1280立方高爐主吊設備技術選型初探

黃 強

（中國十九冶集團有限公司材料設備工程分公司，四川 成都 610000）

1 高爐主體及設備的吊裝特點

高爐主體及設備泛指爐殼、水冷壁、圍管、爐體框架、爐頂及上料系統、受料罐、粗煤氣系統（爐頂上升管、下降管、五通球、重力除塵器……）和鋼結構件，其種類繁多，結構多樣，安裝過程技術要求高、風險大，安裝結果直接影響高爐建設項目的質量。

1.1 高爐主體及設備朝模塊化、大型化發展

隨著制造技術的發展，高爐主體及設備朝著模塊化、大型化發展，裝置中的各類設備及鋼結構件也變得越來越重、越來越大，常具有高、大、重等特點。

1.2 吊裝作業復雜，安全隱患多

吊裝作業工期緊，區域作業點較為分散，每個吊裝區域相對狹窄，拼裝場地、運輸場地、吊裝場地相互交錯，并有交叉作業情況存在，安全隱患多。

1.3 吊裝設備工況變化多

高爐主體及設備的吊裝多采用靈活性和穩定性兼顧的履帶式起重機，從控制安裝成本考慮，在吊裝過程中履帶吊需要變換多種工況以滿足不同重量和高度吊裝需求，如何以盡可能少的工況變換次數滿足不同吊裝要求，同時使成本最小，這也是吊車選型需要考慮的重要方面。

2 吊裝工藝過程

2.1 吊裝程序

2.2 主吊設備的選型

文章以1280立方高爐安裝為例，高爐爐殼最大直徑11.5 m，爐體高度39.2 m，高爐最高高度83.5 m。吊裝難點在于高爐粗煤氣系統，選取最高件、最重件及部分關鍵設備作為吊裝方案計算依據（見表1），結合廠家提供的技術參數（見表2）。

表1 1280立方高爐粗煤氣系統主要結構件相關參數

表2 SCC3200A-1履帶起重機-LJ工況載荷表

科學、優化選擇經濟適用的主吊設備，合理安排吊裝計劃，在整個施工周期減少履帶吊變工況頻率，優化使用吊車資源，滿足安全、經濟、優質、高效的工作目標，使各方利益最大化，選用一臺主吊車通過一次工況變換既能滿足最重、最高件的吊裝需要，又能覆蓋其余設備的吊裝需要。

綜上所述，擬選定某廠家的SCC3200A-1履帶起重機（320 t履帶吊）作為主吊設備，完成此次1280立方高爐安裝的吊裝工作。采用LJ塔式工況主臂62 m+塔臂42 m和主臂50 m+塔臂30 m工況，只需在吊裝粗煤氣系統下降管時，變更一次工況（LJ工況從主臂62 m+塔臂42 m變更為主臂50 m+塔臂30 m工況），即可完成整個施工周期的吊裝工作。

3 主要吊裝計算

以五通球和下降管的吊裝為例說明設備吊裝中主要吊裝計算。

（1）項目中的五通球內徑Φ5000，五通球主要連接上升管、下降管、放射管。五通球本體重17.5 t，與之相連接的導出管與五通球相連時，總重為26.35 t，安裝球面高度75.34 m，是本次吊裝高且重的一件設備（見圖1）。

圖1 五通球吊裝圖

主吊車的參數選擇計算過程：

SCC3200A-1（320 t履帶起重機）

LJ工況：主臂62 m+塔臂42 m

工作半徑：R＝28.5 m

額定載荷：{P}＝41.5 t

選用50噸吊鉤，其重量為1.7 t

鋼絲繩選用6×37+1-1770-Φ32-16 m/根 4根

17噸卡環 4個

鋼絲繩和卡環理論重量0.5 t

吊車計算載荷：Qj=K1×Q（Qj——計算載荷；K1——動載系數，一般取動載系數K1=1.1；Q——分配到一臺起重機的吊裝載荷，包括設備及索吊具重量）

Qj=1.1×（26.35+1.7+0.5）=31.405 t

計算載荷Qj=31.405 t小于額定載荷41.5 t

故安全，滿足吊裝要求。

同時在此工況（LJ工況：主臂62 m+塔臂42 m）下，吊臂頂端距離地面凈空高度102 m，起重高度大于安裝高度且不抗桿，滿足吊裝要求。

（2）項目中的下降管內徑Φ3000，下降管上端與五通球相連，下端與重力除塵器相連，高爐中心至重力除塵器中心水平距離43.5 m，下降管上端▽77.34 m，下端▽44.126 m。下降管分上、下兩段安裝，上段為彎頭段與五通球安裝對接后，再安裝下降管直段部分聯通五通球和重力除塵器，下段下降管整體約61.95 t（不含附屬樓梯欄桿、均壓管道等），安裝高度：72.17 m，是本次吊裝過程中的最重件。

主吊車的參數選擇計算過程：

SCC3200A-1（320 t履帶起重機）

LJ工況：主臂50 m+塔臂30 m

工作半徑：R＝18 m

額定載荷：{P}＝81 t

選用100噸吊鉤，其重量為2.3 t

鋼絲繩選用6×37+1-1770-Φ65-8 m/根 2根

85噸卡環 2個

鋼絲繩和卡環理論重量1t

吊車計算載荷：Qj=K1×Q（Qj——計算載荷；K1——動載系數，一般取動載系數K1=1.1；Q——分配到一臺起重機的吊裝載荷，包括設備及索吊具重量）

Qj=1.1×（61.95+2.3+1）=71.775 t

計算載荷Qj=71.775 t小于額定載荷81 t

故安全，滿足吊裝要求。

同時在此工況（LJ工況：主臂50 m+塔臂30 m）下，吊臂頂端距離地面凈空高度79 m，起重高度大于安裝高度且不抗桿，滿足吊裝要求。

4 結論

（1）履帶式起重機覆蓋范圍廣，起升高度高，起升速度及回轉速度快。安全保護裝置齊全，安裝、拆卸快捷方便，選用SCC3200A-1履帶吊為高爐主體設備吊裝的主吊設備。

（2）根據現場施工條件、結構件到貨情況、主體設備的安裝作業高度和起重量等因素綜合分析，初始工況選用L J塔式工況主臂62 m+塔臂42 m為首選；后期在吊裝下降管時變工況為L J塔式工況主臂50 m+塔臂30 m。

（3）從經濟性比較，變更工況、安拆一次費用如下：計劃6個人工，其中大工3人，小工3人，按一天計，大工380元/天，小工260元/天。每人每天補貼生活費30元。費用計算：3＊380+3＊260+6＊30=2100 元；計劃采用輔助吊車50t汽車吊一臺，計一個臺班3000元；綜上，每變更一次工況，按一天計算，需增加人工、輔助機械費用5100元。吊裝作業時工況變換次數與成本、安全隱患成正比，在滿足作業需要的前提下應盡量減少工況變換次數。

（4）綜合技術性能、主吊設備安拆、使用成本多種因素比較分析，在現有資源配置情況下，確定好高爐安裝施工主吊設備配置和初始工況，優化吊車選型，減少過程中變更工況次數，確保安全、經濟、高效完成高爐主體及設備的吊裝作業。