冶金工程毕业论文

转炉活动段烟道更换方法探讨

高国辉

科技大学冶金工程专业

摘要：本文针对酒钢六座炼钢转炉的机械特性、钢结构和工艺要求，结合生产实际，对转炉活动段烟道更换方法进行了深入分析和阐述。分别介绍了酒钢炼钢一工序三座转炉和酒钢炼钢二工序三座转炉的机械结构，对转炉的几段烟道也做了分析。对转炉烟道更换的难度、技术要求、方案制定、施工步骤和施工后的效果做了综合分析。对于活动段烟道的更换，自酒钢建厂以来进行了几百次，这其中方法更是多种多样，一直以来也没有进行过统一，这在一定程度了浪费了很多的检修资源，也降低了酒钢的冶炼成本，本着检修成本最小化，经济效益最大化的要求，对最近一次转炉活动段烟道更换方法做了一个综合分析，以便在日后的检修工作中参照实施，缩减检修成本。

Abstract: In this paper, six JISCO mechanical properties of BOF steelmaking, steel structure and process requirements, combined with the production of the actual activities of the converter flue above methods to replace an in-depth analysis and on. JISCO introduced three

steel-making process of a steelmaking converter and the second process JISCO three of the mechanical structure of converter, the converter flue of paragraphs are also analyzed. Replacement of the converter flue the difficulty of the technical requirements,programming, construction steps and after the construction has done a comprehensive analysis of the effect. For the replacement of the flue above activities, since the plant JISCO hundreds of times since, which is a variety of methods has been carried out since there is no unity, which to some extent a waste of a lot of maintenance resources JISCO smelting reducing costs, maintenance costs based on minimizing the requirements to maximize the economic benefits of the activities of the last paragraph of converter flue replacement method has made a comprehensive analysis, in order to work in the future in the light of the implementation of maintenance, reduced maintenance cost.

关键字：方法烟道活动段转炉

引言：对于转炉活动段烟道更换方法探讨这一题目来源于酒钢07年炼钢二工序1#转炉大修。当时酒钢检修工程公司刚刚成立，公司本着检修成本最小化，检修经验最大化的思路，对08年后进行的大的检修工程进行方法的探索，以便积攒经验，探讨检修系统的改革。对于转炉活动段烟道更换方法近些年没有进行过专门的探讨，公司在这上面吃过几次亏，每次到检修前，大家忙的焦头烂额，每次制定的方案都差异很大，检修成本一再追高，本课题就是要解决这一困扰公司多年的检修难题，通过对几年前的多个检修施工方案，进行比较、归纳，结合最近的一次检修案例，制定了这一最贴切生产实际又能缩减检修工期和成本的新方法。此方案已经过实践验证，是切实可行的，前期预料的问题基本上

与实际相符，在实施过程中，对实际施工中投入的人力、机具、施工作业的时间段、交叉作业的实际情况、质量的保证情况进行了实际记录，施工结束后也进行归纳总结，根据实际情况对方案进行修改，修改后的方案作为检修作业标准实施，为今后更换奠定了理论基础。通过对炼钢转炉一段烟道更换工艺的改进，控制和解决了在更换过程中的难题，简化了检修作业难度，在今年炼钢几座转炉年修中得到了应用，较好保证了整个活动烟道更换有序进行，快速准确达到烟道更换的安装精度，炼钢一次试车成功，同时缩短了工期，节约了检修成本，为企业的经济效益提供了保障。

酒钢炼钢系统分炼钢一工序三座转炉和炼钢二工序三座转炉，炼钢一工序始建于1994年，建有三座60吨转炉，年生产能力250万吨。其炼制的钢水供给后线的三座方坯连铸机、两座板坯连铸机、两座高线、一座炉卷；酒钢炼钢二工序是酒钢新建炼钢系统，建有三座120吨转炉，年生产能力400万吨。其炼制的钢水供给后线的一座常规板坯连铸机和CSP200万吨热轧卷板。炼钢烟道作为转炉系统的主要设备之一，主要作用是对转炉冶炼过程中所产生的烟气进

行净化、回收和再利用，烟气的主要成分为CO、SO

2、P

3

O

4

及粉尘等有害物质，

其烟气经过一段烟道、二段烟道和净化系统进行净化，回收成可利用的转炉煤气，而由于烟道长期受到高温、高压的作用下，其使用寿命较短，通常为24个月，因此转炉烟道更换就成为炼钢检修的重点项目，一段烟道重量较重，体积较大，作业空间狭小，更换时较困难，检修时间长，一般一段烟道更换都放在转炉年修期间进行；转炉活动段烟道体积大、重量大，安装位置非常狭小，给更换带来了很大的难度，使用寿命2年，今后每年需要更换一次，检修成本较大，检修周期较长。炼钢二工序一期工程1#转炉自05初投产以来，因其部泄露，腐蚀严重，决定更换。探讨可行的更换方案有利于提高效率，对企业的经济效益也有很大的影响。

一、施工困难条件

1、检修周期短。对于更换活动段烟道这一检修项目来说，生产比较紧，给予的检修时间一般较短，如何在最短的时间，保质保量的完成检修任务，成为检修施工的瓶颈问题。

2、检修人员不足。最近几年公司进行了人力资源整合，检修人员除去日常维护人员，对于进行专业性的大修人员不是很多，厂区工程多，人员少，是一个需要克服的难题。

3、检修成本较少。公司近两年进行检修体制改革，给予的检修费用在逐年减少，如何在给定的检修成本完成工程，这要求施工人员最大限度的节约备件。

二、作业技术难点

1、吊点的确认。由于活动烟道形状是不规则体，周围布满了各种介质管道及平台等构件，中间吊运过程中应尽量减少倒绳次数，因此在其吊装过程中吊点确定一定要准确可靠。

2、起重设备的选择。由于天车和电葫芦等起重设备不能直接使用，需要在实际检修中设置两台37KW的卷扬，配合若干滑轮组，在一段烟道吊出吊入炉壳时需天车和卷扬二者密切配合，因此辅助起重设备选择必须可靠。

3、安装精度较高。活动段烟道下部和转炉炉口相连，直接决定转炉炉口中心和标高，上部与一段烟道相连，在其升降时不得影响到上部一段烟道，其中部的氧枪水套中心线必须与转炉中心线必须一致，同时从工序上影响着一段烟

道及炉壳的安装调整，因此要求活动烟道调整就位必须在8-10小时完成，因此快速准确地对活动烟道调整就位成为其更换的关键。

三、方案的确立

1、技术参数

活动段烟道安装在转炉炉口上方与固定段烟道之间，活动段烟道下口标高13m，上口标高为23m，直径3.2m，总宽4.8m，总长10.4m，总重28.55t，与水平方向成55ｏ夹角。

2、安装位置条件分析

1＃转炉活动段烟道安装在炉子跨，炉口上方与固定段之间，距炉口1.2m，与固定段之间通过膨胀节由螺栓连接，膨胀节最大伸缩量50mm，穿过横移小车由支架坐在横移小车横梁上。由于此次只更换活动段，炉体和固定段不动，如果在原位置拆除必需要拆炉体，拆炉体是一件非常浩大的工程，检修成本和检修周期太长，所以在原位拆除就无法实现，只能在别处拆除，现就必须将横移小车和移动段同时移出进行拆除更换。拆除横移小车和移动段工程量相对较小，检修周期可控在围，因此，针对这一方案进行实施。

3、原始标高留设及起重设备的设置

旧活动段烟道的原始数据较为重要，对它的准确记录能保证新活动段烟道就位后的快速调整和检修质量的保证。对旧活动段烟道的数据记录要全方位，并且数据要真实、可靠，以防止拆除后新烟道调整不到位的现象发生。对旧烟道原始数据进行留设需多人分两次测量以确保可靠性。在以往的检修方案中，有许多在拆除前没有对预留旧烟道标高、旧活动烟道中心位置固定，导致安装不导致，重复施工现象。

（1）、核对新旧烟道尺寸，特别是新旧烟道各个筋板位置是否一致。（在年修之前进行，特别是各个筋板的位置和间距，此项很关键，直接影响着整个活动段烟道调整）在以往的检修中出现过类似的故障，等新的活动段烟道安装到位后有部分筋板位置不一致，导致检修返工，推延10几个小时的检修工期。

（2）、预留旧烟道标高。在14平台处测量东西南北方向筋板到梁或平台高度（留设的点必须是永久的、不可拆除的，在以往的检修方案中，此留设点被检修完拆除，导致后期维护工作难以开展，必须重新测量、焊接，很大程度上加大的检修成本）；烟道下口四个方向标高返到南北两侧水泥柱上，及到炉体轨道上的尺寸。

（3）、旧活动烟道中心位置。在14平台上，在旧活动段烟道筋板上选四个点，挂垂线将旧烟道4个方向返到四周梁柱上且不影响拆除工作。在拆除工作开始后，需要设专人看护此垂线，防止在移动过程中，挂掉垂线，若挂掉后，旧烟道还需回装重新确认中心位置，这样一来不仅推延工期，还丢失了原始的留设数据，对检修后的质量很难保证。

（4）、在氧枪水套上方500mm处设一吊点，设4×4滑轮，利用卷扬37KW（设在22平台处），钢丝绳从22m平台到31m平台，从氧枪通廊到达烟道吊点上。在南北方向设2个吊点，使用2台5t倒链。对于前期设置好这几次挂点，对后期的吊装工作有很大的帮助，可减少需要意想不到的吊装点不到位问题。

4、活动段烟道出、进线路分析

活动段烟道更换过程较长，吊装重量较大，施工人员较多，如何在吊装过程中保证人员的合理使用，吊装器械的合理配置，检修施工的安全，这都是需要考虑的问题。从更换过程来看，确定好活动段烟道的进路线和出路线可以解决

上述的问题，因此活动段烟道的出、进线路是烟道更换的关键点和难点。若将这个问题解决了，可以说工程进行了一大半了。现对烟道的出、进线路进行了可行性分析。

活动段烟道安装在炉子跨，如果将烟道在炉子跨经过氧枪通廊移出，氧枪通廊最小距离3m，烟道最宽处4.8m，沿途都要进行拆除，有些立柱和结构梁是厂房结构主梁不能进行拆除。另外氧枪通廊的天车最大起重量是10t，烟道重量28.55t，烟道的横移运动就很难实现。所以只有将烟道在横移小车移出后，在移出位置将烟道吊运之加料跨，用14＃或13＃天车配合烟道更换。

烟道从炉子跨移到加料跨从现场环境看只有三个位置可以移出，其它位置都无法进行：

⑴、转炉炉口上方移出。

⑵、天车梁上方移出。

⑶、转炉倾动减速机上方移出。

这三个位置移出的条件分析：

⑴、转炉炉口上方移出：若从转炉炉口上方移出，在炉体不拆除的情况下只有拆除厂房天车梁（炉体与天车梁最低点只有2.03m）。如果拆除天车梁，势必影响2＃、3＃转炉生产，其二，天车梁是承载天车的支撑梁，为了保证强度不允许部分拆除。所以这个方案不可行。

⑵、天车大车轨道梁上方移出：若从天车梁上方移出，需将烟道放置成水平，烟道在横移小车移出位置，起升后由于12＃立柱限制，在原位不能将烟道放置成水平，只能向西移动才能进行。由于烟道重量过大，不能使用10t天车起吊，只能在35m平台处设置临时吊梁，临时吊梁只能完成垂直运输，无法进行水平运输，所以这一方案也不可行。

⑶、转炉倾动减速机上方移出：若从转炉倾动减速机上方移出，必须将横移小车移进工作位置，将横移小车西侧轨道梁拆除，将倾动减速机上方平台拆除，只需烟道进行垂直运输，无需水平运输。拆除后这个空间东西向距离6.3m，南北向距离6m，高度7.04m（天车梁与倾动减速机之间）。将烟道倾斜放置就可以进出。所以此方案可行。横移小车轨道梁在11＃立柱与12＃立柱之间，可以保护性拆除，不影响其强度和使用。减速机上方的平台是保护性平台，没有主结构梁支撑，可以拆除或移位。（按1：30比例对影响部位进行模拟，如图1所示）

图1

5、施工环境分析

1#转炉活动段烟道更换，2#转炉、3#转炉需要正常生产，生产现场吊装钢包的天车在施工人员头顶来回走动，冶炼钢水到处喷溅，这些客观因素关乎施工人员的人身安全，施工作业环境因素对施工影响较大，施工作业前派专门的人员对现场施工环境进行可行性分析，对每处关乎施工人员人身安全的危险因素和影响吊装的现场设备进行一一记录，综合分析现场环境，做到安全最大化，工期影响最小化，保证在规定时间保质保量的完成检修施工任务。

⑴、在活动段烟道更换作业期间，由于2#转炉、3#转炉正常生产，在使用加料跨天车时对2#转炉、3#转炉兑铁水造成很大影响，如安排协调不当可能造成2#转炉、3#转炉停产，酿成检修事故。基于这些原因，在使用天车时必须要有计划安排，与生产岗位方进行作业前协调，在保证2#转炉、3#转炉正常生产的前提下进行吊装作业，万不可影响生产。

⑵、由于烟道位于炉子跨，炉子跨只有10吨天车，移动段烟道重量28.55吨，无法直接用天车吊装，又没有其它起重设施停放位置，所以只能制作临时吊装梁使用卷扬进行吊装作业。制作临时吊装梁必须有精确的计算，确保可承受的重量达到卷扬的使用要求，制作时要留有余量，保证施工质量和施工安全。

⑶、由于吊装梁只能利用厂房框架上▽33.975m和▽35.65m的梁作为支承，此位置正好影响2#、3#转炉氧枪的更换。在进行吊装作业前预算好吊装所需要的最大时间和出现意外情况后需要回复的最大时间，以确保2#转炉和3#转炉的正常炼钢。所以在施工期间，2#转炉、3#转炉机旁必须储备足够的氧枪使用。这要求我们为生产方提供准确的时间，以便氧枪在正常供应条件下达到最小储备量，减小施工所带来的追加成本。

⑷、由于烟道更换需拆除周围设施的拆除量大，重量大多需要用10吨天车配合，所以作业时必须保证天车的完好性。作业前要求岗位人员全天轮流派人

巡检天车，让公司天车检修人员（包括机械、电气人员）随时待命，确保天车在规定时间正常使用，同时做好天车的使用协调工作，因为在2#转炉和3#转炉的正常炼钢情况下，需要天车进行兑铁、除渣、加废钢等等，在不影响生产的情况下，最大量使用天车。

6、施工特点

按其安装位置来看，由于烟道体积大、重量大、且需从炉子跨空中移动到加料跨。这项工程的施工空间非常狭小、交叉作业多、起重量大、作业程序多、上道工序对下道工序影响的程度大、需拆除周围设施量大。

7、施工安全环境和施工事项分析

根据施工特点及该区域危险源辨识清单，分析施工安全环境和施工事项。

（1）、由于施工空间非常狭小，这要求检修人员在检修作业前要对周围作业环境的危险因素做详细辨识，做到防未然，以免出现砸伤、挤伤事故。

（2）、该区域交叉作业多，上面有天车作业、中间有焊工作业，下面还有钳工作业，这就存在较多的危险因素，尤其是要注意砸伤事故的发生。派专人在施工现场监护上面的施工人员。

（3）、作业程序很多，在作业前要认真交代，每个小程序的负责人都要有施工进度图、施工步骤，确保按预定程序进行，避免返工作业。

（4）、上道工序对下道工序影响程度很大，要求施工负责人要把握尺度，在对接关键部位要做到下道工序服从下到工序的精神，确保一次到位。

（5）、由于2#转炉、3#转炉生产兑铁水要经过1#转炉炉前平台，检修人员在施工工程中设置专门的互保监护人员，对出现头顶吊物的情况下，提醒施工人员要注意避让。铁水在某些未知的情况下会出现喷溅，导致烧伤事故，一定不可在铁水钢包下工作。

（6）、上下交叉作业比较多，活动段烟道、炉体、炉下都有项目施工。注意通讯工具的配备，各负责人人手一把对讲机，打到统一频道进行即时沟通。

（7）、高空作业比较多。施工中高空作业一定要挂安全带，做到高挂低用，确保自身安全。

（8）、在18m平台以上，由于2#转炉、3#转炉生产存在煤气，要求作业人员要佩戴检验合格的煤气报警器，在煤气含量达到危险值是要撤离检修现场，带煤气散后在进入施工现场。

四、方案的设定

1、确定拆装顺序

安排原则：在不影响工期、质量的前提下，尽量避免安排交叉作业。上道工序施工不影响下道工序施工的可安排同时作业，否则安排顺序作业，施工顺序如下：

（1）、拆除活动烟罩移动小车上的各种介质管道、平台、膨胀节，使小车具备移动条件；同时拆除转炉南侧挡火墙影响小车移出的隔热板（两层）、二次除尘集烟罩（南侧部分）以及倾动减速机上部二层平台及横梁；搭建保护减速机的保护平台。

（2）、移出小车。

（3）、拆除小车上的水冷隔热板、活动段与小车的连接部分。

（4）、将活动段烟道破坏性切割拆除，用氧枪10t天车吊出。

（5）、将活动烟罩放到二次平台。

（6）、小车移回。