大型連鑄鋼包回轉臺大軸承更換頂升裝置及技術研究

1、大型連鑄鋼包回轉臺大軸承更換頂升裝置及技術研究摘 要：寧波鋼鐵鋼包回轉臺總量為280.74 噸，回轉體及以上附件總重量約224 噸，鋼包回轉臺回轉軸承突然損壞后，在無專用吊具的情況下，采用了四臺液壓千斤頂頂升更換回轉臺回轉軸承的方案，事實表明方案選擇正確，不僅在不影響其它鑄機的生產情況下極大的縮短了更換時間，而且高效、保質保量的完成了回轉軸承的更換。關鍵詞：鋼包回轉臺回轉大軸承頂升 更換引言在人類工業(yè)化發(fā)展到如今的歷程中，所取得無數(shù)的矚目成就，都不是一蹴而就，往往經過多番論證，方案優(yōu)中擇優(yōu)但又準備備用方案，確保任何突發(fā)狀態(tài)也能順利實施項目。而往往在我們的項目實施過程中，很多突發(fā)事件并沒有準備充

2、分的方案來應對，這就需要實施項目的人員，充分利用經驗與專業(yè)技能的結合，迅速給出應急方案措施來補救。因此提前策劃在困難情況下的補救措施是各類項目實施的關鍵。大型連鑄回轉臺軸承更換一般采用的是使用專用吊具，雙跨內的橋式起重機雙機抬吊的作業(yè)方法，該方案比較成熟，但是實施此方案時意味著起重機必須服務于該項目卻不能投入到生產中，從而引發(fā)停產。大型連鑄回轉臺回轉軸承更換鞍臂頂升裝置的研發(fā)和施工卻能解決在不適用行車的情況下直接對回轉臺軸承進行更換，意味著不用停產。其經濟價值巨大，大型鋼廠的停產一日即使不算效益，其損失的費用也是數(shù)以百萬計。開發(fā)連鑄回轉臺回轉軸承更換鞍臂頂升裝置，解決不停產即可更換軸承的有效途

3、徑。其主要施工方法即是設計安置回轉臺支撐體系，采用一體多級式液壓千斤頂升體系將重達幾百噸的回轉臺垂直水平頂升，同時架構軸承滑移裝置，完成新舊軸承的置換，再通過液壓頂升體系回落整個回轉臺。鋼包回轉臺是用于把鋼包旋出或旋入澆注位置的裝置，其主要由塔座、回轉體、傳動裝置、 升降臂、 升降液壓缸、回轉大軸承、液壓事故驅動裝置等組成，是典型的重載、低速回轉的重型設備（圖1） 。圖 1 鋼包回轉臺結構簡圖鋼包回轉臺能夠在升降臂上同時承放兩個鋼包，一個用于澆注，另一個處于待澆狀態(tài)。鋼包回轉臺可以減少換包時間，有利于實現(xiàn)多爐連澆，并且回轉臺本身也可實現(xiàn)鋼液的異跨運輸?；剞D臺傳動系統(tǒng)由主傳動電機經減速機后連接中

4、間惰輪，再由中間惰輪連接至回轉大軸承。以寧波鋼鐵2#連鑄鋼包回轉為例，其大軸承于2004年安裝 ,2007 年 5建成投產 , 于2014年 6 月 30 日第一次發(fā)生卡阻，后續(xù)檢查回轉大軸承內外圈螺栓均有不同程度的松動， 7 月 11 日進行了緊固。期間采取了異常應對措施，主要包括縮短給油脂周期、間隙測量、油品化驗、聯(lián)接螺栓檢查堅固及回轉大軸承更換準備。7 月 26 日發(fā)生嚴重卡阻，甚至空載也難以轉動，并伴有異常響聲、抖動，分析判定回轉大軸承損壞，緊急組織更換軸承，歷時108 小時 31 分鐘，構成一級設備事故，給公司生產經營帶來巨大的負面影響。鋼包回轉臺大軸承更換頂升裝置及技術研發(fā)方案選擇

5、現(xiàn)行國內的連鑄回轉臺為了實現(xiàn)雙跨間鋼水受接及澆鑄，回轉臺基本位于行車梁正下方， （寧鋼為例見示意圖一），基本單跨內的行車無法對回轉臺上的回轉體直接進行吊裝， 國內回轉臺回轉大軸承的更換較為成熟方案是利用回轉臺橫向雙跨的行車和專用吊具進行抬吊起升，移位后并配備1 臺 80 噸汽車吊位于FG跨對回轉軸承進行更換。該方案但考慮此次的2#回轉臺回轉大軸承更換為無計劃的搶修作業(yè),2#回轉臺大軸承利用抬吊方案更換時, 占用兩臺生產行車時間較長, 影響 1#鑄機的生產且抬吊用的專用吊具還在加工制作中, 所以抬吊方案不可行。寧鋼為例見示意圖一回轉臺第二種方案不采用行車吊裝，在回轉臺兩側鞍座臂底部做支撐架，使用

6、4 臺 200t的千斤頂頂升施工，回轉體頂升后在澆鑄位制作滑道機構及軸承存放架，使用手拉葫蘆借用滑道滑出大軸承完成更換作業(yè), 此方案不影響1#鑄機的正常生產, 且不需要專用更換吊具 , 更換所用的4 套 200T 千斤頂可以寧鋼廠內協(xié)調, 經過反復論證采用第二種頂升方案來完成2#回轉臺回轉大軸承的更換作業(yè)符合當前現(xiàn)場狀況。更換施工流程2 鋼包回轉臺更換流程頂升前準備工作回轉臺停至等待位后, 停電、斷能，吊離溢流槽，拆除底座周邊耐火磚，；回轉臺1#、 2#鞍座臂下方安裝支撐底座，設備拆除時，部分螺栓無法再次使用，請做好設備上部分易損品種螺栓的備件。回轉臺大包蓋直接使用14#（140/70t） 行

7、車吊離至澆鑄平臺區(qū)存放；升降臂降到“0”位（最低位）后，停液壓，安裝回轉臺升降臂支撐連接件（內部用 4 根 D273*13的鋼管代用），保持回轉體整體鋼性，頂升過程中無位移（圖3） ；升降臂與上部拉桿之間活動銷軸的4 處門型洞口焊接筋板，保證頂升時回轉臺整體鋼性的強度，增加安全性能。液壓、電氣滑環(huán)拆除，先將電氣、液壓等配線配管做好標記后，保護性拆除，再利用回轉臺內部的掛設吊裝點，掛設2 臺 5 噸手拉葫蘆，吊裝帶設置在滑環(huán)頂部的連接軸位置，使吊裝帶受力，人員站在滑環(huán)中間部位的平臺上操縱手拉葫蘆，綁定穩(wěn)固后，拆除滑環(huán)的連接軸螺栓，電氣滑環(huán)可不用全部拆除，只把電氣滑環(huán)等電纜配線進行拆除即可（電氣滑

8、環(huán)安裝位置高度不影響大軸承滑出）；掀開減速機、惰輪防護罩，惰輪拆除。拆除回轉大軸承內外圈連接螺栓，拆除時內外圈螺栓需各預留8 顆不完全拆除，拆除回轉臺的4 個液壓鎖緊裝置；靠近 4個鞍座臂下方大軸承外圈螺栓孔穿入4根 M30的 T型螺栓（T 型頭螺栓頭上焊接吊點），在回轉體上部焊接4 個吊點，掛設4 個手拉葫蘆與T 型頭螺栓預拉緊；設置 4 根起升標尺于鞍座臂下，用于觀測回轉體及大軸承的起升高度調整水平起升度；四個鞍座臂下頂升支撐系統(tǒng)加固完畢，包括型鋼之間的焊接、型鋼腹板加勁板的焊接； 升降臂的固定包括4 根 D273*13的無縫鋼管的對頂焊接及活動銷軸處的門洞封住，使得拉桿等無法產生位移；升

9、降臂、拉桿和塔座的固定；軸承承放架的制作；20t 手拉葫蘆用25mm的鋼絲繩（45 度）設為纜風繩；千斤頂?shù)脑噳海磺Ы镯敳僮魅藛T及配合人員和總協(xié)調人員的交底（每一個頂升點設三名配合人員和一名油壓機人員，四個起升點統(tǒng)一設一個總指揮），所有上述工作的確認。每個鞍座臂用20t手動葫蘆拉直徑25mm的鋼絲繩洞口加固400H型鋼L=6000/4000不等3 本體示意圖回轉體頂升完成各項準備工作后，預起升千斤頂，及墊塊接觸情況，必須對千斤頂?shù)牡鬃竭M行復核確保受力面的水平，同時觀測墊塊也必須保證墊塊接觸面的完全水平接觸，不存在縫隙。預起升確認完畢后，拆除內圈預留的8 顆螺栓進入起升程序。首先，開始頂升作

10、業(yè)。頂升作業(yè)統(tǒng)一指揮。頂升速率為10mm次，第一次頂升/10mm后，觀測標尺，標尺讀數(shù)誤差控制在5mm內。停止15分鐘進行全范圍的檢查確認機構情況，無問題后，再開始頂升。后每上升10mm停止四臺千斤頂同時確認，再頂升，再確認，頂升,40mm后，墊鋼板30mm，陸續(xù)頂升190mm后，重新設千斤頂，直到頂升至離原標高420mm的位置（大軸承連鑄螺栓總長度415mm） ；其次，將外圈螺栓全部摘除。使用14的槽鋼 3根，作為導軌，導軌上涂抹潤滑脂，外側略微傾斜，將舊軸承滑動移出，移出距離需盡量遠離回轉體，用EF跨（ 140/70t ）行車吊出。吊運過程先起升一定高度，注意不得過快引發(fā)碰撞，離開支撐架1

11、0mm高度，行車小車慢慢行走，直至軸承完全脫離回轉體周邊區(qū)域， 在大車靠軸承存放方向行走，吊走軸承。舊軸承吊離位置后測量底座安裝位水平度，清洗上下安裝配合面的油污，清洗時必須十分注意不要使清洗劑進入軸承密封和滾道內。新軸承利用導軌再次滑移就位。軸承徑向不能碰撞，就位時應小心，注意大軸承內外圈上的軟帶位置“S”點的安裝，“ S”點的安裝要點為回轉臺運行的空載區(qū)，寧波鋼鐵 2#回轉臺大軸承內圈軟點安裝在回轉臺順時針轉動270度位置， 外圈軟點安裝在回轉臺順時針轉動90 度位置， 與澆鑄方向垂直的回轉臺中心線上，A臂澆鑄時內外圈軟點重合， B 臂澆鑄時內外圈軟點成180 度位置?；剞D軸承更換對回轉軸

12、承進行更換時，需取出回轉軸承螺栓后，送入3 根 20#槽鋼架設在回轉底座上并固定，利用廠房柱設置好的手拉葫蘆，緩慢拉拽軸承，滑移到支撐架上并離開回轉臺2m以上。再將新軸承運至FG跨，進行吊裝，就位后軸承“S”點位置進行確認，底座清洗干凈后，采用長水平尺測量水平度設計要求為0.2mm/4.2m.完成確認可安裝后，若所測數(shù)據(jù)超差，則根據(jù)設備供應商及設計院的指導，進行處理。當新軸承滑移到軸承安裝位置時，重新安裝M30的 T型螺栓拉拽軸承，取出槽鋼，細致清理安裝底座。放下新軸承，定好軸承“S”點，安裝內圈螺栓，并緊固。然后，通過外圈預留孔穿入導向桿安裝、用扭力板手預緊內圈螺栓，螺栓預緊為對角擰緊，擰緊

13、順序如圖4 所示，以此類推，先20%的預緊力預緊，630NM，最終擰內圈螺栓，順序與預緊相同，終擰力矩為3700 N m（圖紙設計要求）。回裝惰輪，復測大齒輪與惰輪嚙合情況，保障大軸承外齒輪最大齒徑“B”點與惰輪齒咬合面的技術要求參數(shù)。圖 4 螺栓緊固順序示意圖回轉體復位回轉體復位需要設置鋼棒 30引導就位，且鋼棒設置于外圈底座軸承預留孔處，約1000mm。同時以30mm每區(qū)間的速度讓液壓千斤頂回降，并觀測標尺讀數(shù)，通過微調單個千斤頂控制水平度。而且在引導過程中隨時關注引導桿有無卡阻回轉體的降落, 引導至離軸承面約200mm是將外圈螺栓正向穿至軸承外圈孔內。當所有螺栓對中完成后，回轉體平穩(wěn)降落

14、后，取出正向穿裝的外圈螺栓。然后安裝預緊固預留孔處回轉軸承外圈螺栓共六顆（如驗算不足，可再安裝多個雙頭螺栓，保障轉動扭矩不會對螺栓形成破壞），拆除頂升千斤頂使回轉臺鞍座臂與支撐架脫離后，人工手動盤動回轉體，通過預留孔挨個將外圈螺栓安裝并預緊，緊固的順序、方法、扭力值與內圈螺栓安裝相同，需轉動盤車 14 次，直到外圈螺栓全部安裝完成。最后，拆除大包回轉臺各加焊支撐機構，并要恢復拆除的部件，對施工區(qū)域，恢復后的部件等進行仔細的檢查和確認，試車成功。3、事故原因分析公司組織大連重工集團設計院、SKF軸承制造商、設備安裝單位、監(jiān)理、寶鋼軸承專家及各專業(yè)技術人員，從設計、制造、安裝、使用維護等四方面進行

15、了分析、討論，確認回轉大軸承（以下可稱作軸承）損壞原因如下：（ 1）寧鋼會同國內相關軸承專業(yè)制造商對軸承的靜載安全系數(shù)及壽命重新校核，其主推力列靜載安全系數(shù)核算實際為1.32，低于機械行業(yè)標準（1.5 1.75）的要求；核算使用壽命約5 年（實際使用約7 年） ，小于設計使用壽命（10 年）的要求，從軸承解體后零部件損壞狀態(tài)分析，由于主推力面承載能力偏弱，致使軸承失效，是軸承損壞的直接原因。軸承于 2003年 12月在大連重工集團開箱預組裝，2004年 3月現(xiàn)場安裝就位，至 2007 年 4 月設備安裝完成開始調試，三年多停工期間現(xiàn)場無維護存放，導致滾道及滾動體局部銹蝕，對后期使用壽命造成影響。從軸承軸向間隙測量的變化及聯(lián)接螺檢緊固的方式來看，安裝時螺栓預緊力可能未達到設計要求，投產后螺栓點檢也未能有效識別預緊程度，可能導致偏載嚴重而使軸承損壞。因油脂取樣點選取不當，導致油樣不能準確反映軸承主推力列磨損的真實狀態(tài)，造成無法對軸承進行有效的傾向性管理，是成為事故停機后再組織搶修的的重要原因。4、結論在無專用吊具的情況下，通過反復論證，結合現(xiàn)場實際情況，最終采用了頂升方案，歷時 4.5 天，安全、可靠、高效