1280立方高炉主吊设备技术选型初探

黄 强

（中国十九冶集团有限公司材料设备工程分公司，四川 成都 610000）

1 高炉主体及设备的吊装特点

高炉主体及设备泛指炉壳、水冷壁、围管、炉体框架、炉顶及上料系统、受料罐、粗煤气系统（炉顶上升管、下降管、五通球、重力除尘器……）和钢结构件，其种类繁多，结构多样，安装过程技术要求高、风险大，安装结果直接影响高炉建设项目的质量。

1.1 高炉主体及设备朝模块化、大型化发展

随着制造技术的发展，高炉主体及设备朝着模块化、大型化发展，装置中的各类设备及钢结构件也变得越来越重、越来越大，常具有高、大、重等特点。

1.2 吊装作业复杂，安全隐患多

吊装作业工期紧，区域作业点较为分散，每个吊装区域相对狭窄，拼装场地、运输场地、吊装场地相互交错，并有交叉作业情况存在，安全隐患多。

1.3 吊装设备工况变化多

高炉主体及设备的吊装多采用灵活性和稳定性兼顾的履带式起重机，从控制安装成本考虑，在吊装过程中履带吊需要变换多种工况以满足不同重量和高度吊装需求，如何以尽可能少的工况变换次数满足不同吊装要求，同时使成本最小，这也是吊车选型需要考虑的重要方面。

2 吊装工艺过程

2.1 吊装程序

2.2 主吊设备的选型

文章以1280立方高炉安装为例，高炉炉壳最大直径11.5 m，炉体高度39.2 m，高炉最高高度83.5 m。吊装难点在于高炉粗煤气系统，选取最高件、最重件及部分关键设备作为吊装方案计算依据（见表1），结合厂家提供的技术参数（见表2）。

表1 1280立方高炉粗煤气系统主要结构件相关参数

表2 SCC3200A-1履带起重机-LJ工况载荷表

科学、优化选择经济适用的主吊设备，合理安排吊装计划，在整个施工周期减少履带吊变工况频率，优化使用吊车资源，满足安全、经济、优质、高效的工作目标，使各方利益最大化，选用一台主吊车通过一次工况变换既能满足最重、最高件的吊装需要，又能覆盖其余设备的吊装需要。

综上所述，拟选定某厂家的SCC3200A-1履带起重机（320 t履带吊）作为主吊设备，完成此次1280立方高炉安装的吊装工作。采用LJ塔式工况主臂62 m+塔臂42 m和主臂50 m+塔臂30 m工况，只需在吊装粗煤气系统下降管时，变更一次工况（LJ工况从主臂62 m+塔臂42 m变更为主臂50 m+塔臂30 m工况），即可完成整个施工周期的吊装工作。

3 主要吊装计算

以五通球和下降管的吊装为例说明设备吊装中主要吊装计算。

（1）项目中的五通球内径Φ5000，五通球主要连接上升管、下降管、放射管。五通球本体重17.5 t，与之相连接的导出管与五通球相连时，总重为26.35 t，安装球面高度75.34 m，是本次吊装高且重的一件设备（见图1）。

图1 五通球吊装图

主吊车的参数选择计算过程：

SCC3200A-1（320 t履带起重机）

LJ工况：主臂62 m+塔臂42 m

工作半径：R＝28.5 m

额定载荷：{P}＝41.5 t

选用50吨吊钩，其重量为1.7 t

钢丝绳选用6×37+1-1770-Φ32-16 m/根 4根

17吨卡环 4个

钢丝绳和卡环理论重量0.5 t

吊车计算载荷：Qj=K1×Q（Qj——计算载荷；K1——动载系数，一般取动载系数K1=1.1；Q——分配到一台起重机的吊装载荷，包括设备及索吊具重量）

Qj=1.1×（26.35+1.7+0.5）=31.405 t

计算载荷Qj=31.405 t小于额定载荷41.5 t

故安全，满足吊装要求。

同时在此工况（LJ工况：主臂62 m+塔臂42 m）下，吊臂顶端距离地面净空高度102 m，起重高度大于安装高度且不抗杆，满足吊装要求。

（2）项目中的下降管内径Φ3000，下降管上端与五通球相连，下端与重力除尘器相连，高炉中心至重力除尘器中心水平距离43.5 m，下降管上端▽77.34 m，下端▽44.126 m。下降管分上、下两段安装，上段为弯头段与五通球安装对接后，再安装下降管直段部分联通五通球和重力除尘器，下段下降管整体约61.95 t（不含附属楼梯栏杆、均压管道等），安装高度：72.17 m，是本次吊装过程中的最重件。

主吊车的参数选择计算过程：

SCC3200A-1（320 t履带起重机）

LJ工况：主臂50 m+塔臂30 m

工作半径：R＝18 m

额定载荷：{P}＝81 t

选用100吨吊钩，其重量为2.3 t

钢丝绳选用6×37+1-1770-Φ65-8 m/根 2根

85吨卡环 2个

钢丝绳和卡环理论重量1t

吊车计算载荷：Qj=K1×Q（Qj——计算载荷；K1——动载系数，一般取动载系数K1=1.1；Q——分配到一台起重机的吊装载荷，包括设备及索吊具重量）

Qj=1.1×（61.95+2.3+1）=71.775 t

计算载荷Qj=71.775 t小于额定载荷81 t

故安全，满足吊装要求。

同时在此工况（LJ工况：主臂50 m+塔臂30 m）下，吊臂顶端距离地面净空高度79 m，起重高度大于安装高度且不抗杆，满足吊装要求。

4 结论

（1）履带式起重机覆盖范围广，起升高度高，起升速度及回转速度快。安全保护装置齐全，安装、拆卸快捷方便，选用SCC3200A-1履带吊为高炉主体设备吊装的主吊设备。

（2）根据现场施工条件、结构件到货情况、主体设备的安装作业高度和起重量等因素综合分析，初始工况选用L J塔式工况主臂62 m+塔臂42 m为首选；后期在吊装下降管时变工况为L J塔式工况主臂50 m+塔臂30 m。

（3）从经济性比较，变更工况、安拆一次费用如下：计划6个人工，其中大工3人，小工3人，按一天计，大工380元/天，小工260元/天。每人每天补贴生活费30元。费用计算：3＊380+3＊260+6＊30=2100 元；计划采用辅助吊车50t汽车吊一台，计一个台班3000元；综上，每变更一次工况，按一天计算，需增加人工、辅助机械费用5100元。吊装作业时工况变换次数与成本、安全隐患成正比，在满足作业需要的前提下应尽量减少工况变换次数。

（4）综合技术性能、主吊设备安拆、使用成本多种因素比较分析，在现有资源配置情况下，确定好高炉安装施工主吊设备配置和初始工况，优化吊车选型，减少过程中变更工况次数，确保安全、经济、高效完成高炉主体及设备的吊装作业。