40T电渣重熔炉安装工艺

 

【摘  要】本文主要介绍了舞钢公司40吨位电渣炉安装的基本情况,并且对整个安装过程做了详细阐述。同时针对安装中的技术难点进行了分析,并针对难点问题提出一些具体的解决措施。

【关键词】电渣炉;滚珠丝杠;升降驱动;动梁

前言

随着电渣冶金的发展及金属材料要求的不断提高,钢锭大型化已成为电渣冶金发展的必然趋势。大型电渣炉设备的研发也将会推动我国国防、能源、航空航天等事业的发展。舞钢电渣炉就是在国际电渣炉生产厂家对我国大型电渣设备进口进行限制的背景下,由我国自主设计研发的最大的双极串联板坯电渣炉。该电渣炉主要生产特种用钢大型扁锭。最大锭重40t,断面尺寸为950mm×2000mm,其中断面为世界第一位。

1)电渣炉主要工艺性能及设备组成部分

电渣炉主要用于生产锅炉汽包钢板、船舶板、大镜面模具用钢等特殊钢种的大型扁锭。

其自耗电极采用铸造方式制造,高压供电为35kv

扁锭性能参数

2)电渣炉设备的主要组成部分

立柱                    横臂

结晶器升降驱动          支撑梁及称重梁y对中

电极与x对中           上梁主臂框架组

电机升降驱动装置         台车与结晶器

液压站                   高低压供变电

1 施工方法

根据土建基础布置图以及设备图纸和电渣炉的技术文件,并且结合现场的实际情况,我们决定采用先组装部件在分布安装的方法进行安装。

1.1 立柱的安装与调整

立柱在设备安装过程中极为重要,它既是直接的承重机构也是整体设备的载体。它的安装质量是否达到要求直接关系到上部设备的安装以及设备的生产运行。由于电渣炉设备安装精度较高,相对对土建地脚螺栓定位控制尺寸必须满足设备的要求范围,电渣炉设备都是在四个立柱承担,结晶器的上下运行也是在立柱之间,所以土建基础施工时一定要把四个立柱基础螺栓中心线、对角线误差控制在±1.5mm以内。

1.1.1 确定基础达到交工要求之后将立柱吊装到位,然后用钢线把四个立柱的中心线,将其中一个立柱按照垂直度<0.3mm/1000mm进行调整。

1.1.2 在第一个立柱调整达到技术要求之后,以其导轨面为基准在离基础面1500mm处挂出两道相互垂直的钢线。然后在按照四个立柱的相对位置挂出跟这两条钢线分别相对的灵位两条钢线。最后让其他三个立柱的内导轨面想钢线靠拢,这样就很容易保证四个立柱的相对尺寸和对角线尺寸不超差。

1.1.3 在上一步的基础上调整另外三根立柱的垂直度使其<0.3mm/1000mm,其次用内径千分尺测量柱中、柱下及柱顶三点保证四个柱子中心线相对误差在±0.5mm以内。立柱垂直度按炉体中心考核,分别上仰允差0.03/1000mm,全长0.15mm.侧向垂直度允差0.03/1000,全长0.15mm.二相邻立柱平行性允差0.05mm。同时保证四个柱顶面的标高相对高差满足±0.5mm

1.2 立柱上座及支撑梁安装与调整

四个立柱的顶面相对高差虽然满足±0.5mm,但是由于顶部柱座是单独加工,在与立柱装配的过程中使得顶面水平误差达到3mm。最后我们根据安装的实际需要通过在柱顶加钢垫的方法使柱座水平误差达到技术要求。这样才保证了支撑梁的安装。在支撑梁安装以后用精密水准仪复查其水平度和水平标高,通过调整使其误差在±0.5mm以内。

1.3 两立臂的安装和对上机架梁与立臂连接方式的改进

电渣炉上机架梁和两立臂的连接方式原设计是采用焊接,这样一来就以后电极和动梁部分的检修和部件更换带来困难。经过实际情况对连接方式和受力情况进行分析后认为采用连接板使用高强螺栓连接,这样既可以满足强度要求,也可以为安装预留调整余量,更便于以后检修拆卸。具体方法就是在原来焊接连接板处增加一个150mm×500mm的连接板。每组连接板配孔,然后用5m24×70mm8.8级的高强螺栓连接。其中一块与立臂焊接在一起,另一块与机架梁焊接在一起。同时在每个立臂外侧增加5组同样的连接板。

螺栓连接的强度校核:

设备+自耗电极总重70t,连接螺栓总计80条,计算每条螺栓收到的拉应力n 。差机械手册可知m24高强螺栓的预拉力p=225kn

μ-----摩擦面抗滑移系数取μ=0.45

n  =0.9×1×0.45×225=91.1kn

每条螺栓收到的拉应力n =n/80=64×10 / 80=75kn<91.1kn

所以能够满足强度使用条件。

上图为立臂与上机架梁连接方式改造前后对比图

1.4 动梁与上机架梁的安装和调整

动梁和上机架梁的安装是上部设备安装中最为关键的地方,也是难点最多的地方,它关系到自耗电极的升降,也是整个电渣重熔控制过程的关键。其工作原理如下图

其主要技术参数如下表:

1.4.1 为保证动梁上部设备能顺利从上向下吊装,我们对动梁电极长空进行了改进,原电极长孔尺寸为350mm×400mm,而点击方座尺寸为400mm×400mm,我们根据实际情况对动梁上的长孔进行扩大,改为410mm×450mm,从而保证安装的顺利进行。

1.4.2 保证上部框架立臂轨道面和动梁配合尺寸2900±1mm,这也是安装中的一个难点。由于动梁是在立臂的轨道面内运行,所以保证保证立臂轨道面装配尺寸是个关键,原设计利弊框架底板厚度为100mm的钢结构框架,在安装时中部发生变形,强度不够。我们针对这种情况采取了三个措施。

1)用425t的油压机把底板变形处顶起,使立臂上部两轨道面尺寸达到2900±1mm时在安装上机架梁,然后把上机架梁与立臂连接起来。,撤出底部油压机测量立臂上部轨道面尺寸。符合要求之后进行连接板紧固。

2)为保证底框架和立臂受载时强度和尺寸不发生变化,我们制作了260mm×260mm×3000mm的长梁,焊接到底框架两端,以加固底板框架。

3)对立臂框架外侧采用8 d=140,s=20的无缝钢管将上机架梁一支撑梁底板框架相连。这样既可以提高立臂的强度也可以防止支撑梁底部框架变形,从而预防了动梁升起过程中的卡死现象。

1.4.3 在一个难点就是保证上机架上驱动连接孔与动梁上滚珠丝杠丝母固定孔的同轴度。误差过大竟会导致丝杠预紧力过大时,轻则影响传动精度从而使动梁摆动;严重时会导致滚珠破裂,丝杠损毁。其滚珠丝杠的外形及内部结构如下图

2 设备的检查、调整与负荷试验

2.1 整机安装到位后,应进行冷试。这期间做以下工作:

2.1.1 层层复查各梁、柱、导轨、臂等水平度并在运行中精调。各臂的滚轮在上下运行中复核,确保滚轮贴靠导轨。不得存在有转有不转,或过紧发出叫声。检查各滚轮压盖螺钉及螺丝,不得有松动现象。

2.1.2 在所要求行程范围内,安装电器行程限位开关。对于下部立柱横臂抬结晶器下行时,必须放在台车后在下行约30mm,在焊下限位,但包括滑行也不得超过40mm。在极限碰到下轴承座前焊上机械定位座。

2.1.3 试运行xy对中机构,是否平稳良好。行程是否满足要求,限位可靠与否。

检查结晶器升级驱动机构。其中包括制动器、各联轴节、伞齿箱、减速器是否平稳,适当,必要时通过调整垫,联轴器间距来进一步找调。

2.1.4 称重传感器的检测,调整按传感器使用规范执行。各水系管接、水套的连接、密封均须试压正常可靠后运行。

2.2 负荷试验

这是热试前的一个重要程序。负荷试验有二方面。一是卡杆与假电极的对接装夹工作。这时可观察台车承载能力及运动性能如何。在对插销子时需要通过调节x对中,台车移动,及拔动调心千斤顶、升降驱动梁来实施,第二个假电极也是同法。当二个电极都对插销完毕后,方可同时缓缓提升动梁吊起自耗电极(注意重载下不可快速上升)。可以上下运行几次观察满荷下,升降传动系统,动梁、力臂称重系统的动态性能(包括刚性及稳定性),再对移动xy二向对中机构进行观察。二是检查四臂在抬结晶器上下运行中丝杠的同步性及结晶器的平稳性。静态时若有四角不水平,机械方面可以调单丝杠找平;运行不同步则由计算机来控制精调。导电极与假电极的导电锥面接触试验,应该对中好,接触率良好70%以上,接触压力满足要求。松开也及时可靠,液压系统调整适当。

以上调试经35次运行无误差方可投入试用。

3 结束语

40t电渣炉的投产使用提高了我公司的产品档次,优化了产品结构,同时也填补了国内大吨位电渣板坯生产的空白。我公司生产的电渣扁钢锭以其优良的,先后成功生产了塑料模具钢718、军工钢980、磨具钢p20、容器钢16mnrhic),20mnnimo等高附加值电渣钢,以及大厚度、大吨位、高质量等级要求z向性能钢等十余个钢种。目前我公司的电渣钢已应用于我国的大飞机项目。

通过不断地学习和摸索,我们积累了一些电渣炉安装的经验,几年来我们先后出色的完成了舞钢公司一炼钢厂的三台40t的电渣炉的安装任务。在生产运行中效果良好,通过不断改进施工工艺,安装效率直线提高。

参考文献:

[1] 史美堂 金属材料及热处理 上海工业大学

[2] 沈从周 机械设备安装手册 中国建筑工业出版社

[3] 刘鸿文 材料力学         高等教育出版社