熱軋牌坊安裝工藝研究

王玉陶 薛小飛 裴變金 師軍東

(太原重工股份有限公司軋鋼分公司，山西030024)

在鋼板軋制過程中，軋機是最主要的關(guān)鍵設(shè)備之一，軋機的安裝、裝配精度直接制約著板帶產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。牌坊是熱軋機的核心件，牌坊上安裝了彎輥塊、竄輥塊、AGC缸等精密零部件，同時也是軋制線上前后輔助設(shè)備的基準，且牌坊單件重量大，對鑄件的質(zhì)量要求較高，加工工序復(fù)雜，尺寸形位公差要求高。此外受現(xiàn)場土建臟亂差等施工環(huán)境的影響，大大增加了牌坊安裝調(diào)試的難度。近年來，國內(nèi)外熱軋線項目較多，在現(xiàn)場牌坊起吊過程中，常常遇到廠房起吊空間不足的情況，結(jié)合某鋼廠2050 mm熱軋軋機牌坊吊裝、安裝、調(diào)試的過程，為了降低安裝成本，利用現(xiàn)場現(xiàn)有資源，在確保安全、高效安裝的基礎(chǔ)上，研究出大型牌坊的起吊、安裝工藝，對以后類似項目的安裝具有重要意義。

1 牌坊吊裝影響因素分析

1.1 項目簡介

某鋼廠新建2050 mm熱軋生產(chǎn)線，年產(chǎn)量為373.3萬t，機組尺寸及重量見表1。廠房主產(chǎn)車間跨距為522.13 m，寬度為30 m，廠房鋼結(jié)構(gòu)采用單層多跨距形式，上柱為實腹柱，下柱為格構(gòu)式柱，車間跨區(qū)分別安裝了標高為12.5 m的兩臺120 t25 t、兩臺32 t5 t、1臺55 t10 t橋式起重機。

1.2 影響因素分析

根據(jù)項目簡介分析發(fā)現(xiàn)，在牌坊吊裝過程中，存在以下問題：

(1)起重機的起重能力120 t，R2粗軋牌坊單件重量235 t，故橋式起重機的起重能力不能滿足單件牌坊的起吊。

(2)行車標高為+12.5 m，小于機架和吊裝工具的總高度，故起吊過程中，牌坊底面會低于±0 mm水平基準面。

表1 軋機機組參數(shù)

2 牌坊的吊裝工具的設(shè)計

2.1 卸車過程設(shè)計

廠房內(nèi)運輸車、地基、軋制線等相關(guān)位置尺寸情況如圖1所示，因廠房內(nèi)的運輸車具有90°轉(zhuǎn)彎功能，運輸車可以停在與軋制線相對平行的位置，牌坊的卸車可以用兩臺120 t的橋式起重機完成。

2.2 車間起吊空間計算

機架作為軋機設(shè)備中最核心、關(guān)鍵的零部件之一，具有單件重量大、安裝精度高、施工周期長等特點，且軋機機架安裝的過程控制是軋機設(shè)備安裝控制的關(guān)鍵點。

當兩臺120 t橋式起重機的防撞頭靠在一起時，起重機大吊鉤之間的距離為10.6 m，在保證安全的情況下，要盡量減小扁擔梁的重量，故扁擔梁起吊孔的中心距可選擇11 m，其截面尺寸為長1000 mm×寬1500 mm，上下面板厚50 mm，兩側(cè)面板厚40 mm。牌坊起吊簡圖如圖2所示。

圖1 牌坊卸車簡圖

圖2 牌坊吊裝簡圖

由圖2可知，牌坊最大總高度H為：

H=L1+L2+H1+H2

=10630 mm+1000 mm+2180 mm+600 mm

=14410 mm>12500 mm

式中，L1為機架高度(mm)；L2為機架到起吊鉤的距離(mm)；H1為扁擔梁到起吊鉤的距離(mm)；H2為扁擔梁到起重機底面距離(mm)。

因此，在起吊過程中，因受廠房尺寸的限制，牌坊無法直立起吊。

2.3 預(yù)留起吊坑的設(shè)計

綜上所述，在牌坊起吊過程中，因起吊高度高于橋式起重機軌面標高，即牌坊上有14410 mm-12500 mm=1910 mm，部分本體低于±0 mm水平面，起吊空間嚴重不足。結(jié)合現(xiàn)場軋機基礎(chǔ)實際情況，為降低安裝投資，縮短安裝周期，便于地基施工，在牌坊地基旁邊預(yù)留起吊坑，在牌坊安裝完成后，再二次按圖灌漿澆筑地基，R2牌坊的起吊坑的預(yù)留位置如圖3所示，在換輥側(cè)的出口位置。

3 大型軋機聯(lián)合吊裝過程

3.1 安裝前準備工作

安裝前準備工作主要有道路和場地準備、地基相對沉降量的測量、軋機軌座的安裝、橋式起重機及起吊工具繩索的準備、人員培訓(xùn)等，其中有兩處關(guān)鍵步驟，分別為基準點的預(yù)埋和導(dǎo)軌座精度的預(yù)調(diào)整。

(1)基準點的預(yù)埋：為便于全線設(shè)備的安裝和設(shè)備精度的檢修，常在軋制中心線和其余主機設(shè)備處預(yù)埋不銹鋼材料的中心標板和基準點，如圖4所示。

圖3 R2牌坊地基預(yù)留的起吊坑

圖4 基準點預(yù)埋簡圖

(2)導(dǎo)軌座的預(yù)調(diào)整：在導(dǎo)軌座安裝的過程中，為便于牌坊的安裝，將兩軌道間的距離按圖紙尺寸放大1.5 mm左右，待兩導(dǎo)軌座位置、標高、水平度調(diào)整完成后，再依次緊固地腳螺栓，其導(dǎo)軌座的檢測方法如圖5所示。

3.2 牌坊的安裝過程

在整條軋機線的安裝過程中，為了防止地基載荷偏重和非線性沉降，一般是先安裝傳動側(cè)機架(DS)，再安裝操作側(cè)機架(OS)，且由中間向兩邊一次對稱安裝，牌坊的安裝過程主要分為以下步驟：

圖5 導(dǎo)軌座檢測簡圖

圖6 牌坊精度檢測示意簡圖

(1)牌坊的運輸機卸車：按照安裝順序，裝車過程中要求牌坊內(nèi)側(cè)面朝下墊枕木，然后將牌坊依次按規(guī)劃路線運輸?shù)杰囬g，注意防護機架上已安裝輔件。牌坊運輸?shù)街付ㄎ恢煤?，為防止鋼絲繩劃傷牌坊表面及棱角，應(yīng)在牌坊邊角處墊用圓弧形鋼板，為避免起吊過程中鋼絲繩滑動，弧形鋼板間用型鋼或槽鋼焊接固定，但不允許弧形板或槽鋼與機架焊接。鋼絲繩綁定后，慢慢升主鉤，使牌坊前后鋼絲繩受力均勻，將牌坊起升200 mm，靜止10 min，仔細檢查起重機和起吊工具，無異常后再進行下一步操作。

(2)牌坊的起吊：將牌坊卸在指定位置后，將起重機和扁擔梁組裝并檢查，掛繩，慢慢提升大鉤使機架直立，在機架離地面100 mm時檢查確認起吊工具，待機架平穩(wěn)后，將其緩慢移至軋制中心線位置，到達導(dǎo)軌座正上方后停止，機架停止晃動后，將其人工輔助緩慢旋轉(zhuǎn)90°，機架平穩(wěn)后，起重機緩緩落鉤，直至牌坊就位，注意人員安全。

(3)牌坊預(yù)調(diào)整：為保證驅(qū)動裝置的精度，應(yīng)以傳動側(cè)牌坊為基準，同時先緊固傳動側(cè)橫梁，牌坊安裝精度測量法如圖6所示，主要有牌坊窗口垂直度、牌坊側(cè)面垂直度、牌坊水平度、牌坊窗口面的扭斜和水平偏移，機架總體安裝精度應(yīng)符合GB 50386—2006《軋機機械設(shè)備工程安裝驗收規(guī)范》的Ⅰ級要求。

(4)地腳螺栓的緊固：按照圖紙預(yù)緊力要求使用液壓扳手將其一次對稱緊固。

(5)牌坊二次精調(diào)整：當牌坊預(yù)調(diào)整安裝完成后，待地基沉降穩(wěn)定，對于個別因地基非線性沉降而引起精度超差的牌坊，對其超差的精度進行二次精調(diào)整，直至滿足精度要求。

4 結(jié)語

以某鋼廠2050 mm熱軋項目為研究對象，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，利用現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備等情況設(shè)計了牌坊的安裝步驟及交檢細節(jié)，克服了安裝空間不足，安全經(jīng)濟快速高效地完成了牌坊的安裝調(diào)試工作，縮短了安裝周期，大大節(jié)約了安裝成本，為以后類似大型工件的吊裝工藝提供了參考。