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在轉(zhuǎn)爐檢修創(chuàng)出自己的新工法
——聚焦中冶寶鋼技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)爐檢修技術(shù)
郭興波 楊晨筠 發(fā)布日期：2016-03-10
轉(zhuǎn)爐作為鋼鐵冶煉中最重要工序的關(guān)鍵設(shè)備，其工作效率直接影響到一個(gè)鋼廠的產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量，而轉(zhuǎn)爐的檢修則是提高轉(zhuǎn)爐工作效率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
作為煉鋼爐的一種，轉(zhuǎn)爐是在一個(gè)水平軸架上，可以轉(zhuǎn)動(dòng)故而得名。中冶寶鋼技術(shù)利用在轉(zhuǎn)爐上檢修方面30余年的經(jīng)驗(yàn)，通過不斷研究創(chuàng)新，得出一整套轉(zhuǎn)爐設(shè)備高效、保質(zhì)、安全的檢修方法。
用創(chuàng)新說話，解決關(guān)鍵過程問題
中冶寶鋼技術(shù)在轉(zhuǎn)爐設(shè)備檢修上有多項(xiàng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的突破，其中一項(xiàng)就是轉(zhuǎn)爐三點(diǎn)球面檢修技術(shù)。轉(zhuǎn)爐的三點(diǎn)球面支撐系統(tǒng)，是確保轉(zhuǎn)爐本身能夠“轉(zhuǎn)”起來的關(guān)鍵部件，能有效解決轉(zhuǎn)爐爐殼熱膨脹以后產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力問題，同時(shí)也應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多家鋼廠的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中。但是轉(zhuǎn)爐三點(diǎn)球面檢修的難度卻很高，采用常規(guī)爐底頂升的方法需要30天左右才能完成施工。
而中冶寶鋼技術(shù)研發(fā)的“轉(zhuǎn)爐同步頂升技術(shù)”和“三點(diǎn)球面螺栓修復(fù)技術(shù)”完美了解決這個(gè)問題，通過調(diào)整頂升點(diǎn)及多項(xiàng)頂升過程的控制措施，使得轉(zhuǎn)爐三點(diǎn)球面檢修所需的結(jié)構(gòu)件制作成本降低到了最低，施工工序大幅減少的同時(shí)，作業(yè)效率明顯提高。
通過觀察和研究土建施工上建筑整體移位工藝，中冶寶鋼技術(shù)研發(fā)了“雙向同步頂升橫移裝置”。該套裝置擁有4臺(tái)200噸千斤頂，通過同步控制裝置能夠頂升超過600噸物件，同時(shí)，通過兩臺(tái)主動(dòng)橫移裝置和兩臺(tái)被動(dòng)橫移裝置，在頂起重物的同時(shí)還能將重物沿著既定軌跡移動(dòng)一段距離，同時(shí)在頂升和移動(dòng)的過程中，還能保持0.5mm的同步精度。這套裝置的投產(chǎn)，使得檢修作業(yè)打開了新局面，投產(chǎn)初即解決了上煙罩由于意外故障移位的問題，通過高精度的運(yùn)動(dòng)過程控制和走行軌道的合理布置，將移位的物體順利糾正。
“爐口水箱更換技術(shù)”，是運(yùn)用杠桿原理，使?fàn)t口水箱的更換，不再需要借助多個(gè)手拉葫蘆數(shù)次倒運(yùn)，進(jìn)而可以直接一步到位；另外運(yùn)用“轉(zhuǎn)爐裙罩側(cè)向移出技術(shù)”，深入研究轉(zhuǎn)爐外部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)尺寸，最終尋找到了新的更換方法，使得裙罩的更換不再需要歪拉斜吊，更加安全和可靠；而“轉(zhuǎn)爐上煙罩移動(dòng)小車更換技術(shù)”則是徹底改變了原本復(fù)雜的工序，通過平臺(tái)的簡(jiǎn)單移位和設(shè)備調(diào)換，就能實(shí)現(xiàn)出原本根本無法想象的效果……
不斷涌現(xiàn)出的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備使得轉(zhuǎn)爐上的檢修作業(yè)不再依賴于人工和環(huán)境，也使得工期進(jìn)一步縮短。
憑多管齊下，通過計(jì)算機(jī)讓檢修更科學(xué)
轉(zhuǎn)爐的爐修作業(yè)，是作為每臺(tái)轉(zhuǎn)爐設(shè)備正常運(yùn)作的重要環(huán)節(jié)，亦是一臺(tái)轉(zhuǎn)爐在一年中停機(jī)時(shí)間最長(zhǎng)、檢修項(xiàng)目最多的時(shí)候。期間各種主控項(xiàng)目、交叉項(xiàng)目、緊前緊后工序，需要檢修工效能夠熟練掌握每個(gè)項(xiàng)目的時(shí)長(zhǎng)、工時(shí)及所需的物資資源，然后將這些信息有機(jī)地整合、排序編排出檢修工藝，這需要擁有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。
中冶寶鋼技術(shù)發(fā)明了一種“基于遺傳算法優(yōu)化轉(zhuǎn)爐爐修模型”的方法，通過運(yùn)用合理的數(shù)學(xué)模型，研究了轉(zhuǎn)爐爐修過程中爐修工期、成本和爐修質(zhì)量之間的關(guān)系，運(yùn)用先進(jìn)的NSGA-Ⅱ算法分析轉(zhuǎn)爐爐修中的12項(xiàng)重要工序，編排它們之間的關(guān)系和順序，通過計(jì)算機(jī)軟件輔助運(yùn)算得到一個(gè)合理的爐修模型。經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，通過新的算法進(jìn)行編排合理的工序，可以使得檢修工序更緊湊，時(shí)間直接縮短48小時(shí)。
無獨(dú)有偶，中冶寶鋼技術(shù)的技術(shù)人員，借助計(jì)算機(jī)軟件輔助施工的例子在近兩年開始不斷涌現(xiàn)：轉(zhuǎn)爐爐體頂升作業(yè)過程中所需的鋼墩，首先進(jìn)入了技術(shù)人員的眼球；鋼墩是轉(zhuǎn)爐爐體作業(yè)中的重要輔助工裝，用于承載轉(zhuǎn)爐頂升過程中轉(zhuǎn)爐本身的全部載荷，做小了，施工和設(shè)備安全得不到保障，最大了，用料浪費(fèi)，同時(shí)也給施工作業(yè)帶來很大的麻煩。在設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員采用了COSMOS和Solidworks Simulation兩個(gè)有限元分析軟件，通過計(jì)算機(jī)模擬和分析鋼墩的承載情況以及使用時(shí)的不同工況，在保證安全的前提下，將施工成本降低到了最低。當(dāng)然，這兩款軟件同時(shí)還應(yīng)用于檢修作業(yè)中幾乎所有主要輔助工裝的設(shè)計(jì)中，發(fā)揮了重要的作用。
2015年，BIM技術(shù)第一次運(yùn)用到了轉(zhuǎn)爐上煙罩更換的方案制定過程中。中冶寶鋼技術(shù)承接了寶鋼5#轉(zhuǎn)爐上煙罩更換項(xiàng)目，5#轉(zhuǎn)爐上煙罩處于一個(gè)極為尷尬的部位，處于4#及6#轉(zhuǎn)爐的中間，吊運(yùn)路徑上存在包括氧槍和副槍等主要設(shè)備，同時(shí)還有大量管線、平臺(tái)交錯(cuò)其中，而根據(jù)計(jì)劃，吊運(yùn)時(shí)間只有24小時(shí)，那意味著只要吊運(yùn)作業(yè)開始就只能成功。中冶寶鋼技術(shù)通過BIM技術(shù)，建立起了5#、6#轉(zhuǎn)爐氧槍、副槍及其移動(dòng)小車、所在平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)和所有管線的模型，完整模擬了上煙罩所處的環(huán)境。通過Solidworks和Delmia兩款軟件配合使用，在計(jì)算機(jī)上模擬上煙罩吊運(yùn)的全過程，最終形成了一套科學(xué)的吊裝路徑和相關(guān)干涉件的拆除方案，將輔件拆除量降低到最低，順利完成了施工項(xiàng)目。
不僅僅是上煙罩更換項(xiàng)目，BIM技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在了轉(zhuǎn)爐檢修作業(yè)的大部分關(guān)鍵工序中，通過可視化交底，作業(yè)人員能夠立即清楚地了解到一項(xiàng)施工作業(yè)的主要內(nèi)容、工藝順序和關(guān)鍵步驟。
計(jì)算機(jī)正在潛移默化地改變轉(zhuǎn)爐檢修的理念，通過計(jì)算機(jī)的輔助，轉(zhuǎn)爐的檢修工藝、工序、工具、工裝的編排和設(shè)計(jì)更合理、更科學(xué)，檢修作業(yè)也更緊湊、安全。
結(jié)累累碩果，創(chuàng)新讓工藝與效益升級(jí)
截止目前，在轉(zhuǎn)爐設(shè)備檢修中，中冶寶鋼技術(shù)已擁有7項(xiàng)專利，其中1項(xiàng)是發(fā)明專利。而“大型轉(zhuǎn)爐成套檢修工藝”、“大型轉(zhuǎn)爐上煙罩移動(dòng)小車更換工藝”、“一種液壓雙向同步頂升橫移裝置”以及“大型轉(zhuǎn)爐三點(diǎn)球面支撐檢修新工藝”四項(xiàng)核心技術(shù)通過了中冶集團(tuán)科技成果鑒定；“大型轉(zhuǎn)爐三點(diǎn)球面支撐檢修新工藝”獲得了中冶集團(tuán)科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)，“一種液壓雙向同步頂升橫移裝置”獲得了上海市第二十六屆發(fā)明選拔賽銀獎(jiǎng)；應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐220mm軸耳在線焊接的“16MnR超厚板材焊接技術(shù)”獲得了上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)參與獎(jiǎng)；QC成果“降低鋼包臺(tái)車故障率”先后獲得了中國(guó)冶金建設(shè)協(xié)會(huì)優(yōu)秀QC成果一等獎(jiǎng)及中國(guó)施工企業(yè)協(xié)會(huì)優(yōu)秀QC成果二等獎(jiǎng)；“大型轉(zhuǎn)爐在線檢修工法”通過了冶金部級(jí)工法認(rèn)定，其關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過鑒定達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平……
不僅如此，中冶寶鋼技術(shù)每年至少研發(fā)2臺(tái)新型專用工器具、和2項(xiàng)新型工藝，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在日常作業(yè)中發(fā)明的小改造、小發(fā)明也發(fā)揮著重要的作用，僅2015年提出并采納實(shí)施了80項(xiàng)合理化建議，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
中冶寶鋼技術(shù)在轉(zhuǎn)爐檢修工藝方面，憑借不斷創(chuàng)新取得的先進(jìn)技術(shù)和工藝，讓轉(zhuǎn)爐檢修作業(yè)開始進(jìn)入讓人嘆為觀止的新機(jī)具+新工藝+計(jì)算機(jī)的新時(shí)代?！。ㄗ髡邌挝唬褐幸睂氫摷夹g(shù)）
