120萬(wàn)噸氧化球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯筒體吊裝技術(shù)

張興艾

(中國(guó)五冶集團(tuán)機(jī)電分公司, 四川成都 610000)

[定稿日期]2017-08-31

氧化球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯，是用于生產(chǎn)高爐用氧化球團(tuán)礦的主要設(shè)備。回轉(zhuǎn)窯主要由支撐裝置、筒體、傳動(dòng)裝置和窯頭罩、窯尾罩和冷風(fēng)裝置等組成?；剞D(zhuǎn)窯筒體吊裝特點(diǎn)是單件重量大、安裝位置較高、高空作業(yè)量大等。傳統(tǒng)的窯體吊裝方法是從窯尾至窯頭按順序吊裝。該方法需制作臨時(shí)支架或平臺(tái)來(lái)支撐兩個(gè)支承裝置之間懸空的筒體，支架的制作和拆除往往要耗費(fèi)大量的人力、機(jī)械臺(tái)班及材料。我公司從多年來(lái)回轉(zhuǎn)窯安裝的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，探索出利用專用組裝工裝并通過(guò)調(diào)整筒體吊裝順序，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)并在保證質(zhì)量和工期的前提下完成吊裝任務(wù)。這里以安裝標(biāo)高為15.22 m的φ5 m×33 m、120×104t氧化球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯筒體吊裝為例，闡述這一吊裝方法。

1 施工準(zhǔn)備及吊裝順序

1.1 吊裝機(jī)具準(zhǔn)備

220 t汽車(chē)起重機(jī)1臺(tái)；100 t液壓千斤頂2臺(tái)；20 t螺旋千斤頂4個(gè)；5 t手拉葫蘆2個(gè)；鋼絲繩Ф39 mm×25 m兩對(duì)；圓弧形鋼托座兩個(gè)；M42雙頭螺栓24組；枕木若干；木楔若干；對(duì)焊縫錯(cuò)邊調(diào)整裝置若干套。

1.2 回轉(zhuǎn)窯吊裝順序

窯尾段筒體吊裝→1#輪帶吊裝→第二段筒體吊裝→窯頭段筒體吊裝→2#輪帶吊裝→第三段筒體吊裝→筒體調(diào)校焊接→1#、2#輪帶調(diào)?！簖X圈吊裝(圖1)。

圖1 回轉(zhuǎn)窯吊裝示意

2 回轉(zhuǎn)窯筒體的吊裝

2.1 窯尾段筒體吊裝

窯尾段筒體吊裝前，通過(guò)平臺(tái)冷風(fēng)管道預(yù)留孔設(shè)置一鋼支撐，在2#支承輪上安放一對(duì)圓弧鋼托座，以承載窯尾端筒體，圓弧鋼托座的高度略大于輪帶的厚度，以便于吊裝1#輪帶。在2#支承輪基礎(chǔ)靠窯尾端一側(cè)設(shè)一鋼支座，支座上放兩個(gè)100 t千斤頂和鋼托座(圖2)。

圖2 窯尾段筒體吊裝

用220 t汽車(chē)吊吊起窯尾段筒體，筒體尾端落在鋼支撐上，并在筒體兩邊塞上木楔防止筒體滾動(dòng)。另一端落在2#支承裝置的圓弧鋼托座上，注意筒體上輪帶墊板的中心線對(duì)準(zhǔn)支承輪的中心線。

2.2 1#輪帶的吊裝

在輪帶的兩邊用δ30鋼板對(duì)稱焊接兩個(gè)吊耳，由于輪帶自身重量大，吊裝時(shí)內(nèi)徑可能稍微呈橢圓狀，當(dāng)輪帶套入筒體上輪帶墊板后，可能無(wú)法自由套入。在筒體圓周4個(gè)等分點(diǎn)上焊4個(gè)千斤頂支座，用4個(gè)20 t螺旋千斤頂同步頂升，將輪帶均速套入到輪帶墊板上。按已劃出的輪帶安裝位置調(diào)整定位。1#輪帶安裝定位后，用100 t千斤頂將筒體頂起，取出圓弧形鋼托座，緩緩降下千斤頂，使輪帶和窯尾段筒體重量全部承受在2#支承輪和尾部鋼支架上。將千斤頂支座、千斤頂及鋼托座移至第二段筒體安裝位置下方，準(zhǔn)備吊裝第二段筒體。

2.3 第二段筒體吊裝

第二段筒體吊裝時(shí)與窯尾段筒體縱向焊縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)30°～60°，兩段筒體組對(duì)用M42雙頭螺栓，沿筒體圓周8個(gè)方向均勻布置，焊縫錯(cuò)邊調(diào)整工具使用數(shù)量可根據(jù)焊縫具體錯(cuò)邊情況來(lái)確定，焊縫間隙用調(diào)整螺栓調(diào)節(jié)保證3 mm。待圓周8組調(diào)節(jié)螺栓全部均勻受力后，鎖緊螺栓兩端的雙螺母。同時(shí)使用吊裝窯尾段筒體支撐裝置頂升鋼支座上的兩個(gè)千斤頂，使第二段筒重量承受在千斤頂和8組調(diào)整螺栓上。

2.4 窯頭段筒體與1#輪帶的吊裝

窯頭段筒體吊裝前，在環(huán)冷機(jī)靠近回轉(zhuǎn)窯的鋼平臺(tái)橫梁上設(shè)置一臨時(shí)鋼支撐，使其與1#支承裝置共同支承窯頭段筒體。窯頭段筒體與1#輪帶的吊裝與窯尾段筒體和2#輪帶的吊裝方法相似。

2.5 第三段筒體吊裝

第三段筒體吊裝應(yīng)緩慢就位，先與第二段筒體組對(duì)連接，再與窯頭段筒體組對(duì)連接。第三段筒體下面無(wú)需設(shè)置支承，靠?jī)啥撕缚p的調(diào)整螺栓足夠支承筒體的重量。

2.6 回轉(zhuǎn)窯筒體找正

筒體直線度的找正利用每道焊縫的8組調(diào)整螺栓來(lái)進(jìn)行。通過(guò)在筒體圓周上，用稍大于半徑的長(zhǎng)度畫(huà)圓弧找出每道組對(duì)焊縫和窯頭、窯尾的中心，并標(biāo)記在“米”字支撐中心的鋼板上。并把窯頭端和中間三處組對(duì)焊縫支撐上的中心標(biāo)志做成活動(dòng)窗口形式，以便激光準(zhǔn)直儀光束通過(guò)并檢測(cè)到遠(yuǎn)點(diǎn)的位置。檢測(cè)時(shí)把激光準(zhǔn)直儀架設(shè)在回轉(zhuǎn)窯窯頭端的臨時(shí)平臺(tái)上(觀測(cè)人員所站平臺(tái)和儀器架設(shè)的平臺(tái)分開(kāi)設(shè)置)，調(diào)整準(zhǔn)直儀的位置，使激光束通過(guò)窯頭端和窯尾端筒體的中心。

按順序檢查中間三處組對(duì)焊縫圓心與激光點(diǎn)的偏差。這時(shí)偏差值通過(guò)調(diào)整螺栓來(lái)減小偏差直至允許范圍內(nèi)。

2.7 筒體的焊接

筒體的組裝質(zhì)量檢查合格后，把每道焊口的8組M42調(diào)整螺栓的雙螺母并緊，并用500 mm×300 mm×18 mm與窯體材質(zhì)相同的鋼板把相鄰兩筒體連接，每道焊口8塊均勻布置，兩端均滿焊。

2.8 輪帶的調(diào)整

筒體焊接完畢后，由于焊縫收縮，軸向長(zhǎng)度有變化，需要重新校核1#、2#輪帶中心線與托輪橫向中心線的距離。調(diào)整正確后，盤(pán)動(dòng)筒體檢查輪帶的端面跳動(dòng)，允許3 mm偏差。合格后按設(shè)計(jì)要求焊接輪帶擋塊和壓板。

2.9 齒圈的吊裝

將兩個(gè)半齒圈接合面清洗干凈，將筒體上安裝齒圈位置的焊縫用砂輪磨平，磨平長(zhǎng)度稍寬于齒圈寬度。齒圈彈簧板應(yīng)在地面組裝，組裝時(shí)注意齒圈接合面的編號(hào)要對(duì)應(yīng)，彈簧板的方向要一致。用低碳鋼絲把彈簧板牢固的固定在齒圈上，以防吊裝時(shí)彈簧板擺動(dòng)影響安裝。

在筒體上齒圈安裝中心線的半圓周上安裝三個(gè)調(diào)整工裝，來(lái)調(diào)整齒圈的徑向和軸向誤差。

兩個(gè)半圓齒圈連接合格后即可進(jìn)行調(diào)整。首先調(diào)整大齒圈與1#輪帶的橫向中心線的距離，其偏差不大于3 mm。齒圈的徑向和軸向誤差通過(guò)工裝上的調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)節(jié)，徑向誤差不大于1.5 mm，端面誤差不大于1 mm。合格后將彈簧板與筒體接觸部分全部連續(xù)焊接，焊縫高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。至此，回轉(zhuǎn)窯筒體吊裝全部完成。

3 回轉(zhuǎn)窯筒體吊裝技術(shù)的對(duì)比

3.1 傳統(tǒng)的吊裝方法

回轉(zhuǎn)窯筒體傳統(tǒng)的吊裝順序是：窯頭段筒體→1#輪帶→第二段筒體→第三段筒體→窯尾段筒體→2#輪帶→大齒圈。

3.2 傳統(tǒng)吊裝方法與本吊裝方法的對(duì)比

本吊裝方法把第三段筒體的吊裝調(diào)在窯尾段筒體和2#輪帶吊裝之后。

采用傳統(tǒng)方法按順序吊裝時(shí)，由于第二、三段筒體無(wú)支承全部懸空，需要在1#、2#支承裝置之間做鋼桁架，以承載第二、三段筒體的重量。采取這樣的吊裝順序在吊裝2#輪帶非常復(fù)雜。以φ5 m×33 m回轉(zhuǎn)窯吊裝為例，若制作桁架，制作安裝、拆除費(fèi)用以及機(jī)械、材料費(fèi)用需要5×104元左右；若不制作桁架，把第三段筒體和窯頭段筒體在地面組裝成整體一次性吊裝，重量則達(dá)到94 t，在一般施工現(xiàn)場(chǎng)基本沒(méi)有這樣大起重能力的起重設(shè)備。

采用本吊裝方法，僅需在窯頭、窯尾設(shè)一臨時(shí)支撐，在第二段筒體下方設(shè)一活動(dòng)鋼支架，就能完成整個(gè)吊裝與調(diào)校過(guò)程。投入很少的技術(shù)措施，既保證了施工的安全性，又保證了筒體組裝的精度，還大大縮短了工期。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都很顯著。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整回轉(zhuǎn)窯筒體吊裝的先后順序，利用專用的組對(duì)工裝，以回轉(zhuǎn)窯的支承裝置作為窯體吊裝的主要支撐點(diǎn)，這一吊裝方法既保證了吊裝的安全性、筒體組裝的精度，又取消了原來(lái)制作鋼桁架的大量人力、材料和機(jī)械的投入，縮短了整個(gè)回轉(zhuǎn)窯安裝的工期，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1] 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司.φ5 m×33 m 回轉(zhuǎn)窯安裝圖紙和說(shuō)明書(shū)[Z].

[2] GB 50551-2010 球團(tuán)機(jī)械設(shè)備安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].