1 鑄造起重機安全的重要性

鑄造起重機是煉鋼工藝中的主要設備之一 , 主要用于轉爐加料跨向轉爐兌鐵水，精煉跨將鋼水吊運至精煉爐或在鋼水跨將鋼水吊運至連鑄回轉大包臺上。目前， 鑄造起重機總體結構采用雙梁、四梁四軌式，主要由橋架、主小車(chē)、副小車(chē)、大車(chē)運行機構、司機室、潤滑系統和電氣控制系統等組成。

根據冶金工業(yè)的工藝要求和生產(chǎn)特點(diǎn)，在服務(wù)于冶金工業(yè)的各種起重機中，鑄造起重機工作級別較高、吊運的液態(tài)金屬危險、工作條件惡劣、工藝過(guò)程嚴格，因而也導致其結構和安全保障措施相對復雜。鑄造起重機一旦發(fā)生安全性問(wèn)題，帶來(lái)的后果無(wú)法預料，尤其是次生災害。

近年來(lái)，隨著(zhù)安全標準、安全意識的提高，鑄造起重機安全的重要性及合規性改造顯得尤為重要。 2012年全國起重機標準化技術(shù)委員會(huì )頒布了 JB/T7688.5—2012《冶金起重機技術(shù)條件第 5部分鑄造起重機》，提高了吊運熔融金屬起重機的主起升機構技術(shù)要求，主要增加了檢查吊運熔融金屬起重機的主起升機構是否符合以下要求之一：

1) 主起升機構設置 2 套驅動(dòng)裝置，并且在輸出軸剛性連接。

2) 主起升機構 2套驅動(dòng)裝置在輸出軸上無(wú)剛性連接，或主起升機構只設置一套驅動(dòng)裝置的，在鋼絲繩卷筒上設置安全制動(dòng)器。主起升機構設置 2套驅動(dòng)裝置， 當其中一套驅動(dòng)裝置發(fā)生故障時(shí)，另一套驅動(dòng)裝置應當能夠保證在額定起重量時(shí)完成至少一個(gè)工作循環(huán)。主起升機構的鋼絲繩應滿(mǎn)足以下條件：1) 雙吊點(diǎn)應采用 4 根鋼絲繩纏繞系統；2) 單吊點(diǎn)至少采用 2 根鋼絲繩纏繞系統。

2016年 3月 23日國家質(zhì)檢總局發(fā)布 TSGQ7015—2016《起重機械定期檢驗規則》， 要求 2016年 7月1日執行。TSGQ7015—2016中增加了 JB/T7688.5—2012《冶金起重機技術(shù)條件第 5部分鑄造起重機》吊運熔融金屬起重機的主起升機構技術(shù)要求，這就表明國家質(zhì)檢總局已將吊運熔融金屬起重機的主起升機構技術(shù)要求上升為強制性安全技術(shù)規范。在起重機檢驗中發(fā)現， 少數企業(yè)不重視吊運熔融金屬起重機的安全性，如某公司 2臺在用 90/30t為通用橋式起重機，實(shí)際使用中吊運液態(tài)鐵水，不符合 JB/T7688.5—2012《冶金起重機技術(shù)條件第 5部分鑄造起重機》中吊運熔融金屬起重機的主起升機構技術(shù)要求。 2013年起重機定期檢驗時(shí)按照JB/T 7688.5—2012 的技術(shù)要求，提出整改要求，未引起重視，遲遲未實(shí)施改造。2016 年根據國家法規技術(shù)要求的實(shí)施，強制性要求改造，為了保證改造的順利進(jìn)行， 進(jìn)過(guò)調研，提出如下改造途徑。

2 鑄造起重機合規性改造途徑

某公司起重機于 1985 年 9 月投產(chǎn)開(kāi)始使用至今已有 30 多年，現已不符合最新的國家規范要求，存在安全隱患。不符合 JB/T 7688.5—2012《冶金起重機技術(shù)條件 第 5 部分：鑄造起重機》中的相關(guān)要求：主起升機構設置一套驅動(dòng)裝置時(shí)，均應在鋼絲繩卷筒上設置安全制動(dòng)器；單吊點(diǎn)至少采用 2 根鋼絲繩纏繞系統。

2.1 改造原則

不增加整車(chē)外形尺寸和質(zhì)量的前提下，減少改造工作量，控制改造成本；安全制動(dòng)器改造原車(chē)電控系統原則上不變，改造時(shí)只考慮安全制動(dòng)器配套的電器和電控系統接口部分。改造的設 計、 制 造、 檢 驗、 驗 收， 遵循 GB/T3811—2008《起重機設計規范》和 GB6067.5—2014《起重機安全規程 第 5 部分：橋式和門(mén)式起重機》及 JB/T7688.5《冶金起重機技術(shù)條件 第 5 部分：鑄造起重機》等標準。

改造后的起升和運行機構，具備起升超速保護和運行限位保護等必備安全保護措施，設置各種安全保護裝置?？紤]到現有小車(chē)已使用 30 多年，小車(chē)架結構部分已接近疲勞壽命，本次改造結構形式有所變化，如在現有小車(chē)架上進(jìn)行較大量的火焰切割及焊接工作，會(huì )有一定的風(fēng)險。為使改造后的產(chǎn)品滿(mǎn)足規范要求，需要對小車(chē)架進(jìn)行較大改動(dòng)，前期測繪工作量大，改造施工難度和工作量都很大。為最大限度減小改造工作量，控制改造成本，主起升機構機型采用原機型，即：主起升機構采用單電機、單減速器驅動(dòng)單個(gè)雙聯(lián)卷筒，通過(guò)鋼絲繩纏繞系統使龍門(mén)鉤吊具升降的方案，卷筒尾部增設安全制動(dòng)器。

2.2 改造方案

1） 小車(chē)（含吊鉤組）整理新制，主、副起升吊鉤組下吊具利舊。

2） 小車(chē)可整體吊裝，避免了現場(chǎng)焊接，大大節省改造的施工成本和改造周期。

3） 卷筒組上設置 2個(gè)制動(dòng)鉗，均安裝在下繩側（受壓區），受力合理，不會(huì )因安全制動(dòng)器制動(dòng)造成底座焊縫開(kāi)裂的事故發(fā)生。

4） 安全制動(dòng)器的性能要求

①液壓松閘，彈簧力制動(dòng)，能提供大的制動(dòng)力矩。

②直動(dòng)型制動(dòng)器，構件少，直動(dòng)安全可靠，維護量少。

③制動(dòng)頭具有角向調節功能，保證摩擦片完全接觸制動(dòng)盤(pán)，制動(dòng)力矩恒定，安裝精度要求不高。

④采用性能優(yōu)異的蝶形彈簧，制動(dòng)可靠，制動(dòng)次數＞ 20 萬(wàn)次。

⑤松閘顯示開(kāi)關(guān)直接檢測活塞制動(dòng)動(dòng)作，松閘顯示信號準確可靠。

⑥制動(dòng)鉗與制動(dòng)盤(pán)之間間隙可獨立調節，操作簡(jiǎn)單， 適應性強。

⑦要求卷筒制動(dòng)盤(pán)的制動(dòng)面制造、安裝誤差控制在合適的范圍內（單跳 0.15 mm，平行度 0.2 mm，垂直度

0.4 mm）。

2.3 小車(chē)機械部分的改造內容

1） 小車(chē)及相關(guān)附屬結構件重新設計制作。

2） 小車(chē)電纜導車(chē)利舊。

3） 新增安全制動(dòng)器系統，共 1套，包含 1套液壓站、

2 個(gè)制動(dòng)鉗（卷筒尾部設置 2 個(gè)）、超速開(kāi)關(guān)。

4） 小車(chē)上采用分點(diǎn)電動(dòng)集中潤滑方式，設置 1 個(gè)電動(dòng)泵，帶高壓軟管，膠管帶快速轉換接頭，用該接頭對每個(gè)潤滑點(diǎn)打油。

2.4 小車(chē)電氣部分的改造內容

根據項目特點(diǎn)，并結合國家最新規范要求，在不增加小車(chē)整體總量的前提下，考慮了 2 個(gè)方案。

2.4.1 方案 1

現有小車(chē)所有機構采用渦流制動(dòng)調速驅動(dòng) YZR 繞線(xiàn)式電動(dòng)機控制方案，對起重機進(jìn)行改造。主、副起升機構由渦流制動(dòng)調速改為定子調壓調速系統驅動(dòng)，主起升機構在小車(chē)上需要增加安全制動(dòng)器。小車(chē)機構由渦流制動(dòng)調速改為變頻調速系統，大車(chē)機構利用原調速系統不進(jìn)行改造。

此方案使整個(gè)小車(chē)上所有機構的驅動(dòng)系統全部更換。

1） 主、副起升控制屏需施工，拆除原有控制屏外，需安裝調壓控制屏，敷設相應電纜。

2） 小車(chē)控制屏需施工，拆除原有控制屏外，需安裝變頻控制屏，敷設相應電纜。

3） 聯(lián)動(dòng)臺主、副起升、小車(chē)主令控制器需更換。電纜利舊，更換部分電纜。

4） 起升機構電阻器需要更換，小車(chē)制動(dòng)電阻安裝。視現場(chǎng)空間情況，連接電纜處理方法同上。

5） 主起升需要增加安全制動(dòng)器。在出現起升機構失速的緊急情況，安全制動(dòng)器抱閘。啟動(dòng)時(shí)應隨主機啟動(dòng)。自帶液壓泵工作，由保壓功能。壓力不足時(shí)能夠自動(dòng)啟動(dòng)升壓。

2.4.2 方案二

原車(chē)所有機構采用渦流制動(dòng)調速驅動(dòng) YZR 繞線(xiàn)式電動(dòng)機控制方案，對起重機進(jìn)行改造。主、副起升機構調速系統保持不變，仍由渦流制動(dòng)調速系統驅動(dòng)，主起升機構在小車(chē)上需增加安全制動(dòng)器。小車(chē)機構由渦流制動(dòng)調速改為變頻調速系統，大車(chē)機構利用原調速系統不進(jìn)行改造。

1） 小車(chē)控制屏需施工，拆除原有控制屏外，需安裝變頻控制屏，敷設相應電纜。

2） 聯(lián)動(dòng)臺小車(chē)主令控制器需更換。電纜利舊，更換部分電纜。

3） 小車(chē)制動(dòng)電阻安裝。視現場(chǎng)空間情況，連接電纜處理方法同上。

4） 主起升需要增加安全制動(dòng)器。在出現起升機構失速的緊急情況，安全制動(dòng)器抱閘，啟動(dòng)時(shí)應隨主機啟動(dòng)。自帶液壓泵工作，由保壓功能。壓力不足時(shí)能夠自動(dòng)啟動(dòng)升壓。