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炼钢铁合金料仓在线整体搬迁施工方法与应用

周天文 冉健 池宁 何道荣

1.攀钢集团工程技术有限公司,四川攀枝花,617023; 2.攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司,四川攀枝花,617023

摘要: 一般情况下炼钢铁合金料仓停产更换需要的时间长达120小时,故要中断生产才能进行。通过保留工艺余料及调整搬迁过程中的钢种冶炼,采用整体加固、设置防倾倒装置、整体顶升、同步回落、带料搬迁、滑道梁及行走机构结合桥吊进行移动的方法仅需6至9小时就可以完成搬迁工作,实现了快速、稳定、安全搬迁,使料仓在最短时间内恢复了使用,达到了不停产且快速恢复正常生产的目的。
关键词: 料仓;工艺余料;不停产;在线;整体搬迁
DOI:10.12721/ccn.2024.157011
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0 引言

通常,随着企业生产的调整、厂房扩容等的进行,需要将厂区内的一些大型设备(例如铁合金料仓)的位置进行调整,以使其能够适应新的设备布局。

当需要对铁合金料仓等设备进行搬迁时,通常需要对设备进行拆除或部分拆除,然后进行改造、新建工作。由于这样的工作需要的时间较长,这就不可避免地需要中断生产才能进行。例如,通常对一个料仓进行保护性拆除需要72小时左右,而在新安装料仓时也会受到生产过程中频繁的吊装操作以及停电、停气等的影响,需要48小时以上才能安装完毕。因此,必须停止生产来配合改造工作的进行。但在钢铁等企业的生产过程中,由于设备需要连续运转,而停产势必造成炉体冷却,再次恢复生产时又需要漫长的点火过程,既影响了经济效益,同时也造成了资源浪费。本文系统总结了在场地狭窄、不影响炼钢生产的条件下,通过多种措施实现了在不停产的情况下对料仓进行整体搬迁的施工方法,以期为冶金行业相应改造工程提供参照。

1 施工方法设计原则

炼钢铁合金料仓在线整体搬迁前期设施安装必须在不影响转炉生产的条件下进行;移位过程必须确保转炉不停产,同时移位完成后能够快速恢复供料;整体性水平移位的行走机构及牵引装置设计是整个施工方法的核心。

因此整体水平移位时,铁合金料仓必须保留30吨的工艺余量,移动到位后马上就可以恢复生产;设计一套行走机构及牵引装置确保方案能够顺利实施;整体搬迁时,全部设备必须得到完整保留,不需要重新购买设备,同时内部也不需要重新进行砌筑,对快速恢复生产提供条件。

2 总体施工方法

2.1总体思路

根据现场实际情况,本工程主要按以下思路进行施工,在铁合金料仓混凝土平台延长施工的同时进行铁合金料仓下部框架进行加固;对新安装位置的柱脚基础、轨道基础进行配套施工。加固主要是对下部框架横向和纵向连接形成整体,增加框架的抗变形能力和整体稳定性,同时对吊装点进行加固。加固完毕进行滑道支架及滑道梁的制作、安装,也可以和加固同步进行。并按设计方案加工行走装置,组装后与铁合金料仓柱焊接成整体。在设置的整体移动措施到位并经检查确认合格后进行移位、找正、焊接及电气路管线的恢复,如图1所示。

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图1 整体移位示意图

2.2铁合金料仓框架加固及滑道梁设置

下部框架柱加固方案分两部分进行,一是下部框架柱加固;二是在吊装点加固。上部料仓主要是纵向设置防倾倒斜支撑及横向设置水平支撑,同时在底部设置滑道梁,在整体移动时,确保防倾倒斜支撑同步移动,保证移动过程的稳定。

2.3行走机构的设计

行走机构可以是能够减小料仓与滑道梁之间的摩擦力的各种构件,例如,行走机构可包括从由圆柱滚筒、滚轮、轴承钢轮和滑动靴组成的组中选择的至少一种。根据设备重量及滑道装置设置情况,选用自制圆柱滚筒及配套行走结构,共设计九个行走滚筒,如图2所示。

轴受力验算:选材:轴的材料选用45#钢,正火调质,设计直径为55mm。

安全性验算:

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Q=P=14000*9.8=137200N

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选用直径为55㎜

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Q=240787>P=137200N    该轴满足使用要求。

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图2 行走机构结构图

2.4吊装设施

采用上部原有的10t桥吊或5t卷扬机配合专用钢丝绳进行牵引,如图3所示。

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图3 吊装设施示意图

2.5整体移动

整体移动时由压机将料仓重量转为轴承受力,利用千斤顶整体均匀顶升或回落料仓,启动吊车缓慢的牵引料仓整体移动,其中桥吊进行垂直牵引,并设置两套4×4滑轮组来使牵引绳水平地连接到料仓,制造两条专用牵引绳扣,控制好长度误差,确保牵引时受力均匀。

2.6 料仓含料运输条件及强度

铁合金料仓由于必须保证移动到位以后马上投入生产,所以必须带料搬迁。在平时生产过程中,铁合金料仓基本上是在满仓状态下进行,铁合金框架本身的承载力能够满足要求,而本工艺按六个铁合金料仓各装5t总共增加30t进行在线搬迁,需要对铁合金加固及运输系统进行综合考虑:一是增加的原料处于仓的底部,使受力重心下移,有利于移动过程料仓框架系统的稳定;二是轴的安全性以80t重量进行考虑,确保受力安全;三是牵引力在保证桥吊的绝对安全条件下按一半进行考虑,对滑车组设置进行优化;四是对料仓下部框架进行整体加固;通过加固措施增加下部框架的整体稳定性和刚度;五是对钢丝绳牵引点、行走机构安装位置、千斤顶支座安装位置进行加固处理;六是对上部框架增加反力墙及挡架;七是制造两条专用牵引绳扣,控制好长度误差,确保牵引时受力均匀;八是整体顶升或回落时必须保证基本同步。

3 在线整体搬迁实施

3.1附属件拆除

在铁合金料仓混凝土平台延长施工的后期,对铁合金料仓附属件进行拆除,然后对下部框架进行加固和设置滑道设施。在铁合金料仓混凝土平台延长施工完毕后,对铁合金料仓移位后的煤气管线等提前设置到位,将电缆接点提前设置到位,只留接点部位。我单位在设置完滑道装置及加固措施后,在准备停产的前一天将料仓上部阻碍和影响移位的平台及楼梯保护性拆除完毕。

3.2铁合金料仓框架加固及滑道梁设置

由于铁合金料仓下部框架柱基础到框架梁的高度为1550㎜,柱纵向距离6300㎜,柱横向间距3000㎜。为了保证结构的稳定性和增加框架整体的抗变形能力,同时对吊装点进行加固处理,首先对框架进行加固处理。

加固方案分两部分进行,一是在柱下部位置采用16#槽钢将柱与柱进行连接,并设置柱间剪刀撑使下部框架形成一个整体。二是在吊装点位置进行加固,加固采用56#工字钢进行。

由于铁合金料仓框架C轴线方向与厂房柱间距为640㎜,B轴线方向与小车轨道间距为900㎜,故将滑道梁中心与铁合金料仓下部框架边缘尺寸确定为400㎜。由于铁合金料仓横向间距为3000㎜,加上两侧滑道梁尺寸,整个宽度尺寸定为3800㎜;长度方向定为20000㎜。滑道梁采用16#槽钢,同时在防倾倒斜支撑底部亦设置一根滑道梁,在整体移动的同时,确保防倾倒斜支撑同步移动,保证移动过程的稳定。滑道梁支架同时要求与C轴线方向的厂房柱进行连接,确保在运行过程中滑道梁不出现晃动,影响运行安全。

在C轴线侧,由于料仓距离厂房柱为640㎜,可以在料仓中部靠上位置设置一个刚性防倾斜装置,与料仓保持50㎜的间距,确保运行安全。

3.3行走机构的加工

根据设备重量及滑道装置设置情况,选用自制圆柱滚筒及配套行走结构,加工好后与上部轴承座焊接成整体。 滚筒选用Q345B钢板δ=120mm,根据滑道梁及轴尺寸设计为Ф240Ф80,正公差0.1mm;轴选用45#钢Ф80。

3.4吊装设施

采用上部原有的10t桥吊进行垂直牵引,设置4*4的滑车组两套,跑绳采用6*37-19.5,千斤绳采用6*37+1-32。

3.5整体移动

待上述步骤施工完毕,并经验收合格后,同时新安装部位的基础、柱接头以及配套的电、气路准备完毕后,即可进入铁合金料仓整体移动的实施,由于移动时间较短,所以前期准备工作必须经检查、确认,才能进入施工。待支架及滑道梁安装就位后,在铁合金料仓下部框架的相应位置设6台50t压机的支撑座,并将压机安装到位,一旦断掉电源及煤气管道,同时启动6台压机(6人操作,1指挥),将料仓重量转为压机受力,待压机均匀受力后,划线切割柱接头点,并将接头下部柱脚从根部拆除,避免影响料仓移动。慢慢、均匀的对压机卸压,待行走机构9个点全部均匀受力后,撤去压机,料仓及框架全部重量由行走机构承担,检查受力均匀后,即可启动吊车缓慢的牵引料仓整体移动;反之为安装顺序。

铁合金料仓整体到位后,首先调整中心尺寸,待中心调整合格后,用压机将料仓缓慢回落到垫板,并采用水准仪调整料仓的水平差,合格后将柱脚点焊上,拆除压机,同时由6名电焊工进行柱脚的焊接。

在焊接柱脚的同时,同步恢复煤气管道和电缆接头,恢复到位后马上投入使用。拆除加固的支撑和滑道梁时,按先拆防倾倒支撑系统、后拆行走机构系统、最后拆滑道梁及框架加固系统的要求进行,如图4所示。

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图4 移动就位图

4 结束语

由于省去了拆除、重建、重新装填原料等步骤,仅需6至9小时就可完成料仓的搬迁工作,因此可以在不停产的情况下进行搬迁操作。在搬迁操作前,可事先准备好生产10-15小时所需的原料,并在料仓内预留一定的原料(例如,预留30t原料)。在料仓搬迁过程中,利用事前准备的原料继续进行生产,当料仓搬迁完成后,由于料仓内存有一定量的原料,因此能够立即恢复供料并恢复正常生产状态。

参考文献:

[1]赵曦,丁新意,付显顺,张浩宇.建筑物整体移位与拆除重建的效益对比分析[J].价值工程,2022,41(25):126-128.

[2]杜吉坤.建筑物移位工程技术的发展趋势[J].住宅与房地产. 2021(31):194-195.

[3]赵明明.建筑物平移过程中的受力性能分析[J].工程试验与研究,广东建材. 2022,39(06):63-66.

[4]王建永.钢结构在平移工程托换梁与滑道梁中的应用[J].建筑施工. 2021,43(01):109-114.

[5]陈蕃鸿,王依列,董清崇,许锦林,束学智.建筑平移施工实时纠偏措施研究与应用[J].施工技术. 2021,50(01):5-8.

[6]王建永,蓝戊己.建(构)筑物移位技术研究现状及其发展方向[J].建筑施工. 2022,44(04):793-796.