CN110760634A - 一种高炉炉壳安装方法 - Google Patents

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徐平
李少祥
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Abstract

本发明涉及一种高炉炉壳安装方法,所述炉壳包括在竖直方向上依次层叠设置的多个子炉壳,该安装方法包括:步骤一、将预设高度以下的多个子炉壳采用正装的方式依次进行组装,形成下层炉壳模块;步骤二、将预设高度以上的多个子炉壳采用反装的方式依次进行组装,形成上层炉壳模块;步骤三、将所述上层炉壳模块连接于所述下层炉壳模块上,形成所述高炉炉壳。本发明提供的高炉炉壳安装方法,采用正装与反装相结合的安装方式,无需拆除炉架,炉壳安装操作简便、容易定位,能够提高高炉炉壳安装的工作效率,降低施工成本。

Description

一种高炉炉壳安装方法
技术领域
本发明涉及冶金设备安装工程技术领域,更具体地,涉及一种高炉炉壳安装方法。
背景技术
随着国内90年代建设的高炉炉龄逐步到期,炉膛及附属管道需升级改造的项目越来越多;一般均是要求高炉主体框架结构保留,对其中炉壳、冷却壁、热风围管及附属管道进行更换。其中高炉炉壳的安装环节因炉壳重量大(单层炉壳达到40余t)、体积大(最大直径达13-14米)是高炉大修改造的难点。
一般在常规高炉炉壳检修改造过程中单独利用卷扬机或液压提升机吊装,吊装完下部多层炉壳后,需要进行卷扬或液压提升机的重新拆除、布设,再进行上部炉壳吊装,费时费工;或利用大型起重机直接吊装,需拆除炉体炉架平台,并且长时间使用大型起重机械配合,造成大量机械台班浪费,炉体炉架平台后期恢复钢结构所需时间长,人工、材料费用高;通过原设计吊具,对施工人员技能水平和卷扬性能考验极大,容易造成炉壳安装过程中倾斜、侧翻,造成安全事故。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高炉炉壳安装方法,其尤其适于周围有炉架的高炉的改造,能够提高工作效率、降低施工成本、减少作业风险。
根据本发明,提供一种高炉炉壳安装方法,所述炉壳包括在竖直方向上依次层叠设置的多个子炉壳,该安装方法包括:
步骤一、将预设高度以下的多个子炉壳采用正装的方式依次进行组装,形成下层炉壳模块;
步骤二、将预设高度以上的多个子炉壳采用反装的方式依次进行组装,形成上层炉壳模块;
步骤三、将所述上层炉壳模块连接于所述下层炉壳模块上,形成所述高炉炉壳。
优选地,所述步骤一包括:
在预设高度处将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至炉架内;
将平移输送至所述炉架内的子炉壳挂装到第一吊装工具上;
通过第一吊装工具完成所述子炉壳的安装定位。
优选地,通过在预设高度处设置滑移小车,通过滑移小车将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至所述炉架内。
优选地,所述步骤一还包括:
完成所述子炉壳的安装定位后,将该子炉壳与相邻的子炉壳进行焊接连接。
优选地,所述第一吊装工具设于所述炉架的炉顶平台的下部,所述第一吊装工具包括三组卷扬吊装设备,所述卷扬吊装设备包括固定安装在所述炉顶平台下方的卷扬机,以及连接在所述炉顶平台的主梁下方的滑轮组,所述卷扬机的钢丝绳绕设于所述滑轮组上。
优选地,所述滑轮组为三倍率滑轮组,所述卷扬机为10T电动卷扬机。
优选地,所述步骤二包括:
在预设高度处将所述上层炉壳模块的待安装的子炉壳平移输送至炉架内;
将所述待安装的子炉壳吊起;
在预设高度处将与所述待安装的子炉壳相邻的下层子炉壳平移输送至所述炉架内;
将所述待安装的子炉壳下落至与其相邻的所述下层子炉壳上,并实现两者的焊接连接。
优选地,将所述待安装的子炉壳吊起包括:
若所述待安装的子炉壳为最上层子炉壳,则通过第二吊装工具将所述待安装的子炉壳吊起;
若所述待安装的子炉壳为最上层自炉壳以下的子炉壳,则首先将所述待安装的子炉壳焊接到与其相邻的上层子炉壳上,从而与该待安装的子炉壳以上的各层子炉壳形成整体结构,然后再将所述整体结构吊起。
优选地,所述第二吊装工具设于炉顶平台的上部,所述第二吊装工具包括对称设置的两组液压提升装置,所述液压提升装置包括液压提升机,所述炉架上设有提升大梁,所述液压提升机固定连接在所述提升大梁上。
优选地,所述步骤三包括:
将所述上层炉壳模块下落至所述下层炉壳模块上;
将所述上层炉壳模块与所述下层炉壳模块上焊接连接。
优选地,所述下层炉壳模块正装时,自下而上依次完成所述下层炉壳模块的各层子模块的组装;
所述上层炉壳模块反装时,自上而下依次完成所述上层炉壳模块的各层子模块的组装。
本发明提供的高炉炉壳安装方法,采用正装与反装相结合的安装方式,无需拆除炉架,炉壳安装操作简便、容易定位,能够提高高炉炉壳安装的工作效率,降低施工成本。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了高炉炉壳安装后的示意图。
图2示出了根据本发明实施例的高炉炉壳安装方法中正装炉壳时的示意图。
图3示出了根据本发明实施例的高炉炉壳安装方法中反装炉壳时的示意图。
图4示出了根据本发明实施例的高炉炉壳安装方法中的滑移平台的俯视图。
图5示出了本发明实施例的高炉炉壳安装方法中的箱型梁的横截面剖视图。
图中:第1层子炉壳101、第2层子炉壳102、第8层子炉壳108、第13层子炉壳113、第14层子炉壳114、炉架2、风口屋面平台21、炉顶平台22、滑移梁31、滑移小车32、钢管柱33、滑轮组41、卷扬机42、提升大梁51、液压提升机52、悬挂大梁53、钢索54、翼板61、腹板62。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中,相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明提供一种高炉炉壳安装方法,参照图1,所述炉壳包括在竖直方向上依次层叠设置的多个子炉壳,该高炉炉壳安装方法包括:
步骤一、将预设高度以下的多个子炉壳采用正装的方式依次进行组装,形成下层炉壳模块。
步骤二、将预设高度以上的多个子炉壳采用反装的方式依次进行组装,形成上层炉壳模块。
步骤三、将所述上层炉壳模块连接于所述下层炉壳模块上,形成所述高炉炉壳。
所述步骤一包括:在预设高度处将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至炉架内;将平移输送至所述炉架内的子炉壳挂装到第一吊装工具上;通过第一吊装工具完成所述子炉壳的安装定位。其中,在预设高度处设置滑移小车,通过滑移小车将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至所述炉架内。在完成所述子炉壳的安装定位后,将该子炉壳与相邻的子炉壳进行焊接连接。
具体地,在本实施例中,所述炉壳包括在竖直方向上依次层叠设置的14个子炉壳,从下向上依次为第1层子炉壳101、第2层子炉壳102,……,第14层子炉壳114。炉壳的外部设有炉架2,炉架2在不同的高度设有多个平台,参考图2,炉架+25.00m高度的平台为风口屋面平台21,炉架+41.85m高度的平台为炉顶平台22。
如图2所示,所述第一吊装工具设于炉顶平台22的下部,所述第一吊装工具包括三组卷扬吊装设备,所述卷扬吊装设备包括固定安装在所述炉顶平台22下方的卷扬机42,以及连接在所述炉顶平台22的主梁下方的滑轮组41,所述卷扬机42的钢丝绳绕设于所述滑轮组41上。本实施例中,滑轮组41包括一个定滑轮和一个动滑轮,定滑轮通话滑轮架连接在炉顶平台22的主梁下方,动滑轮的滑轮架上设有用于吊装炉壳的吊索,炉顶平台22的主梁下方还连接有一个改向定滑轮,绕设在滑轮组41上的钢丝绳经该改向定滑轮后缠绕在卷扬机42的卷筒上。卷扬机42安装固定在炉顶平台22下方的炉架+38.5m高度的平台上。在本实施例中,所述滑轮组41为三倍率滑轮组41,所述卷扬机42为10T电动卷扬机42。因此,每组卷扬吊装设备最大提升重量约30T,第一吊装工具的三组卷扬吊装设备同时提升炉壳,完全能够提升起重量40余吨的单层子炉壳。三组卷扬吊装设备呈三角形布置在炉顶平台22的下部。第一吊装工具吊装子炉壳时,三组卷扬吊装设备上的吊索连接在子炉壳上,吊点呈三角形分布,三组卷扬吊装设备同时提升或下降,提高了子炉壳在提升或下降过程中的稳定性。
本实施例中,在风口屋面平台21上设置滑移平台,滑移平台包括两根平行设置的滑移梁31,两根滑移梁31之间的距离大于各个子炉壳的直径,滑移梁31的一端水平延伸至炉架2内,滑移梁31的另一端外伸出风口屋面平台21并通过钢管柱33进行支撑,滑移梁31上设置轨道,轨道上设有滑移小车32,滑移小车32的底部设有滚轮,滑移小车32滚动设置于轨道上。风口屋面平台21上部的炉架2上设有开口,用于滑移小车32运送子炉壳通过,所述开口的尺寸能够使载有子炉壳的滑移小车32整体通过。如图2至图4所示,在风口屋面平台21上设置的两根平行设置的滑移梁31为箱型梁,其横截面结构如图5所示,该实施例中,箱型梁结构的滑移梁31的翼板61的尺寸为400mmx25mm,腹板62尺寸为16mmx650mm,两腹板62之间的距离为300mm;支撑滑移梁31的钢管柱33为外径1020mm,壁厚12mm的圆形钢管,钢管柱33底端焊接底座通过地脚螺栓连接在地面上,钢管柱33的顶端与滑移梁31焊接在一起,起到支撑滑移梁31的作用。滑移小车32与滑移梁31之间设有用于带动滑移小车32沿轨道移动的驱动装置。例如驱动装置可以采用齿轮齿条驱动结构,齿轮通过设置在滑移小车32上的驱动电机进行驱动,齿条固定在滑移梁31上,齿轮与齿条啮合传动,通过改变驱动电机的转动方向,实现滑移小车32沿轨道进出炉架2。驱动装置也可以采用现有技术中的其他驱动结构,只要能够实现滑移小车32沿轨道双向移动即可。
所述下层炉壳模块正装时,自下而上依次完成所述下层炉壳模块的各层子模块的组装。在该实施例中,风口屋面平台21以下的第1-8层子炉壳采用正装的方式依次进行组装,形成下层炉壳模块,具体步骤为:利用汽车吊将第1层子炉壳101吊至滑移平台上的滑移小车32上,滑移小车32将第1层子炉壳101运送至炉架2内,使用第一吊装工具将第1层子炉壳101吊起,使第1层子炉壳101高于滑移小车32一定高度,将滑移小车32移至炉架2外部后,第一吊装工具将第1层子炉壳101放置于炉架2内的地基上进行固定。利用汽车吊将第2层子炉壳102吊至滑移平台上的滑移小车32上,滑移小车32将第2层子炉壳102运送至炉架2内,使用第一吊装工具将第2层子炉壳102吊起,使第2层子炉壳102高于滑移小车32一定高度,将滑移小车32移至炉架2外部后,第一吊装工具将第2层子炉壳102吊放至第1层子炉壳101的上部,使第2层子炉壳102的底部与第1层子炉壳101的顶部对齐,保证两层子炉壳同心,然后将第2层子炉壳102与第1层子炉壳101使用焊接设备焊接在一起。按照上述安装方式,将第3-8层子炉壳依次进行连接。第1-8层子炉壳组装连接形成下层炉壳模块。
所述步骤二包括:在预设高度处将所述上层炉壳模块的待安装的子炉壳平移输送至炉架内;将所述待安装的子炉壳吊起;在预设高度处将与所述待安装的子炉壳相邻的下层子炉壳平移输送至所述炉架内;将所述待安装的子炉壳下落至与其相邻的所述下层子炉壳上,并实现两者的焊接连接。
将所述待安装的子炉壳吊起包括:若所述待安装的子炉壳为最上层子炉壳,则通过第二吊装工具将所述待安装的子炉壳吊起;若所述待安装的子炉壳为最上层自炉壳以下的子炉壳,则首先将所述待安装的子炉壳焊接到与其相邻的上层子炉壳上,从而与该待安装的子炉壳以上的各层子炉壳形成整体结构,然后再将所述整体结构吊起。
具体地,如图3所示,所述第二吊装工具设于炉顶平台22的上部,所述第二吊装工具包括对称设置的两组液压提升装置,所述液压提升装置包括液压提升机52,所述炉架2上设有提升大梁51,所述液压提升机52固定连接在所述提升大梁51上。液压提升装置还包括悬挂大梁53,液压提升机52的钢索54末端连接在悬挂大梁53的中心,悬挂大梁53的两端连接有两根吊装钢缆,两根吊装钢缆用于吊装炉壳时连接炉壳上的吊挂点。本实施例中,液压提升机52采用320T的液压提升机52,提升大梁51和悬挂大梁53均采用箱式梁,箱式梁的横截面结构如图5所示,箱式梁包括上下平行设置的两个翼板61以及左右平行设置的两个腹板62。在该实施例中,提升大梁51的翼板61的横截面尺寸为600mmx40mm,腹板62的横截面尺寸为20mmx920mm,两腹板62之间的距离为460mm;悬挂大梁53的翼板61的横截面尺寸为600mmx25mm,腹板62的横截面尺寸为20mmx650mm,两腹板62之间的距离为460mm。提升大梁51的中部以及悬挂大梁53的中部均开设有用于液压提升机52的钢索54穿过的贯通孔,贯通孔直径为200mm,贯通上下两个翼板61,贯通孔的周边设置立筋进行加强,贯通孔用于穿设液压提升机52的钢索54。通过加设悬挂大梁53,悬挂大梁53的两端设置吊装钢缆,从而使对称设置的两组液压提升装置有4个吊挂点,吊装子炉壳时4点受力,减少了手拉葫芦的配合,更加加强了子炉壳在提升或下降过程中的稳定性。
所述上层炉壳模块反装时,自上而下依次完成所述上层炉壳模块的各层子模块的组装。在该实施例中,风口屋面平台21以上的第9-14层子炉壳采用反装的方式依次进行组装,形成上层炉壳模块,具体步骤为:利用汽车吊将第14层子炉壳114吊至滑移平台上的滑移小车32上,滑移小车32将第14层子炉壳114运送至炉架2内,使用第二吊装工具将第14层子炉壳114吊起,使第14层子炉壳114底部高于滑移小车32一定距离,该距离大于第13层子炉壳113的高度,然后将滑移小车32移至炉架2外部。利用汽车吊将第13层子炉壳113吊至滑移平台上的滑移小车32上,滑移小车32将第13层子炉壳113运送至炉架2内,调整滑移小车32位置,使第13层子炉壳113位于第14层子炉壳114的正下方,第二吊装工具将第14层子炉壳114下降至其底部接触到第13层子炉壳113的顶部,使第14层子炉壳114的底部与第13层子炉壳113的顶部对齐,保证两层子炉壳同心,然后将两层子炉壳使用焊接设备焊接在一起。焊接完成后,第二吊装工具将焊接在一起的第14层子炉壳114和第13层子炉壳113整体吊起,使第13层子炉壳113的底部高于滑移小车32一定距离,该距离大于第12层子炉壳的高度,然后将滑移小车32移至炉架2外部。按照上述安装方式,依次将第12层子炉壳,第11层子炉壳,第10层子炉壳,第9层子炉壳进行连接。第9-14层子炉壳组装连接形成上层炉壳模块。
所述步骤三包括:将所述上层炉壳模块下落至所述下层炉壳模块上;将所述上层炉壳模块与所述下层炉壳模块上焊接连接。具体地,在上层炉壳模块组装完成后,第二吊装工具吊装上层炉壳模块下落至下层炉壳模块的正上方,使上层炉壳模块的的第9层子炉壳的底部与下层炉壳模块的第8层子炉壳108的顶部对接在一起,完成找正、焊接,高炉炉壳安装完成。
本发明提供的高炉炉壳安装方法,采用正装与反装相结合的安装方式,各个子炉壳从炉架中部设置的滑移平台运送至炉架内,下部的子炉壳安装采用正装方式,上部的子炉壳安装采用反装安装方式,无需拆除炉架,炉壳安装操作简便、容易定位,能够提高高炉炉壳安装的工作效率,降低施工成本。相较于传统的采用正装炉壳的安装方式,无需进行卷扬或液压提升机的重新挂设。正装和反装分别采用第一吊装工具和第二吊装工具进行吊装,吊装时采用多点吊装,减少了手拉葫芦的配合,提高了炉壳在提升或下降过程中的稳定性。
应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种高炉炉壳安装方法,所述炉壳包括在竖直方向上依次层叠设置的多个子炉壳,其特征在于,包括:
步骤一、将预设高度以下的多个子炉壳采用正装的方式依次进行组装,形成下层炉壳模块;
步骤二、将预设高度以上的多个子炉壳采用反装的方式依次进行组装,形成上层炉壳模块;
步骤三、将所述上层炉壳模块连接于所述下层炉壳模块上,形成所述高炉炉壳。
2.根据权利要求1所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述步骤一包括:
在预设高度处将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至炉架内;
将平移输送至所述炉架内的子炉壳挂装到第一吊装工具上;
通过第一吊装工具完成所述子炉壳的安装定位。
3.根据权利要求2所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,通过在预设高度处设置滑移小车,通过滑移小车将所述下层炉壳模块的子炉壳平移输送至所述炉架内。
4.根据权利要求3所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述步骤一还包括:
完成所述子炉壳的安装定位后,将该子炉壳与相邻的子炉壳进行焊接连接。
5.根据权利要求2所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述第一吊装工具设于所述炉架的炉顶平台的下部,所述第一吊装工具包括三组卷扬吊装设备,所述卷扬吊装设备包括固定安装在所述炉顶平台下方的卷扬机,以及连接在所述炉顶平台的主梁下方的滑轮组,所述卷扬机的钢丝绳绕设于所述滑轮组上。
6.根据权利要求5所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述滑轮组为三倍率滑轮组,所述卷扬机为10T电动卷扬机。
7.根据权利要求1所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述步骤二包括:
在预设高度处将所述上层炉壳模块的待安装的子炉壳平移输送至炉架内;
将所述待安装的子炉壳吊起;
在预设高度处将与所述待安装的子炉壳相邻的下层子炉壳平移输送至所述炉架内;
将所述待安装的子炉壳下落至与其相邻的所述下层子炉壳上,并实现两者的焊接连接。
8.根据权利要求7所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,将所述待安装的子炉壳吊起包括:
若所述待安装的子炉壳为最上层子炉壳,则通过第二吊装工具将所述待安装的子炉壳吊起;
若所述待安装的子炉壳为最上层自炉壳以下的子炉壳,则首先将所述待安装的子炉壳焊接到与其相邻的上层子炉壳上,从而与该待安装的子炉壳以上的各层子炉壳形成整体结构,然后再将所述整体结构吊起。
9.根据权利要求7所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述第二吊装工具设于炉顶平台的上部,所述第二吊装工具包括对称设置的两组液压提升装置,所述液压提升装置包括液压提升机,所述炉架上设有提升大梁,所述液压提升机固定连接在所述提升大梁上。
10.根据权利要求7所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述步骤三包括:
将所述上层炉壳模块下落至所述下层炉壳模块上;
将所述上层炉壳模块与所述下层炉壳模块上焊接连接。
11.根据权利要求1所述的高炉炉壳安装方法,其特征在于,所述下层炉壳模块正装时,自下而上依次完成所述下层炉壳模块的各层子模块的组装;
所述上层炉壳模块反装时,自上而下依次完成所述上层炉壳模块的各层子模块的组装。
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