大型连铸钢包回转台大轴承更换顶升装置及技术研究

1、大型连铸钢包回转台大轴承更换顶升装置及技术研究摘 要：宁波钢铁钢包回转台总量为280.74 吨，回转体及以上附件总重量约224 吨，钢包回转台回转轴承突然损坏后，在无专用吊具的情况下，采用了四台液压千斤顶顶升更换回转台回转轴承的方案，事实表明方案选择正确，不仅在不影响其它铸机的生产情况下极大的缩短了更换时间，而且高效、保质保量的完成了回转轴承的更换。关键词：钢包回转台回转大轴承顶升 更换引言在人类工业化发展到如今的历程中，所取得无数的瞩目成就，都不是一蹴而就，往往经过多番论证，方案优中择优但又准备备用方案，确保任何突发状态也能顺利实施项目。而往往在我们的项目实施过程中，很多突发事件并没有准备充

2、分的方案来应对，这就需要实施项目的人员，充分利用经验与专业技能的结合，迅速给出应急方案措施来补救。因此提前策划在困难情况下的补救措施是各类项目实施的关键。大型连铸回转台轴承更换一般采用的是使用专用吊具，双跨内的桥式起重机双机抬吊的作业方法，该方案比较成熟，但是实施此方案时意味着起重机必须服务于该项目却不能投入到生产中，从而引发停产。大型连铸回转台回转轴承更换鞍臂顶升装置的研发和施工却能解决在不适用行车的情况下直接对回转台轴承进行更换，意味着不用停产。其经济价值巨大，大型钢厂的停产一日即使不算效益，其损失的费用也是数以百万计。开发连铸回转台回转轴承更换鞍臂顶升装置，解决不停产即可更换轴承的有效途

3、径。其主要施工方法即是设计安置回转台支撑体系，采用一体多级式液压千斤顶升体系将重达几百吨的回转台垂直水平顶升，同时架构轴承滑移装置，完成新旧轴承的置换，再通过液压顶升体系回落整个回转台。钢包回转台是用于把钢包旋出或旋入浇注位置的装置，其主要由塔座、回转体、传动装置、 升降臂、 升降液压缸、回转大轴承、液压事故驱动装置等组成，是典型的重载、低速回转的重型设备（图1） 。图 1 钢包回转台结构简图钢包回转台能够在升降臂上同时承放两个钢包，一个用于浇注，另一个处于待浇状态。钢包回转台可以减少换包时间，有利于实现多炉连浇，并且回转台本身也可实现钢液的异跨运输。回转台传动系统由主传动电机经减速机后连接中

4、间惰轮，再由中间惰轮连接至回转大轴承。以宁波钢铁2#连铸钢包回转为例，其大轴承于2004年安装 ,2007 年 5建成投产 , 于2014年 6 月 30 日第一次发生卡阻，后续检查回转大轴承内外圈螺栓均有不同程度的松动， 7 月 11 日进行了紧固。期间采取了异常应对措施，主要包括缩短给油脂周期、间隙测量、油品化验、联接螺栓检查坚固及回转大轴承更换准备。7 月 26 日发生严重卡阻，甚至空载也难以转动，并伴有异常响声、抖动，分析判定回转大轴承损坏，紧急组织更换轴承，历时108 小时 31 分钟，构成一级设备事故，给公司生产经营带来巨大的负面影响。钢包回转台大轴承更换顶升装置及技术研发方案选择

5、现行国内的连铸回转台为了实现双跨间钢水受接及浇铸，回转台基本位于行车梁正下方， （宁钢为例见示意图一），基本单跨内的行车无法对回转台上的回转体直接进行吊装， 国内回转台回转大轴承的更换较为成熟方案是利用回转台横向双跨的行车和专用吊具进行抬吊起升，移位后并配备1 台 80 吨汽车吊位于FG跨对回转轴承进行更换。该方案但考虑此次的2#回转台回转大轴承更换为无计划的抢修作业,2#回转台大轴承利用抬吊方案更换时, 占用两台生产行车时间较长, 影响 1#铸机的生产且抬吊用的专用吊具还在加工制作中, 所以抬吊方案不可行。宁钢为例见示意图一回转台第二种方案不采用行车吊装，在回转台两侧鞍座臂底部做支撑架，使用

6、4 台 200t的千斤顶顶升施工，回转体顶升后在浇铸位制作滑道机构及轴承存放架，使用手拉葫芦借用滑道滑出大轴承完成更换作业, 此方案不影响1#铸机的正常生产, 且不需要专用更换吊具 , 更换所用的4 套 200T 千斤顶可以宁钢厂内协调, 经过反复论证采用第二种顶升方案来完成2#回转台回转大轴承的更换作业符合当前现场状况。更换施工流程2 钢包回转台更换流程顶升前准备工作回转台停至等待位后, 停电、断能，吊离溢流槽，拆除底座周边耐火砖，；回转台1#、 2#鞍座臂下方安装支撑底座，设备拆除时，部分螺栓无法再次使用，请做好设备上部分易损品种螺栓的备件。回转台大包盖直接使用14#（140/70t） 行

7、车吊离至浇铸平台区存放；升降臂降到“0”位（最低位）后，停液压，安装回转台升降臂支撑连接件（内部用 4 根 D273*13的钢管代用），保持回转体整体钢性，顶升过程中无位移（图3） ；升降臂与上部拉杆之间活动销轴的4 处门型洞口焊接筋板，保证顶升时回转台整体钢性的强度，增加安全性能。液压、电气滑环拆除，先将电气、液压等配线配管做好标记后，保护性拆除，再利用回转台内部的挂设吊装点，挂设2 台 5 吨手拉葫芦，吊装带设置在滑环顶部的连接轴位置，使吊装带受力，人员站在滑环中间部位的平台上操纵手拉葫芦，绑定稳固后，拆除滑环的连接轴螺栓，电气滑环可不用全部拆除，只把电气滑环等电缆配线进行拆除即可（电气滑

8、环安装位置高度不影响大轴承滑出）；掀开减速机、惰轮防护罩，惰轮拆除。拆除回转大轴承内外圈连接螺栓，拆除时内外圈螺栓需各预留8 颗不完全拆除，拆除回转台的4 个液压锁紧装置；靠近 4个鞍座臂下方大轴承外圈螺栓孔穿入4根 M30的 T型螺栓（T 型头螺栓头上焊接吊点），在回转体上部焊接4 个吊点，挂设4 个手拉葫芦与T 型头螺栓预拉紧；设置 4 根起升标尺于鞍座臂下，用于观测回转体及大轴承的起升高度调整水平起升度；四个鞍座臂下顶升支撑系统加固完毕，包括型钢之间的焊接、型钢腹板加劲板的焊接； 升降臂的固定包括4 根 D273*13的无缝钢管的对顶焊接及活动销轴处的门洞封住，使得拉杆等无法产生位移；升

9、降臂、拉杆和塔座的固定；轴承承放架的制作；20t 手拉葫芦用25mm的钢丝绳（45 度）设为缆风绳；千斤顶的试压；千斤顶操作人员及配合人员和总协调人员的交底（每一个顶升点设三名配合人员和一名油压机人员，四个起升点统一设一个总指挥），所有上述工作的确认。每个鞍座臂用20t手动葫芦拉直径25mm的钢丝绳洞口加固400H型钢L=6000/4000不等3 本体示意图回转体顶升完成各项准备工作后，预起升千斤顶，及垫块接触情况，必须对千斤顶的底座水平进行复核确保受力面的水平，同时观测垫块也必须保证垫块接触面的完全水平接触，不存在缝隙。预起升确认完毕后，拆除内圈预留的8 颗螺栓进入起升程序。首先，开始顶升作

10、业。顶升作业统一指挥。顶升速率为10mm次，第一次顶升/10mm后，观测标尺，标尺读数误差控制在5mm内。停止15分钟进行全范围的检查确认机构情况，无问题后，再开始顶升。后每上升10mm停止四台千斤顶同时确认，再顶升，再确认，顶升,40mm后，垫钢板30mm，陆续顶升190mm后，重新设千斤顶，直到顶升至离原标高420mm的位置（大轴承连铸螺栓总长度415mm） ；其次，将外圈螺栓全部摘除。使用14的槽钢 3根，作为导轨，导轨上涂抹润滑脂，外侧略微倾斜，将旧轴承滑动移出，移出距离需尽量远离回转体，用EF跨（ 140/70t ）行车吊出。吊运过程先起升一定高度，注意不得过快引发碰撞，离开支撑架1

11、0mm高度，行车小车慢慢行走，直至轴承完全脱离回转体周边区域， 在大车靠轴承存放方向行走，吊走轴承。旧轴承吊离位置后测量底座安装位水平度，清洗上下安装配合面的油污，清洗时必须十分注意不要使清洗剂进入轴承密封和滚道内。新轴承利用导轨再次滑移就位。轴承径向不能碰撞，就位时应小心，注意大轴承内外圈上的软带位置“S”点的安装，“ S”点的安装要点为回转台运行的空载区，宁波钢铁 2#回转台大轴承内圈软点安装在回转台顺时针转动270度位置， 外圈软点安装在回转台顺时针转动90 度位置， 与浇铸方向垂直的回转台中心线上，A臂浇铸时内外圈软点重合， B 臂浇铸时内外圈软点成180 度位置。回转轴承更换对回转轴

12、承进行更换时，需取出回转轴承螺栓后，送入3 根 20#槽钢架设在回转底座上并固定，利用厂房柱设置好的手拉葫芦，缓慢拉拽轴承，滑移到支撑架上并离开回转台2m以上。再将新轴承运至FG跨，进行吊装，就位后轴承“S”点位置进行确认，底座清洗干净后，采用长水平尺测量水平度设计要求为0.2mm/4.2m.完成确认可安装后，若所测数据超差，则根据设备供应商及设计院的指导，进行处理。当新轴承滑移到轴承安装位置时，重新安装M30的 T型螺栓拉拽轴承，取出槽钢，细致清理安装底座。放下新轴承，定好轴承“S”点，安装内圈螺栓，并紧固。然后，通过外圈预留孔穿入导向杆安装、用扭力板手预紧内圈螺栓，螺栓预紧为对角拧紧，拧紧

13、顺序如图4 所示，以此类推，先20%的预紧力预紧，630NM，最终拧内圈螺栓，顺序与预紧相同，终拧力矩为3700 N m（图纸设计要求）。回装惰轮，复测大齿轮与惰轮啮合情况，保障大轴承外齿轮最大齿径“B”点与惰轮齿咬合面的技术要求参数。图 4 螺栓紧固顺序示意图回转体复位回转体复位需要设置钢棒 30引导就位，且钢棒设置于外圈底座轴承预留孔处，约1000mm。同时以30mm每区间的速度让液压千斤顶回降，并观测标尺读数，通过微调单个千斤顶控制水平度。而且在引导过程中随时关注引导杆有无卡阻回转体的降落, 引导至离轴承面约200mm是将外圈螺栓正向穿至轴承外圈孔内。当所有螺栓对中完成后，回转体平稳降落

14、后，取出正向穿装的外圈螺栓。然后安装预紧固预留孔处回转轴承外圈螺栓共六颗（如验算不足，可再安装多个双头螺栓，保障转动扭矩不会对螺栓形成破坏），拆除顶升千斤顶使回转台鞍座臂与支撑架脱离后，人工手动盘动回转体，通过预留孔挨个将外圈螺栓安装并预紧，紧固的顺序、方法、扭力值与内圈螺栓安装相同，需转动盘车 14 次，直到外圈螺栓全部安装完成。最后，拆除大包回转台各加焊支撑机构，并要恢复拆除的部件，对施工区域，恢复后的部件等进行仔细的检查和确认，试车成功。3、事故原因分析公司组织大连重工集团设计院、SKF轴承制造商、设备安装单位、监理、宝钢轴承专家及各专业技术人员，从设计、制造、安装、使用维护等四方面进行

15、了分析、讨论，确认回转大轴承（以下可称作轴承）损坏原因如下：（ 1）宁钢会同国内相关轴承专业制造商对轴承的静载安全系数及寿命重新校核，其主推力列静载安全系数核算实际为1.32，低于机械行业标准（1.5 1.75）的要求；核算使用寿命约5 年（实际使用约7 年） ，小于设计使用寿命（10 年）的要求，从轴承解体后零部件损坏状态分析，由于主推力面承载能力偏弱，致使轴承失效，是轴承损坏的直接原因。轴承于 2003年 12月在大连重工集团开箱预组装，2004年 3月现场安装就位，至 2007 年 4 月设备安装完成开始调试，三年多停工期间现场无维护存放，导致滚道及滚动体局部锈蚀，对后期使用寿命造成影响。从轴承轴向间隙测量的变化及联接螺检紧固的方式来看，安装时螺栓预紧力可能未达到设计要求，投产后螺栓点检也未能有效识别预紧程度，可能导致偏载严重而使轴承损坏。因油脂取样点选取不当，导致油样不能准确反映轴承主推力列磨损的真实状态，造成无法对轴承进行有效的倾向性管理，是成为事故停机后再组织抢修的的重要原因。4、结论在无专用吊具的情况下，通过反复论证，结合现场实际情况，最终采用了顶升方案，历时 4.5 天，安全、可靠、高效