平面位置的找正。汽包采用260t汽车吊从钢水接受跨吊至42.000米平台安装位置，进行找正。19、 氧枪系统安装，可以进行分体吊装，分体件都不大于10t，可用42.000米平台顶上10t天车将分体的氧枪系统部件由换枪口吊至42.000米平台进行组装，找正。20、 托圈吊装过程见下图：（1）在地面上将轴承清洗好安装在耳轴上；（2）用天车将钢架小车放至轨道上；（3）将装好轴承的托圈放到钢架上；（4）将托圈与钢架小车用钢丝绳和葫芦固定；（5）利用天车将轴承座安装辅助钢架放至耳轴附近，支平稳后利用天车将轴承座吊至钢架平台上逐件组装，两边轴承座都组装到耳轴上后吊走辅助钢架；（6）利用手拉葫芦和卷扬机将小车拖至托圈安装位置；（7）利用卷扬机将托圈缓缓吊起，当托圈正好完全脱离钢架小 车时停止，检查无误后将钢架小车撤揍；（8）利用卷扬机和调整葫芦将托圈落下到安装位置；（9）利用卷扬机和滑轮组将托圈旋转180°，完成后做临时固定。21、转炉炉体吊装过程见下图：（1）利用天车和300吨汽车吊将转炉炉体先将炉体放倒， 再用两台车调整好方向，焊上另一组吊耳；用天车将炉体吊起。 （2）利用天车将转炉炉体放置在拖排上，并与拖排固定在一起；（3）利用手拉葫芦将拖排和炉体拖至转炉安装中心线；（4）利用卷扬机和滑轮组将转炉炉体缓缓吊起到安装位置，过程要保持缓慢平稳； （5）待一切准备好后将托圈临时固定； （6）装炉体支撑托座； （7）待传动系统安装完成之后，可盘车或电动将炉体正转过来； （8）打楔子，焊挡块。三、 施工安全措施：1、 承德转炉施工工期紧、任务重、体积大、多工种立体交叉作业多，要求在施工过程中要搞好相互配合，树立自我保护能力。2、 施工前要对施工人员进行详细的安全技术交底，要树立安全第一的思想，严格执行安全操作规程，做好互保工作，杜绝一切事故发生。3、 施工前要根据实际情况，制定出切实可行的安全措施，并与有关单位、部门办好必要的协议手续。4、 大件设备的吊装或牵引，要做到统一领导，专人指挥，信号明确、绑扎合理、吊运缓慢平稳，确保安全施工。5、 凡参加施工的人员必须熟悉此方案的特点，并有具体分工职责明确，服从命令，不得擅自离开岗位。6、 设备牵引到位后，要连续作战指导设备完全就位，不得中间停歇造成事故。四、 吊装所需工器具：1、 10t卷扬机4台；8t卷扬机2台；2、 d30钢芯钢丝绳1000m；d66钢芯钢丝绳套4套，30m。3、 2套120t 8×8滑轮组，2套60t滑轮组，10个单轮滑子；4、 100t卸扣4个；50t卸扣10个；5、 50t液压油顶4台；6、 吊装梁3套，10.5m 2根；8m 1根；7、 拖排1套；钢架小车1套；轴承座安装辅助钢架1套；8、 300t汽车吊1台，50t履带吊1台；9、 热装加热器 1套。五、施工计划：由于承德施工钢厂2x100t转炉施工工期特点，施工工期紧，安装设备的体积大，重量大，多层交叉作业较多，安排组织施工计划和人力分配如下：六、劳动力资源分配：七、有关计算和校核，如下图：（一）托圈吊装时的强度计算和强度校核： 托圈吊装时吊装梁的设立如下图所示：已知条件：托圈重量178.353t，包括非传动侧耳轴21t，传动侧耳轴38t； 非传动侧轴承座8.2t；传动侧轴承座19.1t；轴承总重2.4t； 托圈+轴承+轴承座总重208.053t； 吊装托圈时进行支撑梁和吊装梁的校核取载荷P=240t；1、 对梁A1-B1（同A2-B2）进行校核，如下图分析：取整体m（A1）=0YB1×7.5-120t×1.3=0YB1=20.8t；则YA1=120t- YB1=120t-20.8t=99.2t；取1-1截面左端为研究对象如下图分析：由X=0有 Q=YA1=99.2t；m（YA1）=0，则M=99.2t×1.3m=128.96t·m=1289.6KN·m截面惯性矩I计算如下图：计算各部分截面分块面积：A1=170×22=A3=3740mm；A2=516×17 =3740mm；A4=400×40=A6=16000mm；A5=320×20=A8=6400mm；A7=320×25 =8000mm；计算型心位置：Yc=A1（400+560-11）×2+ A2（400+280）×2+ A1（400+11） + A4（400-20）+（A5+A7+A8）×200+ A6×20/A =2309×3740+1360×8772+400×16000+400×6400+200×8000/ 4×3740+2×8772+2×16000+2×6400+8000 =31125580/85304Yc=364.873175mm；则有相对应面积的型心参数计算如下：h1=22mm，b1=170mm；h2=516mm，b2=17mm；h4=40mm，b4=400mm；h5=320mm，b5=20mm；h7=320mm，b7=25mm；Yc- Yc1=584.13mm；Yc- Yc2=315.13mm；Yc- Yc3=46.13mm；Yc- Yc4=15.13mm；Yc- Yc5=164.87mm；Yc- Yc6=344.87mm；Yc- Yc7=164.87mm；计算面积惯性矩I如下：Iz1= b1 h13/12+（Yc-Yc1）2A1=170×223/12+584.132×3740 =1276268231mm4；Iz2= b2 h23/12+（Yc-Yc2）2A2=17×5163/12+315.132×8772 =1065753411mm4；Iz3= b3 h33/12+（Yc-Yc3）2A3=170×223/12+46.132×3740 =8109480.273mm4；Iz4= b4 h43/12+（Yc-Yc4）2A4=400×403/12+15.132×16000 =5796003.733mm4；Iz5= b5 h53/12+（Yc-Yc5）2A5=20×3203/12+164.872×6400 =228578881.5mm4；Iz6= b6 h63/12+（Yc-Yc6）2A6=400×403/12+344.872×16000 =1905098404mm4；Iz7= b7 h73/12+（Yc-Yc7）2A7=25×3203/12+164.872×8000 =285723601.9mm4；Iz=I =2×Iz1+2×Iz2+2×Iz3+Iz4+2×Iz5+Iz6+Iz7 =7.354038017×109 mm4；强度校核如下：由=Mmax/Wz；Wz=Iz/Yz有：=Mmax/Wz= MmaxYz/Iz=1289.6 KN·m×364.873175mm/（7.354038017×109）=63.9839562Mpa170 Mpa；W上= Iz/Y1=7.354038017×109/595.13 =1.23570279×107mm3；上max=Mmax/W上=1289.6KN·m/（1.23570279×107mm3） =104.3616493 Mpa170 Mpa；下max=Mmax/W下=1289.6KN·m/（Iz/ Yc） = 63.9839562Mpa170 Mpa；所以此梁在P=240t载荷下在此位置是安全的。2、对梁C-D进行校核，如下图分析： 取整体m（C）=0有：YD×24=YA2×14.5+ YA1×6.5则YD=86.8t，YC=99.2×2-86.8t=111.6t；计算梁中最大弯矩值：取A2右端为研究对象，分析受力如下图：M（Mmax）=YD×9.5=86.8t×9.5m=8.246×109N·mm；计算梁的截面惯性矩如下图：IZ=2×（600×303/12+9852×30×600）+20×19403/12 =4.7099773×1010mm4则Ymax=1000mm；WZ= IZ/Ymax=4.7099773×1010mm4/1000mm =4.7099773×107mm3=M max/ WZ=8.246×109N·mm/4.7099773×107mm3 =175.0751538Mpa170 Mpa；所以梁在此载荷下不安全，强度稍微有些不够，但是比较接近许允载荷，需要稍微加强，可以在吊装时暂时将C-D梁与天车梁用钢板在两个吊装梁交接处焊接在一起，这样可以增强强度，也可在吊装时将吊装梁的北头搭在天车梁的南边处，用角板焊住；C-D梁的下翼缘利用20焊接到天车梁上；也可以在允许的情况下对C-D梁自身进行加固。进行再分析，由于取的荷载P=240t，本身就大，应该计算在保证C-D梁足够强度的情况下所受的最初载荷P。计算如下：在C-D梁中由=M max/ WZ有：M max=×WZ=P×9.5m则P= ×WZ/9.5m=（170N/mm2）×（4.7099773×107mm3）÷9.5m=8.428×105N=8.428×102KN=84.28t在A1-B1梁中有如下关系：YB1×7.5-P×1.3=0 （1）YB1+ YA1=P （2）令YA1=84.28t （3）由以上关系可以计算出P=101.952t，则P×2=203.9032t托圈整体超出承重208.053t-203.9032t=4.14977424.2t；计算A1处强度如下：M（Mmax）=YC×9.5=111.6t×6.5m=7.254×109N·m；=M max/ WZ=7.254×109N·mm/4.7099773×107mm3 =154.3404255Mpa170 Mpa；则A1处强度足够，只需要加固A2处；A2处必须进行加固，做以下加固如图：方法一：增强C-D梁自身截面积，如下图3、校核E-F梁的强度：E-F梁受力分析如下图：取整体m（E）=0，则有YF-20.8t×6.5m-20.8t×14.5m=0，则YF=18.2t，Y E=23.4t；计算梁中最大弯矩，如图：Mmax= YF×9.5m =18.2t×9.5m=1.729×109N·mm；计算面积惯性矩，截面尺寸如下图：I=2b3（h/2）2+h3/12 =2×800×40×（1910/2）2+25×19103/12 =7.2885997×1010mm4；YC=h/2=1910/2mm=955mm；W C=I/ YC=7.2885997×1010mm4/955mm=7.63204157×107mm3；=M max/ WC= 1.729×109N·mm /7.63204157×107mm3 =22. 6544887Mpa170 Mpa；所以此梁在此荷载下安全可靠，强度足够。4、钢架小车底梁强度计算： 钢架小车底梁受力分析图如下： 需要计算的参数： 结构梁所能承受的载荷如下分析： 由Y=0有：YG=YH=P/2；Mmax=P×L/4=2P；底梁钢架结构截面尺寸如下图：I=2b3（h/2）2+（1+2）h3/12 =2×600×8×（600/2）2+（6+6）6003/12 =1.08×109mm4；Y=h/2=300mm；W=I/Y=1.08×109mm4/300mm=3.6×106mm3；=2P×1000/W=2000×P/（3.6×106mm3）170；所以解得P=30.6t，所以在小车的设计时，将力不要分到中间立柱上，尽量分至端梁柱上，设计钢架小车结构见附图。5、托圈偏心计算如下图分析： 分析托圈加上轴承和轴承座的重量，重心距离托圈圈体的距离为0.83mm,所以为保证托圈在二次运输过程中和钢架小车的平稳安全，可以在往小车上放的时候将托圈南北中心线向非传动侧偏0.3m。（二）转炉本体吊装时的强度计算及校核：已知条件：炉体总重209.499t；炉体重142t； 吊装炉体时进行支撑梁和吊装梁的校核取载荷P=160t；托圈吊装时吊装梁的设立如下图所示：1、 梁A1-B1（同A2-B2）进行校核，如下图分析：取整体m（A1）=0YB1×7.5-80t×1.3=0YB1=13.866667t；则YA1=80t- YB1=80t-13.866667t=66.133333t；取1-1截面左端为研究对象如下图分析：由X=0有 Q=YA1=66.133333t；m（YA1）=0，则M=66.133333t×1.3m=85.97333t·m=859.7333KN·m截面惯性矩I：Iz= 7.354038017×109 mm4；Yz=364.873175mm；强度校核如下：由=Mmax/Wz；Wz=Iz/Yz有：=Mmax/Wz= MmaxYz/Iz= 859.7333KN·m×364.873175mm/（7.354038017×109）=42.6559692Mpa170 Mpa；所以此梁在此载荷下在此位置是安全的。2、对梁C-D进行校核，如下图分析：取整体m（C）=0有：YD×24=YA2×13.5+ YA1×7.5则YD=57.86667t，YC=66.133333×2-57.86667t=74.4t；计算梁中最大弯矩值：取A2右端为研究对象，分析受力如下图：M（Mmax）=YD×10.5=57.86667t×10.5m=6.076×109N·mm；梁的截面惯性矩：IZ=4.7099773×1010mm4则Ymax=1000mm；WZ= IZ/Ymax=4.7099773×107mm3=M max/ WZ=6.076×109N·mm/4.7099773×107mm3 =129.002745Mpa 170 Mpa；所以梁在此载荷下在此位置是安全可靠的，强度足够。3、E-F梁的强度：比较梁C-D和E-F梁的位置分布，结合C-D梁在受到66.1333t载荷时是安全的，E-F梁在受到13.866667t载荷时也是安全的，强度足够。八、附图见下页。材料：重型工字钢梁：2077公斤；钢板 t=30：958.6公斤；总重：3035.6公斤。材料：重型工字钢梁：3030公斤；钢板 t=20：1746公斤； 工字钢56c：2490公斤；单梁总重：7266公斤； 总重14532公斤。