120t转炉安装新方法的研究

120t 转炉安装新方法的研究中国一冶机电公司机装QC 小组一、 工程简介达钢集团公司炼钢厂共建设三套120t 转炉设备，工程分三期进行施工，一期完成了 1#转炉系统的安装任务，并投产。

同时也将整个厂房及高层框架等结构安装完毕，仅预留了二期工程、三期工程的设备基 础。

此项目属于二期工程，安装的是2#转炉，转炉炉壳与托圈重量约178t 。

厂房封闭，结构紧凑，1#转炉正常生产中，施工空间狭小。

二、 小组简介三、 选题课题（一）提出问题经过现场调查，本次转炉安装工程的施工现状是： 预留了设备基础，炉前、炉后平台也砌筑完毕。

同时，与根据合同要求，业主对此次施工提出以下要求：1、 施工时不能拆除炉前炉后平台。

2、 不能影响1#转炉的正常生产。

这种条件下的设备安装是我们首次遇到的。

（二） 分析问题传统的施工方法，也就是“液压顶升平移安装法” 炉壳和托圈分别吊装在运输台架上组装，使用卷扬机水平牵引钢包车，将组装好的转炉平移至设备基础上 方，最后使用液压千斤顶将设备顶升就位。

但是本项目若使用此方法，会存在以下问题：1、 转炉设备吊装到运输台架上后，高度约9.9m ，而炉前平台高度为 7.8m,发生冲突，需要拆除炉前 平台，但业主不允许拆除。

2、 工期紧，制作运输台架需要采购大量的型钢材料，采购、运输、制作、安装等周期较长。

（三） 确定课题由于传统的施工方法不能满足施工条件要求，我们必须寻找新的途径，立足现有条件，在安装方法上 进行创新。

因此小组确定课题为“120t 转炉安装新方法的研究”。

四、 设定目标 （一）课题目标：小组仔细分析了现场施工条件，研究了合同要求及施工组织总设计，根据以往转炉工程施工的经验， 确定了本次活动的目标是：确保转炉在30天内一次安装成功。

小组简介表-1 QC制表时间：2010年01月27日制表人：刘熬明2#转炉系统的辅助设备均在一期时安装完成，仅 2#转炉相距仅21m 的1#转炉正在连续生产中。

:制作运输台架并将台架安装在钢包车上，然后将按照项目编制的总施工网络计划，要求转炉本体设备在 30天内安装完成。

经过小组分析，本工程施工存在的有利条件如下：1、本项目配备专业技术人员，转炉施工经验丰富，例如在沙钢180t 转炉更换工程、武钢二炼钢转炉安装工程、鄂钢 120t 转炉工程等均有参与，攻克了一些技术难题且取得多项转炉施工方面的专利。

是活动开展的技术保障。

2、 本小组成员结构合理，在以往工程中坚持开展QC 活动，特别是在炼钢转炉、连铸、轧机等设备安 装方法方面积累了一定的创新和攻关经验。

是活动开展的组织保障。

3、 本项目施工中，部分施工材料、机具等资源能得到业主大力支持与配合，实施方案有关计算验证 能得到设计人员支持。

为施工进度提供了一定的保障。

不利条件：1、 施工过程中1#转炉连续生产，距离近，要做好安全防护保证措施。

2、 本此活动属于施工工艺的创新，具有一定的不可预见风险因素存在。

综合有利条件和不利条件，通过小组共同努力，施工方法严谨精细设计、合理组织安排，按照科学途 径逐步实施，活动目标能够实现。

五、提出方案，确定最佳方案 （一）方案提出针对本项目需要解决的问题，结合现场条件，小组召开了方案分析会，集思广益，运用“头脑风暴 法”充分发表意见，提出各种方案，并使用亲和图归纳整理，见图 1。

----------------------------------------------------- 120t 转炉安装方法 -------------------------------------------------------180t针对上述图3拟定的三种方案，小组从实施内容、可操作性、成本、安全及其他方面进行分析评估, 详见表2:制表人：刘熬明制表时间：2010年02月07日（三）方案选定根据提出的三种方案及上表的详细分析，小组成员从易操作性、安全性、拓展性三个方面对方案评分。

根据价值工程理论：价值V=功能F/成本C,计算出得分最高的就是最优方案，总结成表3。

制表人：刘熬明制表时间：2010年02月08日根据小组成员的综合评估、计算，选定“方案三”为最佳实施方案。

（四）方案深入及细化为了有效达成目标，小组对方案三进行了优化、分解，制定出方案分解图（图3）,并对分解的每一项进一步深入分析：1、设置卷扬机查设计图纸，高层框架离转炉较近的平台分别为+15.3m平台、+21.8m平台、+27.5m平台，卷扬机和吊耳均沿着平台布置。

其中，吊装托圈的卷扬机布置在+15.3m平台上，吊装炉壳的卷扬机布置在+21.5m 平台上。

根据托圈及炉壳的重量计算，选择50t四轮滑车组，卷扬机则有两种规格可供选择，见表4,小组将两种方案进行对比分析。

2、设置滑车吊点经过现场测量，在距离转炉纵向中心 2.1m的+27.5m平台梁下各设置2个吊点，分别是主吊点和10t 导向滑车吊点，主要吊装炉壳。

吊装托圈的吊点布置在+21.8m平台梁下，离转炉中心的间距大于托圈的半径。

示意图见图4:3、设置托圈吊点查阅图纸，托圈内径为11.64m,外径为14.04m,重量为91.5t。

需要在托圈上表面（？11.64m/ ?14.04m的环形带）设置吊耳，首先要保证炉前与炉后侧吊耳间距最大，然后确定同一侧吊耳的间距。

小组使用PDPC法按以下程序逐步设定，见图5。

4、抬吊托圈确定吊点位置，核定空间和钢丝绳长度后，小组对托圈的吊装形式进行了讨论，使用炉前125t行车和10t卷扬机配合抬吊，提出两种吊装方式，分别是：方案A:不带轴承座吊装；方案B:带轴承座吊装；并将两种方案的优缺点进行计算、分析，见表5。

5、设置炉壳吊点小组根据炉壳、托圈的高度尺寸，设置12个吊耳，上部6个为主吊耳，其余为6个缓接吊耳，用于转炉插入托圈时进行交替接力。

吊耳布置见图6 o吊点A B、C为第一步吊点，当炉壳插入托圈后，吊点B被托圈挡住，将其用火焰枪切割掉。

吊点D则接力成为第二吊点。

6、炉壳插入托圈炉壳吊装是本方案的重点，小组专门召开分析讨论会，在会上讨论出两种实施方案：方案A:炉壳水平插入托圈；方案B:炉壳倾斜插入托圈；通过计算与模拟，使用方案A则炉壳底部与炉前平台发生干涉，否定该方案。

选择方案B,并将方案进一步细化：查设计图纸，炉壳的高度为7.5m，托圈的高度为1.7m,小组将托圈及炉壳按1: 1比例用电脑CAD放样。

一方面验证炉壳是否与炉前平台发生干涉；另一方要考虑炉壳在插入托圈时的受力分析。

小组取转炉斜度的3个角度进行分析，结果见表6:炉壳倾斜角度分析六、制定对策在制定方案实施对策时， 小组成员认真研究， 反复讨论，针对每一步深入细化， 使之更具备可操作性, 并按“ 5W1H 方法制定相应对策，见表 7:角度1 (30°)角度2 (45°)角度3 (60°)转炉角度位置图与炉前平台干涉情况 底部吊点与滑车 组安装影响 是否选择干涉 不干涉 不干涉制表：刘熬明 炉壳基本不影响选择制表时间: 滑车组与炉壳底部干涉2010年02月23日（五）确定最佳方案经过对各个环节的深入分析，小组确定了以下最佳方案工艺流程，见图7:------------------ 布置20t 双筒卷扬机设置卷扬机 ——Li ~布置i0t 单筒卷扬机 w设置滑车吊点 ------------------------- 设置托圈吊点一托圈布置4个吊点V ，------------------- ---------- 不带轴承座吊装 抬吊托圈 ------------------- —— 带轴承座吊装 根据吊装方式设置炉壳吊点—布置12个吊点—/炉壳300插入托圈炉壳插入托圈 --------------- 炉壳450插入托圈炉壳600插入托圈图7最佳方案流程图制图：刘熬明制图时间：2010年02月24日表-6制表人：刘熬明制表时间：2010年02月25日七、对策实施实施一：布置10t单筒卷扬机1、清理+15.3m、+21.8m平台，将钢管、金属软管等构件清理归堆，放置整齐；琐碎材料移至其他位置，打扫平台，确保卷扬机运行畅通。

（见图8）2、在用钢丝绳将卷扬机锁紧固定的同时，使用四段16啪钢将卷扬机底座与平台梁焊接起来，槽钢每段长200mm进一步确保卷扬机布置稳固。

（见图9）3、卷扬机工作时，为防止排绳出现爬绳、跳绳、挤绳的现象，小组派专人监护。

实施效果检查一：卷扬机布置合理、稳固；底座用16#槽钢与平台梁焊接牢固，平台清理干净，空间满足卷扬机运行。

实施二：设置滑车吊点1、现场测量+21.8m平台生根梁，截面尺寸为H1200X 600X 18X 32,吊点承载约25t ,经校核计算, 生根梁强度满足吊装要求，以转炉为中心，在两侧设置左右2个吊点。

2、现场测量+27.5m平台生根梁，截面为20#工字钢，经计算，无法满足载荷，对此，小组根据受力计算，见图10。

增设了2根HW40成400X 13X 21的型钢，每根长4m,作为吊点支撑梁。

图10受力校核图小组初步考虑了两种吊耳的制作方案:Q235钢板制作吊耳。

Q235钢板制作吊耳。

表-8小组对两种制作方案的特点进行了比对，分析，见表 8.制表人：刘熬明20100228 日图12吊耳现场布置图实施效果检查二：平台生根梁强度满足所承载荷， 吊耳焊接质量符合规范规定，强度及布置能够满足设备吊装要求。

实施三：托圈布置 4个吊点1、 根据吊点的分布及托圈重量，经过计算及与卡环的配合使用， 小组选择40mmB 钢板制作吊耳。

2、 查设计资料，托圈本体的材质为16Mn 选择E5016焊条进行焊 接。

焊接前，吊耳打双面坡口。

3、 模拟托圈吊装时的运动轨迹，钢丝绳与托圈表面成一定角度， 根据钢丝绳受力方向，确定吊耳焊接时摆放方向。

实施效果检查三：吊耳设计满足承载，布置合理，焊接符合方案设计及规范要求；吊耳方向与钢丝绳 受力一致。

实施四： 带轴承座托圈吊装1、 在地面将两个轴承座与托圈组装完毕，安装符合设计要求，紧固螺栓。

2、 托圈吊装是利用炉前 125t 行车及两台10t 单筒卷扬机配合吊装，在吊装前对行车司机及卷扬机操 作员强化交底，并多次模拟协调操作，熟悉指挥信号。

3、 由于使用两台卷扬机，为避免出现卷扬机不同步造成托圈受力不均等情况，小组在托圈中间设计增加安装一个吊耳。

根据受力计算分析，该吊耳使用 30mm 厚钢板制作，安装 10t 单滑车，起平衡作用,滑车组与平衡吊耳的钢丝绳缠绕方式见图15:3、制作吊耳。

方案A 使用 方案B:使用通过计算， 30mmB 的 40mmB 的 图11吊耳设计图实施效果检查四：轴承座安装符合设计及规范要求，吊耳布置位置准确，滑轮组钢丝绳缠绕穿法符合 方案设计要求，托圈顺利吊装就位。