UA123618C2 - Спосіб крупноблочного монтажу доменної печі - Google Patents

Abstract

Винахід належить до металургії, а саме до реконструкції доменної печі за допомогою способу крупноблочного монтажу на фундаменті демонтованої печі, який включає спорудження нового корпусу печі з попередньо виготовлених кільцевих блоків, які є складовими частинами корпусу, шляхом їх поетапного переносу, підйому та опускання за допомогою такелажного обладнання, розташованого на робочому майданчику ливарного двору, та сполучення зазначених блоків до проектного положення. Згідно з винаходом, кільцеві блоки являють собою горн, заплечик з роспаром, нижній та верхній блоки шахти та колошник з попередньо змонтованими на них холодильниками, а їх перенос здійснюють шляхом насування по горизонтальній опорній платформі, яка розташована врівень площині робочого майданчику, до обрізу фундаменту з наступним переміщенням по висоті за допомогою підйомних засобів такелажного обладнання. Така послідовність дій способу дозволяє досягти скорочення часу та трудомісткості спорудження нового корпусу доменної печі при підвищенні якості та безпеки всього процесу монтажу. 14

Description

Галузь техніки, до якої належить винахід

Винахід належить до металургії, а саме до реконструкції та ремонту доменних печей.

Доменна піч в процесі експлуатації, згідно з регламентом, кожні десять років або частіше потребує планового ремонту, а іноді реконструкції корпусу печі, під час якої здійснюють демонтаж корпусу старої печі та на її фундаменті споруджують новий корпус. При реконструкції доменну піч повністю зупиняють, що призводить до простою та, як наслідок, економічних втрат.

Для вирішення проблем тривалого простою доменної печі, при реконструкції впроваджують способи спорудження кільцевих блоків для реконструкції печі, згідно з якими корпус печі демонтують, розрізаючи на частини та видаляють з фундаменту, а нові кільцеві блоки збирають на прилеглій до фундаменту території з подальшим переміщенням та монтування до проектних відміток.

Рівень техніки

Відомо спосіб реконструкції доменної печі, описаний в а.с. ЗО1028822А1 від 15.07.1983, що включає демонтаж вантажопідйомним засобом колошникового пристрою, установку опорної колошникової рами, двохопорної монтажної балки, конструкцій похилого мосту та установку загрузочного пристрою. З метою скорочення термінів реконструкції та зниження втрат чавуну в процесі експлуатації печі до початку демонтажних робіт в цьому способі на колошниковій площадці здійснюють монтаж вертикальної опори, на яку встановлюють основний несучий проліт двохопорної монтажної балки з вантажно підйомним засобом, інший кінець якої встановлюють на баштову опору. При цьому демонтаж колошникового пристрою, установку опорної колошникової рами і верхньої частини конструкцій похилого мосту ведуть вантажопідйомним засобом з основного несучого прольоту монтажної балки, а потім нарощують проліт монтажної балки додаткової опорної частини і з'єднують її з кюолошниковою рамою, після чого здійснюють монтаж інших конструкцій печі.

Також відомий спосіб реконструкції доменної печі, розкритий в а.с. 501262015А1 від 07.10.1986, що включає монтаж опорної системи і майданчиків для обслуговування охолоджувальної зони печі, перепирання на неї колошникового пристрою, демонтаж колон шахти, кожуха печі, монтаж нового кожуха. З метою скорочення термінів проведення ремонтних робіт, опорну систему з майданчиками монтують до рівня верху охолоджувальної зони печі, закріплюють на неї колони шахти, видаляють їх нижні частини і після монтажу нової печі та введення її в експлуатацію нарощують опорну систему до колошникового майданчика та остаточно демонтують колони шахти.

Також відомо спосіб будівництва для заміни оболонки доменної печі в проекті капітального ремонту доменної печі, описаний в заявці СМ109097516А від 28.12.2018. Спосіб будівництва включає в себе наступні етапи: нову оболонку доменної печі розділяють на секційні комбіновані конструкції, а на стороні нової доменної печі зовні ливарного цеху встановлюють підйомну опорну раму та візок-штовхач; підйомний пристрій встановлюють на жорсткій рамі верхньої частини доменної печі, за допомогою монтажу множини платформ підведених до каркасу корпусу печі, по їх поверхні штовхають стару оболонку печі, при цьому нижню частину нового корпусу доменної печі піднімають послідовним методом; верхню частину нової оболонки доменної печі піднімають за допомогою методу зворотного завантаження, та з'єднують верхню та нижню частини оболонки нової доменної печі.

З пат. Ш54064616А від 27.12.1977 відомий спосіб зведення доменної печі, в якому елементи доменної печі розділені на множину блоків з рамою та іншими частинами, блоки доменної печі індивідуально збираються на землі в послідовному порядку від верху печі до її дна. Блоки транспортуються один за одним на фундамент, а верхній блок печі спочатку піднімається.

Таким чином, блоки послідовно піднімаються та з'єднуються між собою.

З пат. ЕРЗО29159 ВІ від 09.05.2018 відомий спосіб реконструкції доменної печі, що має корпус та систему колон, змонтованих на експлуатаційному фундаменті, який включає в себе наступні етапи: стадію спорудження нової печі, в якій споруджують новий фундамент і споруджують систему колон нової печі і корпус нової печі на новому фундаменті на майданчику для спорудження нової печі, відмінною від експлуатаційного фундаменту; етап сегментування робочого фундаменту, під час якого він розрізається горизонтально для поділу на верхню частину фундаменту, на якому встановлені корпус і система колон старої печі, та на нижню частину фундаменту, також етап будівництва нової печі та етап сегментування експлуатаційного фундаменту виконується під час роботи старої доменної печі; видування старої доменної печі; етап зсуву в бік старої печі, під час якого верхня частина фундаменту зсувається в бік разом з корпусом фундаменту та системою колон старої печі; та етап заправки нової печі, під час якого новий фундамент повністю пересувають в нижню частину бо експлуатаційного фундаменту разом з колоною та корпусом нової печі.

Найбільш близьким до заявленого технічного рішення є спосіб ремонту доменної печі, розкритий в пат. КО2171849С1 від 10.08.2001, який включає зупинку доменної печі, демонтаж її основних вузлів, виготовлення нового корпусу, який поділений на кільцеві блоки, що є його складовими частинами і являють собою горн, заплечик, распар, шахту та колошник. Поетапний перенос, підйом, опускання складових корпусу та сполучення зазначених блоків до проектного положення за допомогою такелажної системи, що складається з встановлених всередині печі підвісних майданчиків, укрупнювальне збирання нових вузлів та їх монтаж по висоті печі. При цьому стенд для укрупненого збору низу шахти та распару спирають на підвісну площадку та опорну конструкцію доменної печі, а перед монтажем низу шахти та распара демонтують зазначений стенд та здійснюють монтаж нового купола печі послідовною установкою кожної з його двох частин, розділених по повздовжній центральній осі. При цьому монтаж низу шахти та распара, та частин нового купола печі ведуть монтажною балкою.

Недоліком цього та вищезазначених рішень є залучення великої кількості спеціальних вантажопідйомних механізмів, багатоетапність монтажу, значний обсяг ручних робіт при монтажі кожуха доменної печі, зокрема збірних та зварювальних, що призводить до високої трудомісткості процесу, тривалого періоду зупинки роботи доменної печі та, як наслідок, значних виробничих та економічних втрат.

Суть винаходу

Задачею заявленого винаходу є розробка ефективного способу монтажу доменної печі, який дозволить при підвищеній продуктивності скоротити час виконання крупноблочного монтажу на відносно невеликому технологічному майданчику, шляхом реалізації нової послідовності етапів монтажу при використання сукупності технологічних засобів та існуючих несучих конструкцій ливарного двору для цього.

Поставлена задача реалізується наступним чином.

Спосіб крупноблочного монтажу доменної печі на фундаменті демонтованої печі включає спорудження корпусу печі з попередньо виготовлених кільцевих блоків, які є складовими частинами корпусу шляхом їх поетапного переносу, підйому, опускання за допомогою такелажного обладнання, розташованого на робочому майданчику ливарного двору, та сполучення зазначених блоків до проектного положення. Відповідно до винаходу, кільцеві блоки являють собою горн, заплечик з распаром, нижній та верхній блоки шахти, та колошник, з попередньо змонтованими на них холодильниками, а їх перенос, за винятком колошника, здійснюють в п'ять етапів шляхом насування по горизонтальній опорній платформі, яка розташована врівень площині робочого майданчику, до обрізу фундаменту з наступним переміщенням по висоті за допомогою підйомних засобів такелажного обладнання.

Перший етап включає насування блока горна, його фіксацію верхніми підйомними засобами, встановленими на верхній монтажній рамі такелажного обладнання над проектною кільцевою балкою ливарного двору, встановлення горна в проектне положення шляхом опускання його до досягнення верху фундаменту та закріплення в проектне положення.

Другий етап включає насування верхнього блока шахти, її фіксацію верхніми підйомними засобами та підняття на відстань, що перевищує висоту нижнього блока шахти печі.

Третій етап включає насування нижнього блока шахти печі, опускання на нього верхнього блока шахти та з'єднання верхнього та нижнього блоків з подальшою фіксацію верхніми підйомними засобами та підняття сполучених блоків шахти на відстань, що перевищує висоту блока заплечика з распаром.

Четвертий етап включає насування блока заплечика з распаром в монтажну зону, підняття його нижніми підйомними засобами вище рівня горизонтальної опорної платформи з подальшим опусканням нижніми підйомними засобами в проектне положення та сполучення блока заплечика та распара з горном, що встановлений в проекте положення на першому етапі.

П'ятий етап включає опускання сполучених між собою блоків шахти печі на проектно закріплений на попередньому етапі блок заплечика з распаром та сполучення їх. Після цього за допомогою вантажопідйомного крана крізь отвір такелажного обладнання над проектною кільцевою балкою ливарного двору, опускають колошник до його сполучення з шахтою.

Така реалізація способу дозволяє оптимізувати та пришвидшити час монтажу доменної печі при підвищенні якості та безпеки процесу.

Згідно з переважним варіантом виконання винаходу, як нижні підйомні засоби можуть бути використані піщані домкрати з гідравлічним приводом.

Згідно з ще одним варіантом винаходу, як верхні підйомні засоби можуть бути використані гідравлічні домкрати, оснащені стропними засобами.

Згідно з ще одним варіантом винаходу, для підвищення надійності підтримання бо горизонтальної опорної платформи на фундаменті встановлюють нижні додаткові опори.

При цьому виготовлення кільцевих блоків нового корпусу доменної печі здійснюють до або під час демонтажу корпусу діючої домни, що дозволяє максимально скоротити час простою виробництва.

Здійснення сукупності дій способу за допомогою зазначеного устаткування, яке є надійним та не громіздким і може бути швидко споруджено на робочому майданчику, дозволяє скоротити час на спорудження нового корпусу домни на місці демонтованого корпусу при підвищенні якості та безпеки процесу, з максимальним збереженням існуючих конструкцій ливарного двору доменної печі.

Перелік фігур креслень

Запропонований винахід ілюструється наступним прикладом його реалізації, а також відповідними кресленнями, на яких зображено наступне:

Фіг. 1 - загальний вигляд монтажного устаткування,

Фіг. 2 - схема здійснення першого етапу монтажу,

Фіг. З - схема здійснення другого етапу монтажу,

Фіг. 4 - схема здійснення третього та четвертого етапів монтажу,

Фіг. 5 - схема здійснення п'ятого етапу монтажу.

Креслення, що ілюструють заявлений винахід, а також наведений приклад конкретного виконання ніяким чином не обмежують обсяг прав, визначений формулою заявленого винаходу, а тільки пояснюють його суть.

Приклад реалізації способу

На території доменного цеху, в безпосередній близькості до діючої доменної печі, за певний час до зупинки на реконструкцію облаштовують монтажні майданчики оснащені засобами горизонтального пересування великогабаритних елементів. Відповідно до заздалегідь розробленої проектної документації, відбувається виготовлення п'яти кільцевих елементів доменної печі, з улаштуванням всередині блоків конструкцій холодильників. Здійснюється ретельний контроль якості елементів конструкції, зварювальних швів, допустимих відхилень розмірів та виконуються випробовування встановлених холодильників. Також в дозупиночний період виконується реконструкція ливарного двору з облаштуванням в ньому бокового монтажного отвору.

Після виведення з експлуатації та демонтажу діючої доменної печі, в боковий монтажний отвір ливарного двору встановлюють горизонтальну опорну платформу 1 та, за необхідності, додаткові опорні стійки 2, для її надійного підтримання на ділянці, прилеглої до фундаменту 3, встановлюють монтажні опори 4 всередині ливарного двору під його кільцевою балкою 5, та споруджують такелажне обладнання. Такелажне обладнання оснащене в верхній частині кільцевої балки 5 ливарного двору монтажною рамою 6, на якій симетрично по колу розміщують систему домкратів 7, достатніх для переміщення та утримання щонайменше двох кільцевих елементів доменної печі відповідними стропними засобами 8. В нижній частині конструкції такелажного обладнання, на рівні робочого майданчика 9, розміщено горизонтальну опорну платформу 1 по якій здійснюється переміщення елементів доменної печі до монтажної зони 10 шляхом насування по ній. При цьому насування може бути реалізовано безпосередньо по горизонтальній платформі 1 за допомогою виконання її поверхні ковзною або роликовою, або оснащення платформи пересувним рейковим засобом, виконаним з можливістю його висування за край платформи над монтажною ділянкою тощо. В нижній частині такелажне обладнання оснащене нижніми підйомними засобами 11, що можуть бути виконані як піщані домкрати з гідравлічним приводом, встановлені на фундаменті З з можливістю спирання на них блоків корпусу доменної печі.

Всі роботи з виготовлення, встановлення та контролю відповідності елементів такелажного обладнання вимогам проектної документації відбуваються практично одночасно і можуть бути розпочаті ще в період роботи доменної печі, яка підлягає реконструкції.

Крупноблочний монтаж здійснюють шляхом поетапного насування блоків доменної печі, підйому та опусканню їх, та складається з п'яти етапів.

На першому етапі здійснюється насування горна 12 по горизонтальній опорній платформі 1 в монтажну зону 10, при чому пересування може бути реалізовано безпосередньо по горизонтальній платформі 1 або за допомогою оснащення платформи пересувним пристроєм, фіксацією горна 12 стропними засобами 8 монтажної рами б, що є верхньою частиною такелажного обладнання, облаштованого над проектною кільцевою балкою 5 ливарного двору, його підйом за допомогою симетрично розташованих домкратів 7, розташованих на монтажній рамі 6, та опускання до встановлення горна 12 в проектне положення. Опускання здійснюється по вертикальній осі доменної печі до досягнення горном 12 верхнього краю фундаменту 3.

На другому етапі здійснюють насування верхнього блока шахти 13 до монтажної зони 10, встановлення верхнього блока шахти 13 у нижнє проміжне положення спиранням на верхній край блока горну 12, його фіксація стропними засобами 8 та підйом за допомогою симетрично розташованих домкратів 7 які встановлені на монтажній рамі 6 кільцевої балки 5 по вертикалі на відстань, що перевищує висоту нижнього блока шахти 14 з подальшою фіксацією верхнього блока шахти 13 в верхньому проміжному положенні.

Третій етап включає насування до монтажної зони нижнього блока шахти 14, встановлення його у нижнє проміжне положення спиранням на верхній край блока горну 12, опускання верхнього блока шахти 13 до її спирання на верхній край нижнього блока шахти 14, сполучення блоків шахти 13 та 14, фіксацію сполучених блоків шахти печі стропними засобами 8 та підняття по вертикалі, за допомогою домкратів 7 кільцевої балки 5, блоків шахти печі 14 та 13 на відстань, яка перевищує висоту блока распару з заплечиком 15, та встановлення нижнього блока шахти 14 печі, з'єднаного з верхнім блоком шахти 13 у верхнє проміжне положення.

Четвертий етап включає насування блока распару з заплечиком 15 в монтажну зону 10, встановлення блока распару з заплечиком 15 в проміжне положення, підняття та утримання його нижніми підйомними засобами 11 над рівнем горизонтальної опорної платформи 1, з подальшим опусканням до проектного положення та проектного з єднання з горном 12.

П'ятий етап включає опускання, за допомогою стропних засобів 8 та системи домкратів 7, кільцевої балки 6, з верхнього проміжного положення сполучених між собою блоків шахти 13 та 14 на проектно закріплений блок распару та заплечика 15 та сполучення зазначених блоків між собою. Після цього, за допомогою вантажопідйомного крана крізь отвір кільцевої балки 5 такелажного обладнання опускають колошник (на кресленні не показано) до його сполучення з вже змонтованими блоками шахти печі.

Такелажне обладнання відповідає всім діючим вимогам, які пред'являють при реконструкції доменних печей, має компактну конструкцію, завдяки чому може бути розміщена у доменному цеху будь-якого типу та розміру. Система домкратів такелажного обладнання з відповідними стропними засобами, завдяки симетричному розташуванні на монтажній рамі верхньої кільцевої балки, рівномірно розподіляє навантаження та в змозі підіймати та утримати монтажні блоки масою більш ніж 2000 тон. Використання піщаних домкратів з гідравлічним приводом як нижніх підйомних засобів, дає змогу обирати необхідну висоту підйому елементів доменної печі над монтажної зоною, що дозволяє виконати роботи з переміщення допоміжних засобів для насування блоків печі, та забезпечують плавність опускання елементів доменної печі в проектне положення.

Використання способу, що заявляється, при реконструкції доменної печі, особливо при реконструкції першого розряду, дозволяє відмовитись від додаткових монтажних майданчиків та важкої будівельної техніки, яка потребує зведення додаткової інфраструктури на території доменного цеху та навколо доменної печі, також розміри цеху не завжди дозволяють розташувати необхідні вантажопідйомні крани у зв'язку з обмеженою територією промислового майданчику, що має велику кількість підземних комунікацій.

Спосіб, що заявляється, знижує трудомісткість будівельних та монтажних робіт та пришвидшує термін реконструкції, забезпечуючи виконання робіт меншою кількістю залучених ремонтних сил та дозволяє забезпечити спорудження корпусу нової доменної печі безпосередньо на майданчику старої доменної печі за короткий період часу.

Claims (4)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб крупноблочного монтажу доменної печі на фундаменті демонтованої печі, який включає спорудження корпусу печі з попередньо виготовлених кільцевих блоків, які є складовими частинами корпусу, шляхом їх поетапного переносу, підйому та опускання за допомогою такелажного обладнання, розташованого на робочому майданчику ливарного двору, та сполучення зазначених блоків до проектного положення, який відрізняється тим, що кільцеві блоки являють собою горн, заплечик з роспаром, нижній та верхній блоки шахти та колошник з попередньо змонтованими на них холодильниками, а перенос горна, заплечика з роспаром та шахти здійснюють в п'ять етапів шляхом насування по горизонтальній опорній платформі, яку розташовують врівень площині робочого майданчика, до обрізу фундаменту з наступним переміщенням по висоті за допомогою підйомних засобів такелажного обладнання, при цьому на фундаменті встановлюють додаткові опорні стійки підтримання горизонтальної опорної платформи для Її надійного підтримання на ділянці, прилеглій до фундаменту, причому перший етап включає насування блока горна, його фіксацію верхніми підйомними 60 засобами, які встановлюють на монтажній рамі такелажного обладнання над проектною кільцевою балкою ливарного двору, встановлення горна шляхом опускання, яке здійснюють по вертикалі осі доменної печі до досягнення горном верхнього краю фундаменту та закріплення його в проектне положення, другий етап включає насування верхнього блока шахти, його фіксацію верхніми підйомними Б засобами та підняття по вертикалі на відстань, що перевищує висоту нижнього блока шахти, з подальшою фіксацією верхнього блока шахти в верхньому проміжному положенні, третій етап включає насування нижнього блока шахти, встановлення його у нижнє проміжне положення спиранням на верхній край блока горна, опускання на нього верхнього блока шахти, з'єднання блоків шахти між собою з подальшою фіксацією верхніми підйомними засобами та 10 підняття по вертикалі сполучених блоків шахти на відстань, що перевищує висоту блока заплечика з роспаром, та встановлення нижнього блока шахти печі, з'єднаного з верхнім блоком шахти, у верхнє проміжне положення, четвертий етап включає насування блока заплечика з роспаром в монтажну зону, встановлення блока роспару з заплечиком в проміжне положення, підняття та утримування його нижніми 15 підйомними засобами над рівнем горизонтальної опорної платформи з подальшим опусканням до проектного положення та проектного з'єднання з горном, п'ятий етап включає опускання з верхнього проміжного положення сполучених між собою блоків шахти на проектно закріплений блок роспару та заплечика та сполучення зазначених блоків між собою, після чого, за допомогою вантажопідйомного крана, крізь отвір кільцевої балки 20 такелажного обладнання над проектною кільцевою балкою ливарного двору, опускають колошник до його сполучення з вже змонтованими блоками шахти печі, причому підйомні засоби являють собою домкрати, при цьому верхні підйомні засоби розміщують симетрично по колу на монтажній рамі верхньої кільцевої балки такелажного обладнання і вони являють собою систему домкратів, оснащених стропами, достатніх для переміщення та утримання 25 щонайменше двох кільцевих елементів доменної печі.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нижні підйомні засоби являють собою пісочні домкрати з гідравлічним приводом.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що верхні підйомні засоби являють собою гідравлічні домкрати, оснащені стропами. 30

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виготовлення кільцевих блоків здійснюють до початку робіт з реконструкції або під час демонтажу корпусу діючої доменної печі. т-- 5 й Ше в Я ра яти ее паяння лють ше. п и є М ее

Фіг. 1