CSP转炉方案.docx
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CSP转炉方案
150t转炉本体设备安装方案
一．工程概况
1、工程简介
武钢薄板坯连铸连轧工程中设计有2台150t转炉，转炉的倾动机构为全悬挂式，托圈与炉壳间由5组悬挂装置连接，其中托圈重170.616t，轴承座（轴承、瓦座）重14.1t；炉壳（包括水冷炉口）重159.1t，悬挂装置重56t，倾动机构（包括扭力杆）总重114.175t。
转炉安装于BC跨，209～211线间，传动侧轴承座安装基础标高为+7.03m，非传动侧轴承座安装基础标高为+6.74m，耳轴中心标高+10.83m。
2、工程特点
转炉位于BC跨，其中心距离C列2m，即在C列承轨梁下，且炉体、托圈单体重量大，故不能使用吊车直接吊装，需制作承运台架配合安装。
耳轴与托圈为整体，轴承与耳轴为过盈配合，故轴承安装必须对轴承加热进行热装。
倾动机构大齿轮与耳轴间由切向键定位，为过盈配合，故切向键需进行冷装。
倾动机构安装要利用卷扬与280t行车配合进行安装。
3、设备进场状态
炉壳和托圈将分段进入施工现场，由制造厂家进行组对焊接，通过业主、监理验收合格后交施工单位施工。
倾动机构由设备制造厂制造好后发现场，根据安装需要进行解体或组装。
二、编制依据
1、中冶南方设计的施工图
2、设备安装相关技术规范
3、一冶以往施工的类似工程总结
4、现场实际施工条件
三、执行的规范和技术标准
武钢CSP氧气顶吹转炉安装工程施工应执行设计文件规定的技术要求和以下验收规范：
GB50205—95《钢结构施工及验收规范》
YBJ202-83《冶金机械设备安装工程施工及验收规范—炼钢设备》
GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收通用规范》
四、施工准备
1、焊机、卷扬、钢丝绳、卡环等工机具准备到位
2、经纬仪、水准仪、精水平仪、外径千分尺、内径千分尺等测量机具准备到位
3、炉体安装用运输台架、轴承加热油箱、切向件冷冻箱等制作好
4、设备进场，设备资料齐全
5、炉下钢包车轨道安装完，2台钢包车安装到位
五、设备安装
1、设备安装步骤
2、轴承座安装
2.1测量放线及基础验收
转炉基础完成后，由基础施工单位进行中交，我单位测量人员对基础进行测量放线，做好测量控制网，埋设中心标板和基准点。
同时，对基础标高、预埋套筒的定位尺寸进行复测，有问题及时反馈。
2.2垫板铺设:
详见《转炉垫板座浆法施工方案》
2.3轴承座底座安装
2.3.1传动侧轴承座安装基础标高+7.03m，底座重量19.913t；非传动侧轴承座为铰支座加底座形式，安装基础标高+6.74m，底座重量9.713t。
2.3.2由于轴承座底座的地脚螺栓为T型螺栓，轴承座底座吊装前先要在T型螺栓头部做记号，标示T型头的方向，然后把T型螺栓放置于套筒内，并记录基础板槽口方向。
2.3.3轴承座的吊装采用80t液压吊进行，20m主杆，10m回转半径可起吊21.7t。
底座吊装后，轴承座的下瓦座吊到底座上进行预装，并以瓦座调整为准利用垫板进行调整底座的水平、标高，通过测量控制点调整中心。
找正好后在底座上做好瓦座的定位标记，然后拆除瓦座，便于与托圈组装。
2.3.4底座调整好后，把T型螺栓拧紧，注意先前在螺栓头标记和基础板槽口方向标记相对应，确保T型头与基础板卡紧。
地脚螺栓在轴承支座找平找正过程中已初步拧紧，即消除了垫板与支座底面和基础之间的间隙，然后安设计要求对地脚螺栓进行预紧。
螺栓的预紧就是使每条地脚螺栓的拧紧力基本一致，且不得超过设计规定的预紧力（按照图纸设计要求M100×6的螺栓2600kN，M80×6的螺栓1590kN）。
螺栓预紧需要使用液压预紧器（设备配带或业主协调提供）。
2.3.5轴承底座安装技术要求
项次
检查项目
极限偏差
检测方法
1
轴承坐标高
±5
水准仪，加平尺
2
两轴承座标高相对差
≤1
水准仪，加平尺
3
纵向水平偏差
横向水平偏差
0.1/1000
0.1/1000
水平仪
4
纵横向中心线
±1
挂线，钢尺检查
5
两轴承座中心距偏差
≤1
钢盘尺
3、钢包车就位，承运台架制安
3.1钢包车安装就位
3.1.1基础施工单位把钢包车轨道中交后我单位进行复查,发现问题及时反馈。
3.1.2根据计算承运台架将安装在2台钢包车上，故一台转炉的炉下将暂时安装2台钢包车，2台钢包车靠拢用钢板连接，吊完一台炉子后将拆除吊到另一台转炉下。
炉壳、托圈及轴承座等总重约420t，台架约40t，钢包车车轮轮压75t，使用时将有8个轮子主受力，可承载600t，满足运输要求。
3.2承运台架制作安装
3.2.1尺寸确定
承运抬架的尺寸根据炉壳尺寸、钢包车的尺寸、轴承座的安装高度确定，具体布置及尺寸如下列图：
图一
图二
图三
图四
3.2.2核算强度
抬架主立柱、主横梁为Q235轧制H型钢H700×300×13×24，中间斜撑为I20a工字钢。
主要受力在4个主支柱，核算其强度：
A、基本参数
轧制H型钢700×300×13×24的截面特性：
截面积：
A=23550mm2
截面回转半径：
ix=293mm;iy=67.8mm
立柱长度：
L=3666mm
设备重426.5t，由于传动侧耳轴长,存在偏重,故按照500t计算
查资料得Q235钢许用长细比[λ]=150，许用应力[f]=215MPa
B、基本计算
单柱承载力：
σ=N/A=500×104/（23550×4）=53MPa
为了安全吊装,取3倍安全系数,则53MPa×3=159MPa＜[f]
x截面长细比：
λ=L/ix=3666÷293=12.5＜[λ]
根据长细比查得x截面稳定系数为：
ψx=0.992
y截面长细比：
λ=L/iy=3666÷67.8=54.07＜[λ]
根据长细比查得y截面稳定系数为：
ψy=0.833
则整体稳定性:
N/ψA＝53/0.833=63.6MPa,取3倍安全系数，则
63.6MPa×3=190.9MPa＜[f]，稳定
通过上述计算得知，主支柱的抗压强度和稳定性均满足要求。
3.2.3台架制作
A、制作台架的材料进现场后根据设计尺寸进行下料，分2片拼接整体框架。
B、两片框架拼装完后吊到钢包车上，根据设计尺寸进行定位，与钢包车焊接在一起。
C、制作过程中，严格控制尺寸，焊接符合钢结构焊接规范要求。
为了安全、稳固，主梁和主立柱加筋板加强。
4、炉壳接收，支座焊接
4.1炉壳将分3段进场，由制造厂在现场进行拼装。
炉壳拼装、焊接完毕后，通过业主检查合格就可移交我方。
4.2炉壳运送到位后，将设置200t液压千斤顶调整炉体高度，同时在炉壳中部将设置4个支点支撑托圈，保证托圈与炉壳一同推进，故吊装前炉壳底部和中部将各设置4个支点，定位尺寸如图一、图二所示。
4.3炉壳吊装时在炉体上焊接4个吊耳，吊耳采用50mm钢板，制作如图
炉壳（包括水冷炉口）重159.1t，加上炉底支座和托圈支座的重量，按180t起吊重量计算，则每个吊耳受剪切力：
τ=F/A=45×1000×10/100×50=90MPa＜[τ]＝110MPa，安全。
5、托圈接收，轴承组装
5.1托圈分4部分进场，由设备制造厂在现场进行拼装。
托圈拼装焊接完，试压完后通过业主检查合格交于我方。
5.2托圈吊装前，设备生产厂家已把悬挂装置安装到托圈上，托圈验收后，把悬挂装置固定，以不妨碍吊装和顺利从炉体上方放下为原则。
5.3托圈吊装焊接4个吊耳，采用50mm钢板制作，并在两侧用10mm钢板加固，如图：
托圈、悬挂装置、轴承总重255t，按照280t起吊重量计算，则每个吊耳受剪切力：
τ=F/A=70×1000×10/100×70=100MPa＜[τ]＝110MPa，安全
5.4轴承安装
5.4.1转炉两侧耳轴轴承为球面调心滚子轴承ø1060/ø1500×438，型号为240/1060CAF/W33（洛阳轴承厂）2515kg，装配间隙：
ø1060f7（轴承内圈）采用热装配方法，即将轴承放在油箱中加热的方式。
加热油箱制作如下：
5.4.2计算加热温度：
轴承加热温度的计算要根据实测的轴承内径、耳轴外径尺寸，确定实际过盈量，通过如下公式计算：
t＝[（2～3i）/αd]＋t0
t——被加热件的加热温度，℃
i——平均实测过盈值，mm
α——被加热件材料的线膨胀系数，℃-1
d——被加热件的公称直径，mm
（由于设备未进场，按照规范要求，加热温度不超过100℃，以往工作经验，加热温度在120℃左右）
5.4.3设备进场后，通过测得的耳轴外径实际数据制作测量样杆，在轴承加热的过程中适时用样杆比较轴承内径，与加热油的温度两方面控制加热过程，确保轴承能够装配且不出现过加热情况。
5.4.4由于轴承重，直径大，在油锅加热时不易起出，故在轴承放入油锅前制作专用吊环架，便于起吊和安装，吊环架如图：
5.4.5在轴承装配前，先将轴承内侧的端盖、调整钢带、定距环安装到位，并仔细对图检查，防止遗漏。
5.4.6检查装配无误后，快速起吊轴承，装配到耳轴上，使轴承面贴紧定距环，定位后用2台手拉葫芦固定，防止轴承冷却收缩与定距环出现间隙。
吊装时应迅速挂钩，吊起，动作应迅速、连续、一气呵成。
装配时，作业人员应戴好石棉或棉布厚手套。
5.4.7轴承装到位冷却后，可以安装轴承座、压盖等，安装前轴承座要开瓦口，安装过程中检查相关尺寸，要符合规范要求。
6、炉壳、托圈吊装
6.1吊具准备
6.1.1转炉炉壳和托圈吊装采用280t行车进行,炉壳吊装到抬架上后炉口高度为15.625m，托圈上表面吊装高度（越过炉口）为18m，在托圈下放到炉壳中部支撑架上时，行车主钩大梁不能搁到炉口上，需要钢丝绳垂直长度超过3.7m，故主钩起升高度超过21.7m，而行车实际起升高度为20m，所以主钩板妨碍，需要拆除。
6.1.2由于炉壳直径7m,托圈下放时钢丝绳不能擦炉壳，故要在行车主钩大梁上设置4个吊点。
根据实际测量，主钩梁筋板最大距离为6600mm，箱梁宽760mm，吊耳具体布置如下图：
6.2千斤顶准备：
在吊装前把4台200t千斤顶检查好，确认无问题后放置在承运抬架顶部的千斤顶护座里，接好电源，并配置一定数量垫板，便于调整。
6.3卷扬机准备：
在炉后设置5t卷扬机，并把滑轮布置好，用于托圈、炉壳吊到位后拉动钢包车，使其到安装位。
6.4钢包车准备：
把与承运抬架组装好的钢包车拉到加料跨中部，车轮下用木板等塞紧，防止落位时移动。
6.5炉壳吊装
6.5.1在距离炉口3m的位置分4个点对称布置焊接4个吊耳，吊耳焊接时使用J506焊条，吊耳焊接面打坡口。
吊装时用8个50t卡环配合1对φ65钢丝绳吊装。
φ65钢丝绳破断拉力为2185KN，吊装时1个点承受45t重量，则安全系数为：
k=2185KN/450KN=4.855，满足设备吊装要求。
6.5.2炉壳吊起6m高后行车运行到抬架上方，炉壳底部焊接的支座与千斤顶护座对正，炉壳中心（吊装前进行标记）与安装中心基本对齐后，把炉壳放置到抬架上。
6.6托圈吊装
6.6.1托圈传动侧和非传动侧轴承、轴承座安装后，托圈传动侧比非传动侧重21.3t,为了平衡吊装，在吊耳布置时吊耳相对中心的位置向传动侧偏移300mm，结合行车主钩大梁上吊耳的布置尺寸，考虑托圈下放时不擦炉壳的情况，托圈吊耳布置如图：
吊耳焊接用J506焊条，吊耳焊接面打坡口。
6.6.2吊装钢丝绳用2对φ56钢丝绳，每根钢丝绳绳双股使用，每股承载35t，φ56钢丝绳破断拉力为1640KN，则安全系数为：
k=1640/350=4.68，满足设备吊装要求。
6.6.3托圈吊离地面时，检查托圈的水平度，通过托圈上的吊耳和卡环调节使之基本平衡。
托圈调平后，吊离地面约100mm并静置约3min，仔细检查各吊耳、钢丝绳、卡环等吊具。
当托圈吊至炉口上方时，防止悬挂装置碰撞炉口。
托圈从炉口处下降时，注意检查托圈内壁与炉壳外壁的间隙，防止托圈碰撞炉壳。
当托圈回落到最底位时，炉体中部焊接的支座支撑托圈的重量，行车缓慢松钩。
吊装示意如下图：
吊装托圈时非传动侧钢丝绳距离炉壳最近，根据行车主钩和托圈上吊耳的布置，上下吊耳水平间距为1750mm，吊装时垂直距离大于4000mm（按照4m计算），托圈上平面距离炉壳上段弧形点1560mm，如图所示：
则计算得钢丝绳（弧形段距托圈平面高度处）与上吊耳水平距离尺寸A=1067.5mm，实际放样尺寸为653mm，故钢丝绳与炉壳间有间隙，即不擦炉壳。
6.7托圈放稳后再次检查钢包车轨道上是否有杂物，车轮下塞的木板等拿开，用5t卷扬机缓慢拖动钢包车。
在轴承座接近轴承底座时查看轴承座底面和轴承底座上表面的高差，保证轴承座能顺利运行到底座上方，如果尺寸不够可通过起升200t液压千斤顶调整轴承座高度。
6.8钢包车运输托圈、炉壳到位后停车，车轮塞紧。
安排人控制4个200t液压千斤顶，使其同步缓慢的下降，促使炉壳、托圈下降，轴承座落位到轴承底座上。
7、炉壳、托圈调整
7.1炉壳、托圈到位后首先调整托圈。
按照轴承底座安装时下瓦座的定位标记对轴承座进行定位，以达到调整托圈的目的。
调整到位后轴承座与底座连接牢固，螺栓拧紧。
7.2托圈调整后调整炉壳与托圈的相对位置及炉壳中心。
炉壳的升降可通过200t液压千斤顶调整，调整好后用垫板垫实炉壳下部支座使千斤顶不受力，然后通过千斤顶侧向推动炉壳以调整中心。
7.3炉壳、托圈定位后拆除悬挂装置的固定支撑，使悬挂装置下放，配合厂家进行悬挂装置的定位、焊接。
8、倾动机构安装
8.1扭力杆、事故底座安装：
扭力杆和事故底座用25t液压吊吊到基础上，通过基准线、垫板进行调整，控制安装尺寸和水平度。
安装要求：
项目内容
极限偏差
扭力杆轴承座
到耳轴轴承座纵向中心距离
±0.5
到耳轴横向中心距离
±1
中心标高到耳轴中心标高距离
+1～0
水平度
0.1/1000
止动支座定位尺寸
到耳轴横向中心距离
±2
到耳轴轴承座纵向中心距离
±1
扭力杆水平度
1／1000
8.2减速机安装
8.2.1二次减速机解体运送到现场，分上下箱体、大齿轮、轴承、压盖等。
为了便于大齿轮调整，安装时分3部分吊装：
下箱体和大齿轮、上箱体、上箱体上的2个一次减速机。
8.2.2吊装下箱体前，制作专用支座支撑下箱体，并与箱体连接固定。
清理干净箱体内杂物，把大齿轮吊到箱体内。
靠近炉壳侧的压盖、挡环等先装在耳轴上。
8.2.3吊装时使用280t行车把下箱体（带支座）吊起到基础边缘，部分放置在准备好的厚皮钢管上，准备滚动。
用事先设置好的5t倒链水平方向拉动下箱体，280t行车配合回钩并始终受力。
当整个下箱体都到基础上后行车松钩，用倒链把箱体拉倒安装位。
8.2.4下箱体到安装位后在轴承底座与箱体支座间设置滑道，大齿轮用倒链吊起，其孔与耳轴对好位。
用倒链沿水平方向向炉体拉动下箱体，同时大齿轮用倒链拉动同步移动，顺利把下箱体拉到位，大齿轮穿上耳轴并到位。
8.2.5上箱体用280t行车起吊，设置卷扬机、滑轮接入到位，与下箱体连接。
上部2台一次减速机同样用280t行车起吊，卷扬机、滑轮接入到位，与上箱体连接。
8.2.6上下箱体合盖、一次减速组装完后安装内、外侧轴承挡环、压盖等。
9、切向键安装
9.1切向键长约1185mm，厚约95mm，斜度为1：
100，在制造厂加工时受力方向留有2mm的现场加工余量，以便现场研磨。
安装前，把2对键装入键槽配合研磨，研磨好后切向键与键槽、切向键间各面之间的接触斑点不得小于80%，并保证过盈量为0.35mm。
9.2研磨合格后，须专门制作一保温容器来冷冻切向键，施工现场制作一个冷冻箱内胆为＝10ｍｍ铝制圆桶，高1200ｍｍ，外面用＝12ｍｍ普通钢板制作一个箱体，内胆与箱体之间用200ｍｍ厚的保温毡棉填充。
冷冻箱内清洁干净，两对切向键放入前要专门编号、挂牌，以免混淆。
9.3在安装前将装键的部位清理干净，计算出实际将装入的深度，然后将两对键放入保温容器中。
把铝制容器连同切向键一同运输到制氧厂，注入液氮（温度低于-180℃）时缓慢进行，当冷冻箱中液氮表面无明显的翻腾现象时即说明被冷冻件与液氮温度基本一致。
注入液氮后运输车返回现场，路上时刻和现场保持联系，保证道路畅通，做好吊装准备。
安装时要快速同步装入两对键，并且打紧至计算深度；整个安装过程不能超过三分钟，事先必须进行摸拟演练。
9.4装配作业人员戴上防护手套，防止冻伤事故发生。
9.5切向键装配后安装压盖等附件。
六、工机具配置及施工材料计划
1、工机具配置计划
序号
名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
交流焊机
BX3－500 38KVA
台
4
制安台架及焊接吊耳等
2
电动液压千斤顶
200吨
台
4
转炉安装用使用4个月
3
卡环
80吨
个
8
吊装托圈、炉体使用4个月
4
卡环
50吨
个
4
吊装托圈、炉体使用4个月
5
千斤顶
30吨
台
2
6
千斤顶
10吨
台
4
7
千斤顶
5吨
台
2
8
单轮起重滑车
10t吨
个
4
9
单轮起重滑车
5吨
个
4
10
四轮起重滑车
50吨
个
2
11
倒链
10吨
台
4
12
倒链
3吨
台
4
13
倒链
1吨
台
4
14
平尺
2M
件
1
15
水平仪
0.02mm/m
件
2
16
水平仪
0.05mm/m
件
2
17
径纬仪
T2 2″
件
1
23
水准仪
NA2±0.7MM
件
1
24
游标卡尺
0－300mm
件
2
25
千分表
配磁座
套
4
26
液力拉伸器
3000kN
1
1
业主协调
27
外径千分尺
1200mm
套
1
业主协调
28
内径千分尺
1200mm
套
1
业主协调
29
卷扬机
3t
台
1
30
卷扬机
5t
台
1
31
钢丝绳
Ф65
米
150
32
16t汽车吊
台
1
安装承运台架
2、施工材料计划
施工用各类材料为制作各台架、吊耳的材料，本方案中材料为一台转炉施工用材料，其中承运台架、加料跨280/75t行车上焊接的吊耳、热装轴承用油箱及冷装切向键用保温桶在第二台转炉安装中可再次使用，其他必须重新制作。
七、劳动力配置计划
序号
工种
人数
备注
1
钳工
8
2
起重工
6
3
铆工
4
4
电焊工
4
5
火焊工
2
6
测量工
1
7
辅助工种
10
8
管理
3
合计
38
八、质量保证措施
1、严格按照ISO9002系列标准和二级项目质量计划管理和组织施工。
2、对全体职工进行教育，提高全体职工的质量意识。
提前做好各项施工准备工作，准备好各种技术资料。
3、依据《冶金机械设备安装工程施工及验收规范炼钢设备》YBJ202-83及施工图纸。
设备安装过程中，对质量控制点要严格把关。
4、设备安装的每项工艺都必须遵循三检制（自检、专检和工序交接检），由施工班组100%自检，每道工序完后，由专检员进行检查，工程专检员检查认可后，才能转入下道工序。
5、所有计量器具均应有计量检验合格证书方可使用。
6、做好图纸自审、会审和技术交底工作。
九、安全保证措施
1、正式吊装前，需对桥式吊车280/75吨司机进行熟练操作培训，以保证大件的准确、平稳吊装。
2、所有吊具，吊索均逐一进行检查，确认合格后方可投入使用，千斤顶均要进行负载试验，合格后才能使用。
3、全体施工人员均需经安全交底方能进入现场施工，并自觉按操作规程执行。
4、吊装的信号应准确、明白，哨音清晰，专人指挥。
卷扬牵引时，各滑轮组必须设专人看守，紧急情况应立即通知司机停车。
5、托圈、炉壳焊接处搭设的脚手架（采用门型架上铺设木跳板）应符合安全标准，并有挂设安全带的挂点。
6、所有电器每天均应检查其安全使用的可靠性。
7、轴承加热和切向键冷冻时注意防护，防止烫伤或冻伤。
8、高空作业要挂安全带，临边施工要做安全防护。
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