大功率电弧炉施工工法资料.docx
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大功率电弧炉施工工法资料
超高功率电弧炉安装调整工法
编制单位：
中国二冶集团机电公司
编制日期：
2010年12月
1、概述ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ1
2、工法的特点ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ1
3、适用范围ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ2
4、施工程序ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ2
5、操作要点ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ4
6、机具及监测设备ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ9
7、劳动组织ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ11
8、质量标准ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ12
9、安全技术措施ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ13
10、技术及经济效益分析ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ14
11、工程实例ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ15
超高功率电弧炉安装调整工法
一.概述
电弧炉炼钢是现代特钢厂普遍采用的一种基本冶炼方式，近几年来，随着科学技术的不断进步和发展，电弧炉出现了多种十分引人注目的新炉型，这些新炉型基本上占据了目前新建的电弧炉领域。
总体上说，这些新型的电弧炉主要有以下几种：
1）超高功率直流电弧炉2）双炉壳电弧炉3）竖窑式电弧炉4）高阻抗电弧炉5）带多支炉壁碳氧枪和氧燃烧嘴的电弧炉等。
这些电弧炉从其生产实践方面来说，各有各的特点，也各有其不足之处。
总的来说，高功率、高阻抗、喷炭、吹氧三者合为一体是现代大型电弧炉现代化的具体体现。
本文就高功率，高阻抗、带多支炉壁碳氧枪喷炭、吹氧的电弧炉设备从其摇架、上下炉壳、炉盖、电极及其升降与旋转机构的安装过程及关键技术做一系统阐述。
为了保证电弧炉设备安装质量和速度，我们在电弧炉设备安装过程中逐步建立起一套成熟的安装工艺与方法，较快、较好的完成了多个现代化大型电弧炉的设备安装工作。
本工法是根据江苏华菱锡钢100t电弧炉、新疆八一钢厂70t电弧炉的安装实践和经验编制的。
二.工法特点
1.采用四位一体的统筹调整技术，保证了两轨座的标高、中心线、水平度、对角线差的安装精度控制在各自的有效范围内，从而使上述各项指标同步实现。
2.采用合理的测量方法，保证了电极立柱的垂直度、同心度和平行
度安装偏差控制在0.1mm／m之内。
3.制作了特殊吊具，解决了因厂房高度净空不够，电极立柱无法直接吊装到位（净空高度差两米）的困惑，最终达到电极立柱的安装就位。
4．采用液压力矩扳手紧固工具，保证了各设备间螺栓的均匀紧固和紧固力矩。
三、适用范围
本工法适用于电弧炉设备本体轨座、摇架、下炉壳、炉壳、炉盖／电极旋转装置以及电极提升装置等的安装。
四.施工程序
电炉设备本体安装及辅助设备的安装程序，如流程图1所示。
图1电弧炉安装流程图
五.操作要点
1．基础的检查和地脚螺栓的模拟检查；对直埋地脚螺栓要检查其跟部中心位置、不垂直度和顶部标高，对预留螺栓孔要检查预留孔中心位置、孔不垂直度和孔的深度，对带槽锚板的基础，除检查螺栓套筒中心位置、不垂直度以外，还应检查锚板方向和几何尺寸，如达不到要求应及时找土建单位进行处理，直到满足安装要求。
2．基准线和基准点的设置。
设备安装的基准线和基准点的设置，一般是在厂房和设备基础施工工序完成的情况下进行的，其设置依据应是根据地勘部门和土建工序交接文件中的测量网点来布设和施测。
基准线和基准点的设置过程一般由设备安装技术人员提出测量通知任务单，专职测量人员使用满足安装精度的仪器测量设定。
设定的原则，应满足安装及检修的需要，且有利于长期保持，不被损坏。
在基准线和基准点设置时，还应绘制布置图，对中心标板和基准点加以编号，并将测量结果相应记录在布置图中，用作施工过程中使用和作为交工资料的一部分在竣工后移交建设单位存入档案。
3．座浆垫板的选择和设置。
（1）垫板总承力面积的计算：
A=C·100（Q1+Q2）／R
式中 A——垫板总承力面积（mm2）；
C——安全系数，可采用1.5～3，采用座浆法放置垫板或采用无收缩混凝土进行二次灌浆时，取小值；
Q1——采用普通混凝土二次灌浆时为设备及承载物的重量，采用无收缩混凝土二次灌浆时为设备重量（kgf）；
Q2——地脚螺栓紧固力；
R——基础混凝土的抗压强度（kgf/cm2）。
（2）垫板的设置。
在每个地脚螺栓的旁边应设置有两组垫板组，垫板组应尽量靠近地脚螺栓和设备主要受力部位，座浆平垫板的纵向和横向水平度要达到0.1mm／m以内。
4．轨座安装要点。
首先，对摇架轨座垫板进行研磨，并采用座浆法施工，座浆前要先作试块检验，合格后方可施工，施工时应按程序施工且外观整齐，并做好养生工作以确保座浆质量。
在垫板的强度达到要求后可进行设备的安装工作，轨座用吊车进行吊装。
轨座的调整应先从电极侧开始，非电极侧轨座的调整应以电极侧轨座为基准，轨座的调整方法参见图2，轨座经调整后暂不进行二次灌浆，待摇架安装完且进行动作试验后，再进行二次灌浆。
图2轨座安装示意图
5．摇架（倾动平台）安装要点。
摇架一般应在制造厂加工完毕，如几何尺寸较大，运输受限制，则以半成品的加工形态运抵现场。
安装时应先对摇架进行组装，在检查各项安装精度达到规范要求后，将摇架整体吊装到位，在吊车的配合下，做倾动试验，以检查扇形轮与轨座的工作情况及各部分间隙，同时要检查出钢和出渣的角度，在检查过程中，可对非电极侧轨座进行调整，在调整完毕后，将摇架调整并临时固定到“零”位。
摇架固定时应根据现场情况在电炉基础上设置4道临时支撑顶住倾动平台,防止倾翻。
在支撑下底部以垫板组调整倾动台纵向水平,并检查门型架下部法兰标高。
调整完毕将垫板与支撑下底板、倾动台与支撑上底板焊接。
此时炉盖提升旋转装置的支承面应处于水平状态。
示意图见图3
图3倾动平台临时固定图
6．倾动装置安装要点。
炉体设置两只倾动液压缸，左右对称布置，安装时先将两液压缸底座就位、找正，然后进行液压缸的吊装，安装调整完毕后的倾动液压缸，将其调整并临时固定到“零”位。
7．下炉壳安装要点。
在下炉壳安装之前，必须先将偏心出钢装置安装完毕，为了不影响下炉壳安装，安装好的偏心出钢装置可将转臂转到出钢位置。
考虑到施工中的安全因素，在安装下炉壳之前，还应将摇架周围的平台安装完。
下炉壳就位需要吊车吊装，并且按照轨座纵横向中心线为基准校正定位后，将下炉壳周围四点固定。
8．上炉壳安装要点。
上炉壳由上炉体和水冷壁组成，吊装前，在地面上将水冷壁组安装到炉壳内，在整体进行水压试验之后，进行整体吊装。
上炉壳吊装后，可将水冷炉盖吊装就位，但暂不作调整。
待炉盖支撑臂安装后，按提升点再做调整，其调整基准应以电炉轨座中心为准，最后将上下炉壳连接成一体，焊接定位销，定位板进行焊接。
9.电极／炉盖旋转装置安装要点。
该装置的安装可以在摇架临时固定后进行。
电极／炉盖旋转装置由固定底座、轴承、旋转装置和液压马达组成，该装置的用途是负责上电极部分和炉盖的旋转和上电极托架的升降，其动作由液压缸来实现。
安装时先吊装固定底座，按照精度要求找平找正并经检查确认后安装轴承及外齿圈，再吊装旋转装置，最后安装液压马达。
10.电极立柱安装要点。
预装配:
电极立柱与提升缸运到现场后先进行预装配。
将立柱带支座的一侧设置固定挡块,使立柱侧面开孔朝上进行对中,使用吊车吊住提升缸的中心,将其半插入电极柱内。
吊起电极的一端,用木棒小心地将液压缸推入到柱子内，通过立柱侧孔安装锁紧销。
如钢厂内受厂房高度净空的限制，电极立柱无法直接吊装到位，就需制定吊装方案。
电极立柱的调整：
用吊车将电极立柱对中,先调节顶部导辊,使立柱紧靠在上面，此时每个导辊的偏心量先应保持在2～3㎜为宜。
顶部导辊调好后，在立柱的侧滑道120°两方向上从上至下分别挂设一条0.3㎜钢线，来调整立柱的垂直度，平行度，同心度，同时转动下部导辊，检查立柱的垂直度。
立柱垂直度调整好后调整偏心导辊将该相所有导辊面贴紧立柱滑道面（用塞尺检查导轮与导轨之间的间隙），然后将偏心导辊偏心机构固定，再将偏心辊底座与旋转装置支撑面焊接。
11.炉盖安装要点。
把炉盖中心件装到炉盖内并紧固,使用吊车把炉盖放到上部炉壳上,对炉盖进行精确对中。
用吊车吊起炉盖支撑装置放到枢轴上方位置，启动枢轴提升缸,将枢轴上部分插入到支撑装置内。
下降枢轴提升缸，将炉盖支撑装置与炉盖待精确调节对中后牢固地定位焊接。
12.电极横臂安装要点。
电极横臂的吊装要用软带捆扎，严禁用钢丝绳直接捆绑吊装。
电极横臂安装时要注意其接口的两层绝缘和连接螺栓的绝缘垫，严格按图施工，不要弄错，其连接螺栓最后要用液压扳手紧固螺母。
六、机具及监测设备
电炉安装主要使用机具及辅助设备参见表1。
表1 机具及辅助设备表
1.需用施工工机具
名称
规格
单位
数量
用途
千斤顶
10t、16t、50t（液压）
台
各2
安装用
手拉葫芦
2t3t、5t、10t、
台
各2
吊装、调整用
磨光机
￠100，￠125
台
各5
安装用
套筒扳手
系列
套
2
安装用
活扳手
系列
套
4
安装用
梅花扳手
系列
套
2
安装用
内六方扳手
轻型、重型
套
各2
安装用
液压扳手
M30～M56
台
1
安装用
电焊机
BX500
台
4
安装用
2.需用测量器具
名称
规格
单位
数量
备注
水准仪
N3
台
1
经纬仪
J2
台
1
钢盘尺
30m、50m
把
各1
钢线
0.3mm
米
400
线坠
2磅
个
6
游标卡尺
0～125、0～250
把
各1
框式水平
0.02mm／m、0.05mm／m
块
各2
百分表
套
4
卷尺
3m、5m
把
各10
塞尺
200㎜，300㎜
把
各2
平尺
3m
根
1
内径千分尺
100㎜～1000㎜
套
1
七.劳动组织
劳动力组织情况表
工种
级别
人数
主要工作内容
钳工
8级以上
6
设备安装调整
起重工
8级以上
6
设备吊装
配管工
8级以上
6
安装各种介质管道
测量工
8级以上
2
测量、放线、设置基准点
天车工
8级以上
2
设备吊装
气焊工
8级以上
2
配合钳工、配管工安装
电焊工
8级以上
3
配合钳工、配管工安装
力工
7
配合
铆工
8级以上
2
结构件组对
技术员
2
从事技术管理工作
工段长
1
从事施工管理工作
八.质量标准
8.1施工验收规范
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231—98）、
《炼钢机械设备工程安装验收规范 》（GB50403—2007）
《冶金机械 液压、润滑和气动设备工程安装验收规范》（GB50387—2006）
《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235—97）
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236—98）
《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB50252—94）
8.2设备随机文件
九、安全技术措施
1．电炉设备安装现场较为复杂，空间立体交叉作业多，作业环境差，垂直作业上下应设置隔离防护措施，作业面孔洞及临边应铺设安全网等作为防护措施。
2．设备吊装要有统一信号，由专人指挥，吊车等各类起重机必须严格按操作规程作业，不得违章，大型设备吊装方案要经有关部门批准后执行。
3．对大型设备的运输道路必须达到有关要求，并做好验道工作，防止发生倾翻事故，施工现场的道路要畅通。
4．施工用电按施工组织设计要求架设，符合安全和技术操作规程的规定。
开关箱要防潮、绝缘并加锁，接地符合要求；手持电动工具要配备漏电保护装置。
5．安装设备时应在易发生坠落绊跌的危险区设立明显标志和加设围栏，夜间施工要有良好照明。
6．液压、润滑系统油冲洗临时管道拆除时，工作油、润滑油要注意及时清理回收，保持场地清洁，并采取防火措施。
十、技术、经济分析
采用该工法后，工期比原计划缩短了25d，同时降低了工程费用。
提高了设备安装质量，对设备的调试非常有利。
1.由于工期提前，节约了人工费：
25天×39人×150元／人·天＝146250元
2.排除了液压吊吊装电极立柱的方案，节约机械台班费（80t液压吊）：
8000元／台班×3台班＝24000元
节约人工费：
3天×14人×150元／人·天＝6300元
上述共计：
176550元
社会效益：
该新技术的成功开发与应用，安全、快速、优质地完成了华菱锡钢100t超高功率电弧炉设备的安装调整工作，充分地达到了意大利DANEILI公司的设计技术标准，解决了由于厂房吊装净空不够给意方及业主由此而产生的困惑，同时也消除了由于设计和设备的诸多问题给意方和中冶京诚公司之间经常出现的被动。
由于我们科学合理的组织施工，使得华菱锡钢炼钢工程整个设备安装仅用四个多月的时间就达到了试车条件，并于2010年11月7日顺利地炼出了第一炉钢，8日凌晨浇出了第一批合格的钢坯。
为中国二冶赢得了丰厚的社会效益，也为中国二冶与中冶京诚的精诚合作再一次奠定了坚实的基础。
十一、工程实例
新疆八一钢厂70t电炉，该工程2003年3月1日开工，2004年8月22日热负荷试车一次成功炼出第一炉钢水，工程建安费为3.12亿元，工程质量等级为质量样板工程。
江苏华菱锡钢100t电炉，该工程2010年6月中旬设备开始安装，2010年11月7日热负荷试车一次成功，炼出第一炉钢水，11月8日凌晨浇出了第一块合格的钢坯。
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