2021年全国机械冶金建材行业“互助保障杯”职工技术创新成果展示

转炉托圈设备安装现场快速组对方法

单位:河钢集团唐钢公司

河钢集团唐钢公司长材事业部,该转炉由托圈、炉壳壳体、吊挂连接装置组成,共重280吨,该设备焊接组装后两耳轴远端距离13米,炉体高9米,无法在设备制造厂整体组装后运输回安装现场,需在安装现场对转炉托圈耳轴现场组对焊接(总重139吨),然后再与现场组焊好的炉壳及吊挂整体装配。

转炉托圈两侧耳轴在现场组对焊接过程中同轴度要求极高,尤其是托圈两侧耳轴远端中心点距离大于10米的大型转炉托圈及耳轴的组对。常见的组对方法是挂线法对两侧耳轴同轴度测量调整,该方法存在受线径、量具配合读数检测视觉误差等影响,测量误差大,同时挂线还易受现场操作环境风速影响等问题,导致测量结果与实际一致性差,最终造成耳轴同轴度超差设备无法使用。现场使用挂线法调整托圈耳轴同轴度时,受操作、环境风速等影响,同轴度偏差达到4mm,不能满足1mm设计要求。当较大的同轴度误差作用在转炉托圈等需要承受巨大载荷的设备部件时,超出耳轴轴承角向位移补偿能力,致使转炉托圈耳轴轴承寿命严重缩短,传动侧啮合齿轮件超出许用接触范围时运行阻力及集中应力增大。在回转过程中产生交变应力,造成回转零件过早疲劳失效。出现以上事故在企业生产过程中对整体工艺流程的影响是不可估量的。针对传统测量调整方法存在的问题,决定采用激光跟踪仪进行转炉托圈耳轴的同轴度测量及校准,通过采集测量耳轴各段圆柱面的表面点,建立模型,计算出耳轴各段端面中心点到中心线的距离,优化耳轴同轴度的校核方法,并在组对过程中通过建立的测量模型实时进行调整,解决托圈、耳轴组对过程中存在的同轴度精度不足的问题。

炼钢产线,转炉托圈耳轴的现场组对焊接,通过使用新型测量方法调整,转炉托圈耳轴组对焊接后的同轴度精度控制在0.5mm以内。经现场调试,在摇炉过程中,以不同速度、频度进行测试,转炉运转平稳,全程无异响,该转炉已于2021年3月正式投入生产使用,运转状态非常平稳。此方法可广泛应用测量及校准技术领域;大型转炉托圈的组对及日常设备维护精度的复测领域等。