液壓泥炮快速更換施工工法研究與應用

張守喜，劉慶濤

（本鋼板材股份有限公司煉鐵廠，遼寧本溪 117000）

0 引言

液壓泥炮是高爐煉鐵極為關鍵的重要設備，其作用是迅速、準確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進入下一循環作業[1]。其由打泥機構、吊掛機構、回轉機構3 部分組成，總重量達26 t[2]。由于液壓泥炮工作性質需要，必須安裝在高爐出鐵口旁，而且緊靠爐殼，高爐生產中，液壓泥炮不可避免出現故障需要及時更換。由于工作現場空間狹窄，各種大型吊裝設備無法靠近，更換費時費力，往往需要長時間停爐，嚴重影響高爐生產[3]。為此，對液壓泥炮安裝進行系統研究和多次施工現場實踐，總結出液壓泥炮不停爐快速更換施工工法[4]。該方法提高了安裝效率和安裝精度，不僅避免了長時間停爐帶來的巨大損失，而且保證了液壓泥炮的安裝質量。

1 施工準備

1.1 施工工藝流程設計

①在液壓泥炮安裝位置棚頂上方金屬鋼梁上焊接吊裝環，懸掛多個手拉葫蘆，分別在爐殼和主鐵溝蓋板上焊接吊裝環并安裝定滑輪[5]；②借助橋式起重機主卷揚向上起吊，對舊的打泥機構、吊掛機構、回轉機構，進行吊裝拆除；③對新液壓泥炮按照打泥機構、吊掛機構、回轉機構3 部分，由零件預安裝成部件；④使用前述吊裝環、手拉葫蘆、定滑輪和借助橋式起重機安裝新的、預裝好的回轉機構、吊掛機構、打泥機構3 個部件；⑤對設備進行驗收和試車。其施工流程如圖1 所示。

1.2 舊液壓泥炮拆除

圖1 施工流程

①關閉液壓閥站相關截止閥；②現場拆除相關液壓油管，所有拆開的液壓管路接頭必須用干凈抹布包扎好，避免進入灰塵；③風口平臺上方主梁焊接吊裝環，用手拉葫蘆把待拆除液壓泥炮固定好，然后用氣焊割斷固定拉筋和所有地腳螺栓；④爐殼和主鐵溝蓋板分別焊接吊裝環并安裝定滑輪，鋼絲繩穿過兩組定滑輪與出鐵場橋式起重機吊鉤相連，鋼絲繩另一端與被拆除液壓泥炮相連，并且地面鋪設鋼板以減小摩擦阻力；⑤依次拆除打泥機構、吊掛機構、回轉機構，用手拉葫蘆移動至地面鋼板上，借用橋式起重機吊鉤向上起吊，鋼絲繩通過定滑輪水平拖出液壓泥炮所有部件，如圖2 所示。

圖2 拆除液壓泥炮

2 新液壓泥炮安裝

2.1 基座檢查驗收

舊液壓泥炮拆除施工完畢，基座表面及預留孔內應清掃干凈，具備新設備安裝條件，并查看基座的中間交接資料。新液壓泥炮安裝前，要按照圖紙及施工驗收規范驗收基座中心線、標高等幾何尺寸，設備基座的尺寸極限偏差和水平度、鉛垂度公差應符合施工驗收規范的規定。預留螺栓孔驗收時要檢查預留孔中心位置、孔不垂直度和孔的深度。

2.2 回轉機構安裝

用砂輪打磨回轉機構法蘭和法蘭板四周邊角及焊接區域，使墊板、基礎板和底座接觸區域平整、無毛刺，無油漆、焊疤等殘留物，回轉機構如圖3 所示。調整地腳螺栓高出螺母3～5 個螺紋，保證地腳螺栓處于螺栓孔中間位置。通過調整斜墊鐵，爐殼方向向下傾斜6.7°±0.04°，主鐵溝方向向下傾斜3.3°±0.04°。先安裝底板到墊板上，同時穿裝地腳螺栓，調整底板標高基本處于同一高度，并緊固地腳螺栓。軸承1 安裝到位后，用手拉葫蘆將轉臂水平落入軸承1 內，在保證轉臂水平狀態下快速安裝軸承2，蓋上蓋板并焊接加固，最后把定位銷插入定位孔內，撤下手拉葫蘆，回轉機構安裝完畢[6]。

圖3 回轉機構

2.3 吊掛機構安裝

吊掛機構由于展開尺寸較大，一般剖分成4 部分預裝，在吊裝位置附近平整場地上進行組對，先穿螺栓固定，組對合格后緊固連接螺栓。根據安裝基準線，通過墊鐵調整基礎板標高和水平，標高偏差≤±2 mm，水平度偏差≤0.1/1000。將液壓管路的支架板安裝在基礎板上，用螺栓與基礎板固定，基礎板與支架板之間接觸要嚴密。用手拉葫蘆吊裝吊掛機構下部組件就位，采用平衡安裝技術，配合人工調整，吊裝就位，調整吊掛機構的標高、偏差≤±2 mm；吊掛機構中間的法蘭連接面要保持水平狀態。吊掛機構與回轉機構連接處用螺栓進行連接，液壓轉閥支腿圓弧板與支腿外殼分段連接（圖4）。轉閥3 固定在基礎板上，轉閥4 固定在法蘭上，編碼器固定在轉閥1 的轉軸上并蓋上隔熱罩2，隔熱罩1 蓋在液壓管路及支架上，調整轉臂調節桿至鐵口中心位置，吊掛機構安裝完畢[7]。

圖4 回轉機構安裝

2.4 打泥機構安裝

吊掛機構安裝完畢后，即可安裝打泥機構，采用多工序平行作業，事先把打泥機構零件安裝成部件，再把各部件組裝成整機液壓泥炮（圖5）。預裝工藝流程：打泥油缸→泥缸→指示器→碟簧→法蘭→轉閥→后卡扣→前卡扣→額頭→錐段→炮頭。整理好液壓管路線路，避免安裝時碰撞，記錄連接孔說明上的連接孔號、管接頭型號、軸承型號。卡扣為剖分式，先安裝下半部分，采用在下半部分掛1 t 手拉葫蘆的方式兩半組合吊裝，緊固連接螺栓，形成整體打泥機構。將整機打泥機構用爐前橋式起重機吊運至距離基座最近點，地面鋪設鋼板減少摩擦阻力，再用事先設置好的鋼絲繩定滑輪拖拽至基座，改用手拉葫蘆配合平衡法吊裝，保證法蘭面水平，吊裝就位后，連接打泥機構法蘭螺栓，同時配合千斤頂調整，保證打泥機構垂直度不受外力影響。整機液壓泥炮安裝完畢[8]。

圖5 打泥機構安裝

3 驗收與試車

嚴格執行工序管理，在上道工序未達到驗收要求時，禁止下道工序設備的安裝。基座找正、中心線的平行度調整，回轉機構縱、橫向中心線等重要環節要進行三檢制驗收和控制。打泥機構中心線必須進行確認，檢查偏差值≤2 mm，否則需要調整。各機構往復動作不少于10 次，動作應準確靈活，無卡阻現象。液壓油清潔度不低于NAS10 級，液壓系統及水冷系統暢通并且不得有泄漏現象，各緊固件及軟管接頭應牢固，無松動，機構往復動作后炮嘴在X 和Y 兩個方向上相對位置的偏差≤3 mm[9]。其他主要技術性能參數見表1。

表1 液壓泥炮安裝允許偏差

4 結論

采用巧妙設置吊裝工具的方法，解決了由于施工作業空間狹窄，各種大型吊裝設備無法靠近及使用的難題，降低了液壓泥炮更換的施工成本。采用預安裝法，多工序平行作業，事先把零件安裝成部件，再把各部件組裝成整機液壓泥炮，施工工期由原來的72 h 縮短至24 h，提高功效2 倍。在不停爐情況下施工，避免了高爐停產帶來的巨大損失，為以后液壓泥炮更換施工提供了可靠的決策依據和技術指標，產生了較好的經濟效益。