CN113895888A - 高炉整体水平推移结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉整体水平推移结构及方法，涉及冶金工程施工技术领域，解决高炉整体水平推移时，轨道不能在各个位置为液压装置提供安全稳定的反作用力的问题。本发明采用的技术方案是：高炉整体水平推移结构，包括基础、设置于基础上表面的至少两组推移通道、安装于推移通道上的液压装置和高炉结构，高炉结构包括滑移托盘、高炉基础和高炉炉体，基础的顶部设置凹槽，凹槽的两侧设置两条轨道，凹槽的底部间隔布置止推槽，液压装置包括反推杆、反推座和液压缸，反推杆的一端位于止推槽内并为液压装置的顶推提供反作用力，反推杆可落入不同位置的止推槽，为水平顶推高炉结构提供稳定且安全的顶推反作用力，本发明适用于高炉的整体水平推移。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工程施工技术领域，具体涉及一种对带基础的高炉通过液压装置，沿既定的推移通道进行整体顶推滑移的结构及方法。
背景技术
高炉设备的大修扩容包括将旧高炉拆除，以及进行新高炉炉壳安装。采用高炉炉壳整体推移的方法能极大地缩短工期，但是高炉的自重为数千万吨，整体推移的距离往往是数十米，高炉整体推移的施工难度很大。
高炉整体推移使用液压装置进行顶推，液压装置需要支撑座提供反作用力。按照常规的方式，支撑座固定安装于某处并对液压装置提供反作用力，存在顶推行程有限的问题。例如，授权公告号为CN 209555272 U的发明专利公开了一种高炉离线同步推移用活动式推进装置，包括平衡底座、推进梁、液压缸及反力支撑梁单元，平衡底座上固装有导轨，导轨上滑动安装有高炉以及为高炉提供水平滑行动力的推进梁；反力支撑单元包括支撑梁及反力支撑座，支撑梁滑动安装在导轨上，支撑梁的延伸方向与导轨垂直，支撑梁的一侧固装液压缸，另一侧固装反力支撑座，反力支撑座与导轨通过固定销连接。液压缸顶推产生的反作用力的传递路径为：支撑梁→反力支撑座→固定销→导轨→平衡底座，由于反力支撑座与导轨通过固定销连接，顶推产生的反作用力过大时，固定销容易损坏，导致顶推失效。
发明内容
本发明首先提供一种高炉整体水平推移结构，解决高炉整体水平推移时，轨道不能在各个位置为液压装置提供安全稳定的反作用力的问题。
本发明采用的技术方案是：高炉整体水平推移结构，包括基础、设置于基础上表面的至少两组推移通道、安装于推移通道上的液压装置和高炉结构，基础为钢筋混凝土结构，各组推移通道相互平行；推移通道的结构为：基础的顶部设置凹槽，凹槽的两侧分别固定设置两条轨道，两条轨道的安装面水平，两条轨道相互平行且关于凹槽的中心线轴对称，凹槽的底部间隔布置在竖向截面呈棘齿状的止推槽；
液压装置包括反推杆、反推座和液压缸，反推杆的一端落入止推槽、另一端与反推座的一侧可转动连接，反推座的底部为滑动板，滑动板的底面设置与同组推移通道的两条轨道相适配的滑槽，滑槽卡于两条轨道的上部，反推座的另一侧与液压缸的一端连接，液压缸的另一端为顶升杆，顶升杆的伸缩方向为水平方向；
高炉结构包括滑移托盘、高炉基础和高炉炉体，滑移托盘的底部固定设置多个滑靴，各个滑靴与同组的两条轨道适配并卡于两条轨道的上部，滑移托盘的一侧为平直边并与各个液压装置的顶升杆相连，滑移托盘的上部为高炉基础和高炉炉体。
进一步的是：凹槽的一端为顶推起始端，基础在凹槽的顶推起始端处还固定设置固定座。
进一步的是：凹槽的底部等间距预埋反推板和倾斜板，反推板和倾斜板的倾斜方向相反，反推板与水平面的形成的锐角大于倾斜板与水平面形成的锐角，反推板和倾斜板形成止推槽。
更进一步的是：反推板和倾斜板均为钢板，反推板背对倾斜板的一侧还设置辅助支撑钢板，辅助支撑钢板水平布置、与反推板垂直，或介于与反推板垂直至水平之间。
进一步的是：凹槽两侧的基础内分别预埋角钢，凹槽两侧的角钢按“┐┌”型布置，角钢的竖直面形成凹槽的侧壁，轨道的直接固定于角钢的水平面或者角钢的水平面设置找平层，轨道放置于找平层并与固定于基础。
进一步的是：凹槽两侧的基础内间隔预埋连接件，轨道通过间隔设置的压板固定于基础，压板通过螺栓与连接件相连。
进一步的是：推移通道至少三组，任意相邻两组推移通道之间的间距相等；止推槽在凹槽底部等间距布置，相邻两个止推槽的间距与液压装置的最大顶升行程一致。
具体的：滑靴包括承力滑靴和导向滑靴；轨道为钢轨；液压缸与反推座之间球型铰链连接，顶升杆的外露端设置连接盘，顶升杆与连接盘之间球型铰链连接。
本发明高炉整体水平推移结构的有益效果是：轨道直接承受高炉结构的竖向荷载，同时提供沿滑移方向的通道，同组推移通道的两条轨道之间设置凹槽，凹槽的底部间隔布置止推槽，液压装置的反推杆位于止推槽，为液压装置的顶推提供反作用力。在顶推平移过程中，反推杆可落入不同位置的止推槽，在推移通道不同位置均能为液压装置提供顶推的反作用力，在不延长液压装置的顶升行程的前提下，可实现高炉结构的长距离顶推，确保了高炉结构顶推的稳定性和安全性。
凹槽的底部等间距预埋反推板和倾斜板，液压装置顶推的反作用力直接作用于反推板，利于应力分散，避免止推槽受力过大而损坏。基础在顶推起始端设置固定座，可为液压装置的初始顶推提供反作用力。凹槽两侧的基础内分别预埋角钢，利于提高凹槽的强度。
本发明还提供一种高炉整体水平推移方法，解决高炉在沿轨道进行水平推移过程中，轨道不能在不同位置为液压装置提供稳定的反作用力的问题，采用的技术方案是：高炉整体水平推移方法，高炉安装位置的一侧设置上述高炉整体水平推移结构，并且轨道延伸至高炉安装位置，高炉结构在高炉安装位置之外完成组装施工后，各个液压装置以顶推起始端的止推槽或固定座为支撑，同步对高炉结构进行顶推，液压装置顶推至极限位置后，液压装置回缩并使反推杆滑至临近的止推槽内并再次同步顶推，如此往复循环直至将高炉结构顶推至平移高炉安装位置。
进一步的是：高炉结构顶推至高炉安装位置后，在高炉安装位置浇筑混凝土恢复地面，浇筑至高炉基础所处的高度。
本发明高炉随动反推方法的有益效果是：高炉推移速度快，推移过程安全平稳，推移使用的设备简单、操作方便，能显著提高施工效率，节省施工费用。高炉结构顶推至高炉安装位置后，直接浇筑混凝土恢复地面，整个滑移托盘以及更低位置的结构一并浇入混凝土，使推移通道推移后不用拆除，直接恢复地面即可，有利于保证工期，减少建筑垃圾。
附图说明
图1是本发明高炉整体水平推移结构的示意图。
图2是图1下部的局部放大图。
图3是图2左侧的局部放大图。
图4是图1中的液压装置的结构示意图。
图5是图1中的推移通道与液压装置配合关系示意图。
图6是图5中的推移通道在垂直于轨道的竖向截面的局部示意图。
图7是本发明高炉整体水平推移结构的推移通道的示意图。
图8是图7的侧视示意图。
附图标记：基础1、凹槽11、止推槽12、固定座13、反推板14、倾斜板15、辅助支撑钢板16、角钢17、找平层18、液压装置2、反推杆21、反推座22、滑动板22-1、滑槽22-2、液压缸23、顶升杆23-1、连接盘23-2、轨道3、高炉结构4、滑移托盘41、高炉基础42、高炉炉体43、滑靴44、高炉安装位置5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
高炉整体水平推移结构，用于带基础高炉通过液压装置沿固定设置的推移通道进行水平推移。本实施例中的高炉2500m3，直径14.90m，高度38.88m，水平滑移距离为45m，带基础、耐材、炉体管道、设备等整体推移重约7200吨。
参见图1～3，本发明高炉整体水平推移结构，包括基础1、设置于基础1上表面的至少两组推移通道、安装于推移通道上的液压装置2和高炉结构4。基础1为钢筋混凝土结构，由于是在工厂施工，基础1最好选用桩基，桩基采用钻孔灌注桩。推移通道的组数根据高炉结构4的质量、尺寸、液压装置2的参数等综合确定，高炉结构4为滑移托盘41及其上部的高炉基础42、高炉炉体43等的总称。各组推移通道至少两组且相互平行，以保证推移过程的平衡，例如如图7所示，推移通道为四组。推移通道为三组或者更多组时，相临两组推移通道可以不等间距布置，但是最好等间距布置，各组推移通道相互平行且位于同一水平面。各组推移通道的间距及位置根据高炉结构4的尺寸、初始位置、目标位置确定。各组推移通道的结构相同，实现同步顶推，下面以单组的推移通道进行详细说明。
参见图3和5～8，推移通道的结构为：基础1的顶部设置凹槽11，凹槽11的两侧分别固定设置两条轨道3，两条轨道3位于基础1的顶部，两条轨道3之间的间距最好与凹槽11的宽度一致。两条轨道3的安装面水平，使轨道3的上表面也水平，两条轨道3相互平行且关于凹槽11的中心线轴对称。轨道3用于承受上部荷载，并为高炉结构4的水平推移提供确定的通道。
高炉结构4包括滑移托盘41、高炉基础42和高炉炉体43，滑移托盘41的上部为高炉基础42和高炉炉体43等结构，滑移托盘41为钢结构件，起到运输承载的作用，是高炉线外组装的组装平台，还用于安装液压装置2的的油泵、操作系统等。滑移托盘41的底部固定设置多个滑靴44，各个滑靴44与同组的两条轨道3适配并卡于两条轨道3的上部，滑靴44的底部设置卡槽并卡于两条轨道3的上部。滑靴44按照功能可分为承力滑靴和导向滑靴，滑靴44与轨道3组成摩擦副，例如滑移托盘41的底部设置18套承力滑靴和4套导向滑靴。滑移托盘41的一侧为平直边并与各个液压装置2相连。
轨道3承受的荷载直接传递至基础1顶部的凹槽11处。为了提高凹槽11处钢筋混凝土的结构强度，凹槽11两侧的基础1内分别预埋角钢17，凹槽11两侧的角钢17按“┐┌”型布置，角钢17的竖直面形成凹槽11的侧壁，轨道3的直接固定于角钢17的水平面或者角钢17的水平面设置找平层18，轨道3放置于找平层18并固定于基础1，如图3所示。角钢17内侧设置配筋，并且配筋与基础1的结构钢筋固定连接。角钢17的水平面的宽度应大于轨道3的底宽，例如角钢17的水平面和竖直面的宽度均为200mm、厚度均为20mm。
轨道3最好选用钢轨，例如选用QU120重型钢轨。为了有效控制滑移阻力，钢轨的顶面进行刨削磨平，例如刨削5mm厚并研磨至光洁度不低于3.2；同组推移通道的两条钢轨的上翼缘外侧面最好进行磨平，例如研磨至表面光洁度不低于12.5，以避免导向滑靴的导向面过早被磨损。高炉结构4的滑移托盘41的底面设置导向滑靴，导向滑靴直接放置于轨道3。单根钢轨上表面的水平度小于L/1000，L为单根轨道3的长度。钢轨分段接头处高差允许偏差小于1mm。钢轨顶面的水平度控制在0.10mm/m以内，且全长范围内高差控制在±5mm以内。
轨道3安装前对基础1上表面进行清理、整平、划线，确保基础1与轨道3接触面贴合紧密且水平，局部若存在间隙或不水平，可采用钢板垫实并用灌浆料灌浆。轨道3固定于基础1，以确保轨道3的稳固。例如，轨道3通过间隔设置的多块压板固定于基础1，压板的形状与轨道3的形状适配。具体的，凹槽11两侧的基础1内预埋连接件，压板通过螺栓固定于连接件。为了确保连接件稳固地固定于基础1内，连接件的上部设置钢垫板，轨道3放置于钢垫板，钢垫板顶面以下的空间通过灌浆料灌实，此时钢垫板也具有支撑轨道3的作用。
基础1上表面的凹槽11的底部间隔布置在竖向截面呈棘齿状的止推槽12，止推槽12用于为液压装置2提供顶推的反作用力，因此呈棘齿状。如图1～5所示，液压装置2包括反推杆21、反推座22和液压缸23，反推杆21的一端可转动连接于反推座22的一侧，反推杆21相对反推座22的转动轴水平且与轨道3垂直，反推杆21的另一端落入止推槽12内，止推槽12为反推杆21提供反作用力。例如，反推座22设置两块沿竖向布置的连接板，两块连接板之间放置设置反推杆21，两块连接板与反推杆21之间通过销轴连接。反推座22的底部为滑动板22-1，滑动板22-1的底面设置与同组推移通道的两条轨道3相适配的滑槽22-2，滑槽22-2卡于两条轨道3，使反推座22固定于两条轨道3上但可沿轨道3自由滑动。反推座22的另一侧与液压缸23的一端连接，液压缸23的另一端为顶升杆23-1，顶升杆23-1用于直接顶推高炉结构4，例如顶升杆23-1与滑移托盘41相连并顶推滑移托盘41，顶升杆23-1的伸缩方向为水平方向。
液压缸23与反推座22之间可直接固定连接，例如通过螺栓连接，或者液压缸23与反推座22之间球型铰链连接。顶升杆23-1的外露端可直接顶推滑移托盘41，或者顶升杆23-1的外露端设置连接盘23-2，连接盘23-2设置多个螺栓孔并通过多颗螺栓与滑移托盘41相连。连接盘23-2可分散应力，还可以将连接盘23-2与需要顶推的物体进行稳固连接。顶升杆23-1与连接盘23-2之间可直接固定连接，例如通过螺栓连接，或者顶升杆23-1与连接盘23-2之间球型铰链连接。液压缸23与反推座22球型铰链连接，顶升杆23-1与连接盘23-2球型铰链连接，两处球型铰链连接均用于液压缸23的自动微调，当多个液压装置组合使用时，保证各个液压缸23在受力不均的情况下，液压缸23不承受附加荷载，防止损坏液压缸23；同时，也可实现任一液压缸23的纠偏。
凹槽11底部的止推槽12可以等间距布置或不等间距布置，但是相邻两个止推槽12的间距不大于液压装置2的最大顶升行程。止推槽12最好等间距布置，相邻两个止推槽12的间距最好与液压装置2的最大顶升行程一致，不同组的推移通道对应的止推槽12的连线相互平行。止推槽12可直接由基础1直接形成，即止推槽12由钢筋混凝土形成，但考虑到止推槽12的受力大，更优的方案是凹槽11的底部等间距预埋反推板14和倾斜板15，反推板14和倾斜板15的倾斜方向相反，反推板14与水平面的形成的锐角大于倾斜板15与水平面形成的锐角，反推板14和倾斜板15形成止推槽12，如图3所示。反推板14和倾斜板15均最好为钢板，例如为厚度不低于20mm的钢板。同一个止推槽12的反推板14和倾斜板15可为一个整体、焊接连接或不直接接触的分体结构。反推板14直接支撑反推杆21，反推板14受力大，为了进一步提高反推板14的结构强度，反推板14背对倾斜板15的一侧还设置辅助支撑钢板16，辅助支撑钢板16用于分散反推板14的受力。辅助支撑钢板16水平布置或与反推板14垂直，或介于与反推板14垂直至水平之间。
液压装置2开始进行顶推时，反推杆21可直接卡入或落入止推槽12并提供反作用力，也即是止推槽12始终为液压装置2提供反作用力。或者，凹槽11的一端为顶推起始端，基础1在凹槽11的顶推起始端处还固定设置固定座13，固定座13最好为钢构件并埋设于基础内。固定座13用于为液压装置2的初始顶推提供反作用力，液压装置2再次顶推时，止推槽12提供反作用力。
本发明的第二个主题是：高炉整体水平推移方法高炉安装位置5的一侧设置上述高炉整体水平推移结构，并且轨道3延伸至高炉安装位置5，高炉安装位置5为高炉的最终位置，也是水平推移的目标位置。高炉安装位置5采用新旧基础搭接技术，使基础1与高炉本体原有基础连为一体。高炉结构4在高炉安装位置5之外完成组装施工后，再整体水平推移至高炉安装位置5。高炉整体水平推移过程中，各个液压装置2以顶推起始端的止推槽12或固定座13为支撑，同步对高炉结构4进行顶推，液压装置2顶推至极限位置后，也即是顶升杆23-1达到升限后，液压装置2回缩并使反推杆21自动滑至临近的止推槽12内，然后再次同步顶推。如此往复循环多次，直至将高炉结构4顶推平移至高炉安装位置5。
对于2500m3高炉的实施例，推移通道设置四组，共设置八根轨道3，液压装置2的推移行程为500mm，止推槽12的间距也为500mm。高炉结构4顶推至高炉安装位置5后，在高炉安装位置5浇筑混凝土恢复地面，滑移托盘41浇筑于混凝土内，浇筑至高炉基础42对应的高度。恢复后的地面位于高炉基础42的任意高度。推移通道位于地面以下，水平推移后不用拆除，轨道3也无需拆除，直接恢复地面即可，有利于保证工期，减少建筑垃圾。
为了降低轨道3与高炉结构4的摩擦，对高炉结构4进行顶推时，轨道3上表面可以涂抹润滑油。对高炉结构4进行顶推之前，通过液压装置2进行试推移，检查各组液压装置2的顶紧情况和同步情况，并根据同步情况进行纠偏。例如，进行两次试推移，第一试推移在滑移托盘41和滑靴44安装完成后进行，可采用卷扬机拖拽或液压装置2顶推，同时注意要考虑各个液压装置2的制造周期等差异问题。高炉基础42施工完成后进行第二次试推，采用液压装置2顶推。检查各组液压装置2的顶紧情况和同步情况，如有偏差可采用手动方式单独操作某1台或两台液压缸23，进行人工纠偏。
Claims (10)
1.高炉整体水平推移结构，包括基础(1)、设置于基础(1)上表面的至少两组推移通道、安装于推移通道上的液压装置(2)和高炉结构(4)，基础(1)为钢筋混凝土结构，各组推移通道相互平行；其特征在于：推移通道的结构为：基础(1)的顶部设置凹槽(11)，凹槽(11)的两侧分别固定设置两条轨道(3)，两条轨道(3)的安装面水平，两条轨道(3)相互平行且关于凹槽(11)的中心线轴对称，凹槽(11)的底部间隔布置在竖向截面呈棘齿状的止推槽(12)；
液压装置(2)包括反推杆(21)、反推座(22)和液压缸(23)，反推杆(21)的一端落入止推槽(12)、另一端与反推座(22)的一侧可转动连接，反推座(22)的底部为滑动板(22-1)，滑动板(22-1)的底面设置与同组推移通道的两条轨道(3)相适配的滑槽(22-2)，滑槽(22-2)卡于两条轨道(3)的上部，反推座(22)的另一侧与液压缸(23)的一端连接，液压缸(23)的另一端为顶升杆(23-1)，顶升杆(23-1)的伸缩方向为水平方向；
高炉结构(4)包括滑移托盘(41)、高炉基础(42)和高炉炉体(43)，滑移托盘(41)的底部固定设置多个滑靴(44)，各个滑靴(44)与同组的两条轨道(3)适配并卡于两条轨道(3)的上部，滑移托盘(41)的一侧为平直边并与各个液压装置(2)的顶升杆(23-1)相连，滑移托盘(41)的上部为高炉基础(42)和高炉炉体(43)。
2.如权利要求1所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：凹槽(11)的一端为顶推起始端，基础(1)在凹槽(11)的顶推起始端处还固定设置固定座(13)。
3.如权利要求1所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：凹槽(11)的底部等间距预埋反推板(14)和倾斜板(15)，反推板(14)和倾斜板(15)的倾斜方向相反，反推板(14)与水平面的形成的锐角大于倾斜板(15)与水平面形成的锐角，反推板(14)和倾斜板(15)形成止推槽(12)。
4.如权利要求3所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：反推板(14)和倾斜板(15)均为钢板，反推板(14)背对倾斜板(15)的一侧还设置辅助支撑钢板(16)，辅助支撑钢板(16)水平布置、与反推板(14)垂直，或介于与反推板(14)垂直至水平之间。
5.如权利要求1所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：凹槽(11)两侧的基础(1)内分别预埋角钢(17)，凹槽(11)两侧的角钢(17)按“┐┌”型布置，角钢(17)的竖直面形成凹槽(11)的侧壁，轨道(3)的直接固定于角钢(17)的水平面或者角钢(17)的水平面设置找平层(18)，轨道(3)放置于找平层(18)并与固定于基础(1)。
6.如权利要求5所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：凹槽(11)两侧的基础(1)内间隔预埋连接件，轨道(3)通过间隔设置的压板固定于基础(1)，压板通过螺栓与连接件相连。
7.如权利要求1～6任一权利要求所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：推移通道至少三组，任意相邻两组推移通道之间的间距相等；止推槽(12)在凹槽(11)底部等间距布置，相邻两个止推槽(12)的间距与液压装置(2)的最大顶升行程一致。
8.如权利要求1～6任一权利要求所述的高炉整体水平推移结构，其特征在于：滑靴(44)包括承力滑靴和导向滑靴；轨道(3)为钢轨；液压缸(23)与反推座(22)之间球型铰链连接，顶升杆(23-1)的外露端设置连接盘(23-2)，顶升杆(23-1)与连接盘(23-2)之间球型铰链连接。
9.高炉整体水平推移方法，其特征在于：高炉安装位置(5)的一侧设置上述权利要求1～8任一权利要求所述的高炉整体水平推移结构，并且轨道(3)延伸至高炉安装位置(5)，高炉结构(4)在高炉安装位置(5)之外完成组装施工后，各个液压装置(2)以顶推起始端的止推槽(12)或固定座(13)为支撑，同步对高炉结构(4)进行顶推，液压装置(2)顶推至极限位置后，液压装置(2)回缩并使反推杆(21)滑至临近的止推槽(12)内并再次同步顶推，如此往复循环直至将高炉结构(4)顶推平移至高炉安装位置(5)。
10.如权利要求9所述的高炉整体水平推移方法，其特征在于：高炉结构(4)顶推至高炉安装位置(5)后，在高炉安装位置(5)浇筑混凝土恢复地面，浇筑至高炉基础(42)对应的高度。
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