浅谈龙门架吊装氧气底吹熔炼炉工艺

谢秋香

五矿二十三冶建设集团有限公司湖南长沙

摘要：介绍了利用龙门架吊装氧气底吹熔炼炉的施工工艺，分析探讨了在施工过程中遇到的问题、解决方案以及取得的实际效果。

关键词：底吹炉；炉壳吊装；

0前言

目前我国大部分铅冶炼均采用国内最先进的氧气底吹熔炼炉炼铅，部分铜冶炼也采用此种氧气底吹熔炼卧式炉炼铜，在铜冶炼行业是世界较先进水平的技术。通常氧气底吹熔炼厂房因工艺要求，设计普遍为厂房空间狭小、设备安装高度大、设备单体重量大的情况。且由于炉体吊装前通常厂房的立柱已经竖好，房顶和三面墙壁已经施工完成，给吊装作业带来了极大的操作难度，常规大型移动吊车难以进行现场该项吊装作业。

在这种情况下，就需要一种既能利用狭小施工空间，又能实现大吨位吊装物件的施工方法。我司通过多个氧气底吹熔炼车间安装工程项目的探索与研究，解决了在施工过程中车间厂房内因受现场高度、空间或起吊负荷限制，而无法采用行车或大型移动起重机吊装的难题，并逐步形成本工艺。

1工艺特点

1.1本工艺的显著特点是：在氧气底吹熔炼车间内自有桥式起重机难以满足起吊负荷，且大型起重机又受现场场地、高度或空间限制无法使用时，利用龙门架吊装单重较大的卧式氧气底吹熔炼炉及其部件。

1.2本工艺所用龙门架具有安全、可靠、经济、高效的特点，其受力合理、操作灵活、作业面广、吊装量大，不受场地和起吊重量的限制，能有效解决常规机械吊装无法解决的难题。

1.3龙门架可反复使用，拆卸、组装简单，便于运输。与常规吊装技术相比，机械费用更低，尤其在起重资源匮乏的偏远地区进行单个或少量大型设备吊装时更具有优越性。

2适用范围

本工艺适用于在车间厂房内因受现场高度、空间或起吊负荷限制，无法采用行车或大型起重机吊装氧气底吹熔炼卧式转炉的吊装工程。在起重机幅度难以覆盖的较高基础平台上吊装、组装大型设备时也可采用本技术。

该工艺也可应用在与氧气底吹熔炼炉具有类似结构,即冶炼行业类似大型卧式转炉的安装施工中，以及多台高基础卧式安装的大型可转动设备吊装工作中。

3工艺原理

采用本工艺吊装底吹熔炼炉，应先在底吹熔炼车间内立好龙门架，使其纵向中心线与底吹熔炼炉安装位置纵向中心线重合。在龙门架前后横梁上各栓挂两套起升用手拉葫芦组件，将葫芦与缠绕在底吹熔炼炉筒体上的吊索联接，两缠绕点分别设在炉体滚圈内侧加强处，吊点位置应同时考虑两组葫芦的受力基本相同。

吊装时，收缩起升葫芦组，炉体达到指定高度后（超过安装高度300mm左右），停止起升，此时各索具受力最大。检查各主要索具受力情况，一切正常后，由两台10吨卷扬机牵引龙门架至底吹熔炼炉安装位置，借助托架对底吹熔炼炉的安装位置进行精调，合乎要求后将炉体缓慢下落就位。

4施工工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程

设备基础验收→底吹炉托轮安装并精调→滑动端托轮临时支架安装→龙门架基础施工→在设备基础就位处两侧铺设轨道→龙门架安装及验收→驱动端齿圈吊装就位→底吹熔炼炉本体转运至龙门架轨道内的延伸处→吊起底吹炉水平行走至安装位置（驱动端穿入齿圈内）→落下底吹熔炼炉至临时支架上→吊装滑动端轮带→起升底吹熔炼炉，精调其纵向安装位置尺寸→拆除临时支架→底吹熔炼炉就位

4.2操作要点

4.2.1大型龙门架匹配设计

以河南金利三期氧气底吹熔炼炉为例，其炉体尺寸为Φ4.4m×16.5m，设备本体吊装净重为121吨，底端安装标高为▽6.7m，高端安装标高为▽11.1m，炉体基础宽度为9m。

在吊装前邀请具有专业资质的设计单位对龙门架进行专业设计和受力验算，以确保炉体吊装工作安全、顺利的进行。根据现场施工条件，设计确定预制场组合龙门架高度为13m，长为11.5m，宽度为8m。

龙门架立柱采用4柱相连框架结构，以减轻自身重量。立柱与大梁通过10.9级高强度螺栓联结，保证了适当的应力适应性。立柱与行走大车轮也采用10.9级高强螺栓联结。前后立柱之间采用焊接结构。

柱顶横梁采用双主梁，为H型钢结构，规格型号为：H600×200×12×20长度为12m，共2组，长度为11.5m，每880mm间距加筋板，筋板为δ12钢板。

本工艺龙门架的行走方式为轮式，牵引系统采用卷扬机拖拉的方式。

龙门架结构图如图4.2.1所示：

图4.2.1龙门吊结构平面示意图

4.2.2大型龙门架现场安装

按设计选型、定位及组合安装，在车间内氧气底吹熔炼炉安装位置，选择合理部位铺设轨道，制定龙门吊行走方向，然后开始安装龙门架。

龙门架部件安装顺序：立柱→横梁→纵梁→葫芦及其配件安装。吊装采用人工配合一台25T吊车进行，随着吊装的进行将龙门架结构各部件连接好。

龙门架吊装技术要求：

1）轨道强度已经达到要求。

2）吊装过程中有测量人员现场检查安装尺寸及垂直度。

3）吊装过程中有专业质检员检查安装质量。

4）架体安装的垂直偏差，最大不应超过架体高度的1.5‰。

5）龙门架截面内两对角线长度公差不得超过最大边长的3‰。

6）葫芦应有产品标牌，标明额定起重量，制造单位、产品编号及出厂日期。

4.2.3检验验收

龙门架安装完成后使用之前应进行检验：金属结构有无开焊和明显变形；架体各节点处焊接焊缝饱满，无开裂现象；架体的安装精度是否符合要求；安全防护装置是否符合要求；电气设备及操作系统的可靠性；钢丝绳、滑轮组的固接情况。

4.2.4底吹炉附属装置吊装

1滑动端支承装置和固定端支承装置安装

1）在地基基础上放置垫块和楔形垫块，把底座吊在楔形垫板上，并使底座上所标出的中心标记与地基上的安装中心标记一一对应。

2）将地脚螺栓装置于地基孔内（带上螺帽及垫圈）然后吊装托轮装置；当吊至适当高度时，将地脚螺栓与底座连上，然后再将托轮装置置于基础垫板上。

3）以基础上安装用的中心标记线基准线，利用经纬仪，细钢丝，重垂线、直尺、内径千分尺等工具按图4.2.4-1要求对支承装置中托轮安装位置的精度进行检测，当检测结果符合表中要求后再进行下道工序。

图4.2.4-1氧气底吹熔炼炉底座托轮位置检测图

4）调整斜垫板，用专用测标高工具和水准仪测量托轮转动摆轴的标高及用水平仪校正托轮水平度。用20m钢圈尺校正前后托轮中心距。

5）对支承装置中小齿轮轴及轴承座的安装精度进行检测，其方法同上。

6）对支承装置中托轮的安装高度进行检测，其标高差不得大于0.25mm。

7）托轮安装位置的调试：当托轮的安装精度超出有关安装精度要求后，可以利用底座上的调整螺栓和底座下的调整楔块对托轮的安装位置进行调整，每调整一次，必须对它的安装精度重新进行检测，直到完全符合要求为止。

2滑动端滚圈和固定端滚圈安装

1）滑动端滚圈和固定端滚圈安装见图4.2.4-2

1-滑动端滚圈2-固定端滚圈3-安装托架

4-垫块5-安装基准块

图4.2.4-2滑动端滚圈和固定端滚圈安装示意图

2）在固定滚圈位置前，应先仔细找正，其端面轴向摆动偏差不得超过2mm。

3）在核对滚圈的中心距及其与托轮相互的位置关系时，应符合图纸要求，再焊上滚圈两侧的方钢挡环。挡环焊接前必须保证其端面平直而没有翘曲，并与筒体垫板表面紧密贴实方可焊接。

4）滚圈调整合格后，在每个滚圈的端盖侧焊接36块挡块，在每个滚圈的内侧焊接16块挡块。

4.2.5炉体试吊

起吊氧气底吹炉炉体时,必须先试吊,试吊时离地不高于0.5米,经检查确认稳妥,并用围绳牵住吊物保持平稳,方可指挥起吊运行。要求试吊1次,方可正常吊运。

炉体及分段翻身吊运前,应划出警戒区,检查各点受力情况及吊耳的焊接质量,并经试吊,确认安全可靠,方可指挥起吊翻身。试吊时运物上的零星物件必须清除,防止吊运中坠落伤人。

4.2.6氧气底吹炉吊装就位

1.底吹炉筒体安装

炉壳吊装前，应先核对筒体垫板外径和与之相配合的滚圈内径，在其相互间隙符合图纸要求后，再进行滚圈的套装。

2.吊装用具、索具的安装配置

1）平整吊装施工现场，夯实拖排行走路线的地面。

2）组对安装龙门架。

3）悬挂提升索具，安装固定卷扬机。

4）检查龙门架组装，机索具设置是否符合方案要求。

5）铺设走道并设置牵引索具。

3.卸车

1）底吹炉筒体到货后，直接开至氧气底吹炉车间内，采用龙门吊卸车。龙门吊上采用8台30吨手拉葫芦做起升装置，用手拉葫芦将筒体吊起至需要高度后，采用固定装置固定。设备由托运到组装好的龙门架内，联接提升索具，吊起设备，离拖板车板面200mm。

2）组织安全联合大检查，填报吊装命令并批准。

3）继续起升设备离开拖车板面至安装标高，拖板车开出车间。

4.水平运输

1）先检查走道铺设，牵引索具的设置是否符合方案要求。

2）平稳牵引设备缓慢前移，随时观察龙门架的底排是否有偏斜，知道安装位置。

5.吊装就位

1）利用现场制作的龙门吊，对炉体进行吊装及就位，见图4.2.6。

图4.2.6炉体吊装方向示意图

2）将筒体插入固定端齿圈中。

3）待达到位置后，将葫芦松掉，使炉体一头落于固定端齿圈内，一头落于滑动端固定支架上。

4）滚圈与炉体安装后，将其整体吊装就位在支承装置的托轮上，并使小齿轮与大齿轮啮合，安装位置正确。要采取一定措施防止炉体在托轮上转动。

5）吊装设备全部就位后拆除炉体内的支撑，炉体安装按设计要求静态调试，符合精度要求后，将炉体整体吊装就位在支承装置上。

5结语

具有自主知识产权的氧气底吹炉熔炼系统，改写了中国炼铅工艺的历史。但由于现场条件制约，炉壳的吊装及安装一直是一项难度较大的工序。本工艺可实现超重物体在特定空间的整体吊装；克服了移动式汽车吊、履带吊等常规机械无法完成的氧气底吹炉体吊装作业；解决了施工安装技术领域的超大、超重物件吊装的难题。本工艺操作方法简便、安全可行，可实现标准化吊装作业工艺，具有较强代表性和实用性。

参考文献

[1]樊兆馥.重型设备吊装手册.冶金工业出版社.2006

[2]杨文渊.起重吊装常用数据手册.人民交通出版社.2004

[3]王宝清.浅析大型设备吊装施工项目管理.化学工程与装备.2008

[4]《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-2010；

[5]《通用门式起重机》GB/T14406-2011