专利名称：一种高炉单管下降管的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种大型结构件的安装方法，特别是涉及一种高炉单管下降管的安装方法。
背景技术：
近年来随着我国冶金行业的蓬勃发展，高炉炼铁的规模不断增大，高炉的容积不断扩大。同时，国家越来越重视“低碳、环保、节能”理念，作为施工单位，在降低成本、提高竞争力的同时应当认真贯彻国家“低碳、环保、节能”方针。下降管是高炉本体与重力除尘器之间的联系纽带，是高炉粗煤气系统结构安装的最后一钩，也是高炉粗煤气系统结构安装中单钩吊装重量最重、构件长度最长的一钩，是高炉工程安装的一个重点，也是一个难点。传统高炉单管下降管吊装时采用双机抬吊，通过两台起重机械，在起重工的指挥下进行吊装，然而这种双机抬吊的方式，起重时需要协调方比较多，不易统一指挥，易发生 危险；需要施工机械多，成本较高；占用场地大，遇狭小场地无法施工；大型机械使用较多，不符合国家提倡的“低碳、环保、节能”的理念要求。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高炉单管下降管的安装方法，该安装方法采用一台起重机即可完成高炉单管下降管的安装。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种高炉单管下降管的安装方法，该方法采用单机双吊耳吊装每个吊装单元，该方法包括以下步骤一、吊装准备；一)划分吊装单元将单管下降管分为上甩头、中间段和下三通三个吊装单元，上甩头包括直管段、下弯头和放散管，中间段包括直管段，下三通包括下降管下段与重力除尘器上部直管；二)确定上甩头的重心G1、中间段的重心G2和下三通的重心G3 ;三)确定每个吊装单元的吊点以及吊耳位置并完成吊耳的焊接；1)确定上甩头的吊点Cl，起吊后，吊点Cl应与上甩头的重心Gl位于同一条铅垂线上，且位于上甩头的重心Gl的正上方；在上甩头上焊接两吊耳，上甩头上两吊耳的位置应当满足上甩头起吊后，直管段保持水平；2)确定中间段的吊点C2，起吊后，吊点C2应与中间段的重心G2位于同一条铅垂线上，且位于中间段的重心G2的正上方；在中间段上焊接两吊耳，中间段上两吊耳的位置应当满足直管段与水平面的夹角与直管段的安装设计夹角Y相同；3)确定下三通的吊点C3，起吊后，吊点C3应与下三通的重心G3位于同一条铅垂线上，且位于下三通的重心G3的正上方，在下三通上焊接两吊耳，下三通上两吊耳的位置应当满足下三通起吊后，重力除尘器上部直管保持铅垂；四)确定上升管和上甩头的定位线，并分别在上升管和上甩头上标记出相应的对接标记线；在上甩头的下弯头上焊接下部包带；确定重力除尘器壳体和下三通的定位线，并分别在重力除尘器壳体和下三通标记出相应的对接标记线；在下三通的下降管下段的上端焊接下部包带；五)在各吊装单元接口处内外两侧搭设接口临时操作平台；二、吊装作业；一)采用单机双吊耳法吊装上甩头，起吊到位后，旋转上甩头，使其绕直管段的中心线转动，直到上升管和上甩头上的对接标记线对齐，临时固定上甩头，然后完成上升管和上甩头之间的对口焊接；二)采用单机双吊耳法吊装下三通，起吊到位后，旋转下三通，使其绕重力除尘器上部直管的中心线转动，直到重力除尘器壳体和下三通上的对接标记线对齐，临时固定下三通，然后完成下三通和重力除尘器壳体之间的焊接；三)采用单机双吊耳法吊装中间段，起吊到位后，保持直管段与水平面的夹角不变，调整中间段的位置，使其上端吻合地落在上甩头的下部包带上，下端吻合地落在下三通的下部包带上，然后，中间段的上端采用包带与上甩头焊接，中间段的下端采用包带与下三通焊接。所述中间段上的两个吊耳分别位于中间段中心线的两侧。每个所述吊装单元在管道内对应吊耳的位置和两端部设置有米字支撑。在所述吊耳的两侧均设置有筋板。本发明具有的优点和积极效果是 I)通过采用单机双吊耳吊装大型构件的方法，改进了高炉单管下降管安装的施工工艺，提高了施工速度和质量；2)通过合理划分吊装单元，最大可能地在地面上组装构件，方便了对结构拼装和焊接质量的控制，保证了安装质量；3)减少了人员机械投入，降低了施工成本；4)大型机械数量的减少，实现了 “低碳、环保、节能”的理念；5)降低了对施工场地的要求，解决了场地狭小无法施工的问题；6)减少了吊装时彼此需要协调的对象，提高了安全性。综上所述，本发明运用基本力学和空间几何原理，充分利用吊装设备的起重能力，采用单机吊装，减少了大型机械的数量，不仅可以克服狭小施工场地的束缚，还可以降低施工成本和能耗，提高施工安全性，实现了 “安全、高质、高效、节能、低碳”的目标，彻底改变了传统双机抬吊高耗能、高成本、高污染的境况。
图I为本发明划分下降管吊装单元的结构示意图；图2为本发明使用的米字支撑的结构示意图；图3a为本发明使用的吊耳的结构示意图；图3b为图3a的侧视图；图4为本发明吊装下降管各吊装单元的示意图；图5a为本发明上甩头向下弯角的示意图；图5b为本发明上甩头向重力除尘侧弯角的示意图；图6a为本发明下三通下降管下段与重力除尘器上部直管夹角的示意图；图6b为本发明下三通下降管下段与重力除尘器0°线夹角的意图；图7a为本发明相邻的两个吊装单元对接接口处包带的示意图；图7b为图7a的侧视图。图中1、上甩头，11、直管段，12、下弯头，13、放散管，14、包带，2、中间段，21、上弯
头，22、直管段，3、下三通，31、下降管下段，32、重力除尘器上部直管，33、包带，4、上升管，5、吊耳，6、筋板，7、重力除尘器壳体，8、米字支撑。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下一种高炉单管下降管的安装方法，包括以下步骤一、吊装准备一 )划分吊装单元根据下降管制作单元划分情况和现场拼装场地情况，结合车辆的运输能力和吊装机械的吊装性能，确定吊装单元数量和各吊装单元组装尺寸，在本实施例中，单管下降管分为三个大的吊装单元，上甩头I、中间段2和下三通3，请参见图I和图4，上甩头I包括直管段11、下弯头12和放散管13，中间段2包括直管段22，直管段22的上端可以设置上弯头21，上弯头21是否设置应视工程情况而定。
下三通3包括下降管下段31与重力除尘器上部直管32。二)确定上甩头I的重心Gl、中间段2的重心G2和下三通3的重心G3根据重心求解公式G总*X = GfXfG2=IiX2+…+61^11可求解出吊装单元的几何重心的位置，其中6,6是吊装单元的总重量，G1, Gf Gn是吊装单元划分出的规则几何体的重量，X是吊装单元重心与其某一端的距离，Xp XfXn是吊装单元划分出的规则几何体的重心与其所处单元某一端的距离。XapXf xn应为相对吊装单元同一端的距离。三)确定每个吊装单元的吊点以及吊耳位置并完成吊耳的焊接，请参见图4。I)确定上甩头I的吊点Cl，起吊后，吊点Cl应与上甩头I的重心Gl位于同一条铅垂线上，且位于上甩头I的重心Gl的正上方；在上甩头I上焊接两吊耳，上甩头I上两吊耳的位置Al和A2应当满足上甩头I起吊后，直管段11保持水平。2)确定中间段2的吊点C2，起吊后，吊点C2应与中间段2的重心G2位于同一条铅垂线上，且位于中间段2的重心G2的正上方；在中间段2上焊接两吊耳，中间段2上两吊耳的位置Al和A2应当满足直管段22与水平面的夹角和直管段22的安装设计夹角、相同。3)确定下三通3的吊点C3，起吊后，吊点C3应与下三通3的重心G3位于同一条铅垂线上，且位于下三通3的重心G3的正上方，在下三通3上焊接两吊耳，下三通3上两吊耳的位置Al和A2应当满足下三通3起吊后，重力除尘器上部直管32保持铅垂。上思头I、中间段2和下二通3的吊耳形式，请参见图3a和图3b,为抵抗吊装过程中产生的瞬间弯距，在吊耳5的两侧设置筋板6，该筋板6还可增加吊耳5与管的接触面积，增加焊缝长度，增加构件表面的受力点，减少吊装过程中下降管的表面因过度应力集中而将母材撕裂的现象。吊耳厚度tl，筋板厚度t2，长度L，圆弧半径R、r，可根据各吊装单元重量计算求得。为防止吊装单元吊装时发生变形，在管道内对应吊耳的位置和管道两端加设钢管或角钢米字支撑8，请参见图2，其中中间段2和下降管下段31上端部的米字支撑可作为下降管空中内口对接施焊的临时操作平台。四)确定上升管4和上甩头I的定位线，并分别在上升管4和上甩头I上标记出相应的对接标记线；在上甩头I的下弯头12上焊接下部包带14 ;确定重力除尘器壳体7和下三通3的定位线，并分别在重力除尘器壳体7和下三通3划出相应的对接标记线；在下三通3的下降管下段31的上端焊接下部包带33。请参见图5a和图5b，上甩头I弯头向下弯曲，存在角Θ，向重力除尘侧弯曲，存在角Ψ，由于上甩头I弯头弯成的角为空间角，是无法测量的，须将角Θ、Ψ转换成上甩头需要旋转的弧长MN。根据空间解析几何原理，计算出上甩头I需旋转的弧长MN，确定上升管4和上甩头I的定位线，并分别在上升管4和上甩头I上标记出相应的对接标记线。同理，请参见图6a，下降管下段31的中心线与重力除尘器上部直管32的中心线存在夹角ε，在下降管下段31上取任意点H，通过H点向重力除尘器上部直管32做垂线，在重力除尘器上部直管32的外圆周上靠近H点的一侧获得垂足K，夹角ε可通过H和K两点之间的距离来体现。请参见图6b，下降管下段31中心线在水平面上的投影与重力除尘0°线存在夹角4，由角ξ计算出重力除尘器壳体7顶部与重力除尘器上部直管32相接处对应ζ的弧长 XY,确定重力除尘器壳体7和下三通3的定位线，并分别在重力除尘器壳体7和下三通3标记出相应的对接标记线。上述上升管4和上甩头I的定位线和重力除尘器壳体7和下三通3的定位线均可通过放样获得。五)在各吊装单元接口处内外两侧搭设接口临时操作平台。二、吊装作业一)采用单机双吊耳法吊装上甩头I，起吊到位后，旋转上甩头I，使其绕直管段11的中心线转动，直到上升管4和上甩头I上的对接标记线对齐，此时放散管13处于铅垂状态。当上甩头I位置确定后，采用在周边既有结构上固接拉筋和横梁，采用拉筋和倒链对上甩头I进行临时固定，然后完成上升管4和上甩头I之间的对口焊接。二)采用单机双吊耳法吊装下三通3，起吊到位后，旋转下三通3，使其绕重力除尘器上部直管32的中心线转动，直到重力除尘器壳体7和下三通3上的对接标记线对齐，然后用倒链、钢丝绳等将下三通3临时固定在周边既有结构上，然后完成除尘器壳体7和重力除尘器上部直管32之间的焊接。 三)在上甩头I和下三通3固定后，在中间段2拼装前，用全站仪测量上下管口的距离，反复核实后，采用单机双吊耳法吊装中间段2，起吊到位后，保持直管段22与水平面的夹角不变，调整中间段2的位置，以满足下降管下段31中心线在水平面上的投影与重力除尘0°线存在夹角ζ，可以通过溜绳旋转勾头和拉拽构件的方法来进行粗调，待构件两端轻轻落在包带上，用倒链精调角ζ，用撬棍辅助就位，使中间段2上端吻合地落在上甩头I的下部包带14上，下端吻合地落在下三通3的下部包带33上，然后中间段2的上端采用包带与上甩头I焊接，中间段2的下端采用包带与下三通3焊接。为了吊装时便于控制空间角，中间段2采用单机双吊耳吊装，两吊耳分别位于中间段2中心线的两侧。下降管各吊装单元按照吊装顺序安装对口，接口包带请参见图7，确保上甩头I、中间段2和下三通3空间位置准确、接口稳固且符合规范要求后方可摘钩。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式， 这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高炉单管下降管的安装方法，其特征在于，该方法采用单机双吊耳吊装每个吊装单元，该方法包括以下步骤 一、吊装准备 一)划分吊装单元将单管下降管分为上甩头、中间段和下三通三个吊装单元，上甩头包括直管段、下弯头和放散管，中间段包括直管段，下三通包括下降管下段与重力除尘器上部直管； 二)确定上甩头的重心Gl、中间段的重心G2和下三通的重心G3； 三)确定每个吊装单元的吊点以及吊耳位置并完成吊耳的焊接 1)确定上甩头的吊点Cl，起吊后，吊点Cl应与上甩头的重心Gl位于同一条铅垂线上，且位于上甩头的重心Gl的正上方；在上甩头上焊接两吊耳，上甩头上两吊耳的位置应当满足上甩头起吊后，直管段保持水平； 2)确定中间段的吊点C2，起吊后，吊点C2应与中间段的重心G2位于同一条铅垂线上，且位于中间段的重心G2的正上方；在中间段上焊接两吊耳，中间段上两吊耳的位置应当满足直管段与水平面的夹角与直管段的安装设计夹角Y相同； 3)确定下三通的吊点C3，起吊后，吊点C3应与下三通的重心G3位于同一条铅垂线上，且位于下三通的重心G3的正上方，在下三通上焊接两吊耳，下三通上两吊耳的位置应当满足下三通起吊后，重力除尘器上部直管保持铅垂； 四)确定上升管和上甩头的定位线，并分别在上升管和上甩头上标记出相应的对接标记线；在上甩头的下弯头上焊接下部包带；确定重力除尘器壳体和下三通的定位线，并分别在重力除尘器壳体和下三通标记出相应的对接标记线；在下三通的下降管下段的上端焊接下部包带； 五)在各吊装单元接口处内外两侧搭设接口临时操作平台； 二、吊装作业 一)采用单机双吊耳法吊装上甩头，起吊到位后，旋转上甩头，使其绕直管段的中心线转动，直到上升管和上甩头上的对接标记线对齐，临时固定上甩头，然后完成上升管和上甩头之间的对口焊接； 二)采用单机双吊耳法吊装下三通，起吊到位后，旋转下三通，使其绕重力除尘器上部直管的中心线转动，直到重力除尘器壳体和下三通上的对接标记线对齐，临时固定下三通，然后完成下三通和重力除尘器壳体之间的焊接； 三)采用单机双吊耳法吊装中间段，起吊到位后，保持直管段与水平面的夹角不变，调整中间段的位置，使其上端吻合地落在上甩头的下部包带上，下端吻合地落在下三通的下部包带上，然后，中间段的上端采用包带与上甩头焊接，中间段的下端采用包带与下三通焊接。
2.根据权利要求I所述的高炉单管下降管的安装方法，其特征在于，所述中间段上的两个吊耳分别位于中间段中心线的两侧。
3.根据权利要求I所述的高炉单管下降管的安装方法，其特征在于，每个所述吊装单元在管道内对应吊耳的位置和两端部设置有米字支撑。
4.根据权利要求I所述的高炉单管下降管的安装方法，其特征在于，在所述吊耳的两侧均设置有筋板。
全文摘要
本发明公开了一种高炉单管下降管的安装方法，该方法采用单机双吊耳吊装每个吊装单元，该方法包括以下步骤一、吊装准备；一)划分吊装单元；二)确定各吊装单元的重心；三)确定每个吊装单元的吊点以及吊耳位置并完成吊耳的焊接；四)确定上升管和上甩头的定位线；确定重力除尘器壳体和下三通的定位线；五)在各吊装单元接口处内外两侧搭设接口临时操作平台；二、吊装作业。本发明采用单机吊装，减少了大型机械的数量，不仅可以克服狭小施工场地的束缚，还可以降低施工成本和能耗，提高施工安全性，实现了“安全、高质、高效、节能、低碳”的目标，彻底改变了传统双机抬吊高耗能、高成本、高污染的境况。
文档编号C21B7/00GK102851421SQ20121011500
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者王源, 王亚楠, 尹学语, 郑少勇, 屠强, 杨晶 申请人:天津二十冶建设有限公司