150t转炉快速大修的实践
T0tal No．148 冶金设备 总第148期
December 2004 METALLURGICAL EQUIPMENT 2004年l2月第6期
·设备大修·
150t转炉快速大修的实践
陈德亮①施卫忠张龙
(上海宝钢集团梅山钢铁有限公司炼钢厂江苏南京210039)
摘要 针对转炉快速大修中所存在由于场地狭窄、设备重量大、时间紧等问题给出了一套有效的解决
方案，同时系统的阐述了将转炉双斜面把持结构改为三点球面结构的技术改造过程。
关键词转炉三点球面炉壳 大修
中图分类号TF341 文献标识码 B
Practice of the Fast Overhaul 1 50t Converter
Chen Deliang Shi Weizhong Zhang Long
(Steel Making Plant of Meishang)
ABSTRACT The effective program at fast overhaul of the converter due to small of the space，great of the e·
quipment weight and u~ent of the time are discussed．At the sable time the technology and rebuilding process about
changing the double inclined plane supporting structure into thee—point spherical surface supporting structure are
expound．
KEYWORDS Converter Three—point spherical surface structure Converter shell Overhaul
1概述
梅山炼钢厂装备的二台150t双斜面把持结
构的转炉，是日本新日铁为墨西哥设计制造的设
备，其技术水平相当于20世纪70年代初世界水
平，这二台转炉在墨西哥生产使用9年，1999年4
月拆迁到梅钢安装投产，到2004年共使用了14
年，由于诸多的因素，两台转炉在各方面都存在
问题，给生产、管理也带来许多问题，安全方面更
是存在很大的隐患。鉴于以上原因梅钢决定联
合北京冶金设备研究设计总院等单位对其进行
技术性改造大修。
2 问题分析及改造方案的确定
2．1问题分析
转炉炉壳属薄壁壳体结构，长期受高温、重
力和倾转力矩的作用，炉壳在机械应力、热应力
和热膨胀应力的综合作用下会发生变形，生产率
的提高和炉衬砖的材料性质都会加速炉壳的变
形速度，而且由于使用年限长，炉身和炉帽热疲
劳变形十分严重，炉帽部的变形已影响内衬砌筑
的质量，炉身部在炉前方向的变形已造成炉壳同
托圈间无间隙，对转炉正常稳定生产造成潜在的
威胁，所以必须更换炉壳。
双斜面多点把持结构，是20世纪50年代的
技术，国内目前普遍使用三点球面支撑的结构，
由于双斜面而多点把持在使用3年后就会出现斜
面支撑板松动，在摇炉倾动过程中产生斜板滑
移，引起炉体冲击，晃动前同时会发出冲击声和
硬挤压声，对炉壳炉身段的钢板拉伸减薄影响较
大，并且双斜面结构中的斜垫板易松动，维修工
作量极大。所以只有改造才能稳定其性能。
①作者简介：陈德亮，男，1962年出生，学士，高级工程师，1983年毕业于安徽工业
大学
一44—
陈德亮等： 150t转炉快速大修的实践 2004年l2月第6期
2．2改造方案确定
梅钢公司设备部多次组织专家和工程技术
人员探讨研究，最终决定对以下项目进行改造：
1)更换炉壳；
2)双斜面多点把持改为三点球面支撑结构；
3)更换水冷烟道。
3改造的关键技术及解决方案
3．1主吊点的确定
转炉安装点在厂房中的位置说明。
炉 ] 囟 。—。＼
f {上 因
I
L_】
主吊粱
Ul
。 健 10．3m
二=4 ()
图1 转炉安装点在厂房中的位置
通过现场多次实际测量，发现炉后渣道吹氩
站处有效空间是高5．4m，宽为6．5m，炉前渣道的
有效空间是高6．3m，宽7．4m，可基本满足改造对
空间的要求。
2)安装时物件进出位置和吊装方案
根据转炉的安装位置和现有厂房的结构形
式，经反复讨论确定吊装方案：采用定点同步油
缸提升机构进行原位升降的办法。旧炉壳分二
段拆除，利用钢水罐车的轨道制作一台滑移小
车，用卷扬将小车从渣道向炉前方向拖至吊装孔
下方，再用行车把物件吊走。
新炉壳中下段预先组装后，用行车经炉前平
台的吊装孔吊至钢包车轨道的滑移小车上，再将
中下段拖至托圈下部；上段由于有 8600mm的
大法兰，平台的吊装孔无法通过，所以只能在炉
前8．8m平台和托圈上方临时设滑道和支架，将
上段吊至滑架上后，平拖至托圈上方。
主吊梁设在23m平台，其中二根主梁横跨C
—D跨厂房，二根次梁骑在主梁上，四个同步提升
油缸安装在次梁上，要求四个同步油缸垂直受力
升降，且四等分转炉耳轴中心线，由于23m平台
加料侧有氧枪固定轨道支座，使得加料侧主吊次
梁安装时靠耳轴中心线太近，决定将正方形吊盘
改制成长方形，只花10小时就改造完成，即不妨
碍吊装，又能通过梁间的空档。
3．2三点球面支撑结构
三点球面支撑结构如图2所示。
螺母 螺栓
图2 三点球面支撑结构示意图
3．2．1三点球面支撑结构定位精度
三点球面支撑定位精度设计要求<3mm，然
而在实际安装中要符合精度很难，用全程位置仪
定位必须按照以下步骤进行：测量0位时托圈上
表面的水平度一测量并拉出耳轴中心线一测量
耳轴中心线所对应的托圈实际内径一在托圈上
对应耳轴中心线位置找出同三点定位同园的点
为基准点一以基准点为基础分别测量出三个三
点球面支撑的安装位一复测安装点到耳轴中心
线对应的托圈内径交点的尺寸两侧是否一致。
施工单位在测量定位时，由于给的基准点不
对，造成全程位置测量仪测出的三点中心同托圈
中心误差较大，在复测中发现两侧数据不
一致。
经过重找基准点后再测量，才得到准确的安装
点。最终确认的三点球面安装点的中心同托圈
中心的偏移量小于2mm。
3．2．2三点球面支撑座的安装
三点球面支撑座的安装是此次改造项目的
关键所在，难度大，技术含量高。主要表现在焊
接质量和同心度难以确保两方面。如图3所示。
墨[
图3 三点球面支撑座焊接示意图(单位咖)
施工时，首先要求焊缝的是熔透性焊接，
100％超探检验不低于II标准，焊后除氢去应力
退火。对于这些要求，安装单位制定了详细的焊
一45—
总第148期 冶金设备 2004年12月第6期
接方案，按照焊接要求严格每个工序。除常规的
焊条烘干保温，焊接区焊前预热、焊后保温外，还
针对熔透问题和应力、变形问题采取了一些非常
规办法。如由于坡口角度小用2．5ram焊条打底，
用6mm碳棒清根，防焊接变形采用分层对称焊
接，焊一层用气锤锤一遍等，焊后用耐火纤维盖
严用电热板加温退火。然而，最令人担心的是托
圈为二手进口设备，对其上面板的材质性能不了
解，150mm厚板是否做过z向试验，不得而知。
因此，对支座在使用过程中托圈面板是否会出现
层状撕裂的问题必须给以高度重视。针对这一
问题，实际当中采取在托圈外侧复板增大受力面
积，降低托圈面板层间应力的方法来解决。
其次是支座板同心度的保证，两耳板间隔
800mm，经过焊接和退火后，无法避免不变形，而
耳板中心孔和销轴是机加工件，加工配合间隙要
求0．19mm～0．43ram，为9级精度。保证同心，保
证设计精度使销轴能快速顺利穿装到位是必须
解决的问题。
实际采用的办法是用芯轴过渡，芯轴配合处
轴径比标准轴大0．10mm～0．15mm，中间段偏小
Imm～2mm，为了拆装方便两端和中间过渡处采
用15。倒角，配合段制成梅花形。芯轴同耳板在
下面装配固定后整体吊到托圈上定位焊接，等焊
接好退火后再将芯轴拆除。
3．3安装顺序的确定
为了在30天内完成项目内容，制定周密的施
工方案和进度网络其主要顺序如下：
停炉前完成全部准备工作，包括中、下段的
组装焊接及上段冷却水管和挡渣板的安装(只要
不影响吊装)一拆炉衬和三罩一拆旧水冷烟道、
新水冷烟道预先就位一架设吊装梁和主吊点一
拆旧炉壳下段一拆旧炉壳中上段一托圈赘物拆
除打磨一托圈检测、三点球面座定位安装一新炉
壳分段拖至吊装位一炉壳拼装焊接一三点球面
支撑安装一主吊点拆除一水冷烟道和裙罩下烟
罩安装一砌炉一活动烟道安装复位一调试烘炉
一试生产。
4改造效果
通过一年多时间的
精心准备，27天全力以赴
的现场实践，梅钢1 转炉于2004年3月烘炉生
产，经过一个多月的运行和定修时检查、测量，两
台转炉的大修都达到了预期的效果。
生产时电流稳定在650A左右，风冷正常，水
冷炉口回水温度比以前高3℃，裙板保护和导渣
状态良好，达到了预期的改造效果。
4结束语
将双斜面把持结构的转炉改为三点球面支
撑结构，并且在利用原托圈的基础上增加了风冷
系统和水冷旋转接头的改造，在不改变转炉性能
参数的前提下使转炉的装备质量得到最大范围
的提升。这是一个成功的经验，这种思路可在同
类设备或其他地方得到借鉴和推广。三点球面
支座经过一段时间的生产，没有发现任何隐患，
说明安装质量达到设计要求，对于支座定位方
法，同心保证，防层状撕裂措施及焊接退火工艺
技术方案等一系列有效步骤和手段的采用是成
功的，具有一定的推广应用价值。
参考文献
[1]陈民等．转炉煤气系统适应性优化改造．<节能)，
2003(2)总(247)
[2]王隆寿．300t转炉炉体更新技术．<宝钢技术)，1998
(6)
[2]肖笙．120t炼钢转炉托圈支承结构改造．<四川冶金)，
2004(2)
(收稿日期：2004—08—11)
· ．- ’■ —■ — k—■ —■ ’■ —■ ‘ ．- —■ — ‘j■ —■ ’■ —■ — k’■ —■ ‘壹．- ‘壹．- —■ ·誓}’■ —■ ’■ —■ ·壹．tr‘壹．- —■ —■ ·壹．- ·壹．- · ·壹．- ·蕾}—■ ‘j■ ·壹-- ·壹．- —■ ，壹‘ —■
(接l0页)
都：西南交通大学出版社，1986
[4]宝钢炼钢部．430t／80×21．4m铸造起重机主梁寿命评
估．武汉科技大学冶金设备研究所，2002
．．———46．--——
[5]徐灏．疲劳强度．北京：高等教育出版社，1990
[6]侯澍曼，李友荣．基于三维有限元的卸船机悬臂梁强
度分析．港口装卸，2002．(6)
(收稿日期：2Oo4—07—16)