浅谈连续退火机组退火炉设备安装

王欣 孟克华 张永圣

摘要 本文简要介绍了宝钢1800连续退火机组立式退火炉的施工方法，总结了退火炉施工的要领同时提出了施工中存在的问题和改进措施。

关键词 连续退火机组 立式退火炉 设备安装

1.项目概况

宝钢1800连续退火机组是由日本新日铁设计，是目前最先进的冷轧带钢退火机组之一。该机组生产带钢宽度最大为1850mm，厚度为0.45～2.0毫米，设计年产量为96.46万吨，主要应用于国内的汽车板市场。

宝钢1800连续退火机组由入口段，炉子段，出口段三部分组成。炉子段有7个炉段，9个炉室，分别是：预热段（带钢温度170~220度）PHF炉；加热段（带钢温度750~870度）HF-1炉和HF-2炉；均热段（带钢温度750~870度）SF炉；缓冷段（带钢温度675~690度）SCF炉；一次冷却段（带钢温度675~400度）1C炉、过时效段（带钢温度370~400度）OA-1炉和OA-2炉；二次冷却段（带钢温度370~160度）2C炉和一套水淬系统，带钢经过炉子段的连续退火和淬水冷却后，利用淬水挤干辊和热风干燥器将带钢烘干，进入到出口立式活套。炉子段全长143.685米，标高在▽-4.100~▽+29.950之间，炉子段设备重量为3600余吨，炉子段工艺钢结构为1800余吨。

工期要求：整个连退机组炉子段施工日期为12个月。

2.炉子段机械设备安装

炉子段设备安装跟通用设备安装方法有所不同，因为炉子外壳及炉内设备属于板块状分体供货，需要到现场组装，相对复杂。

退火炉主要安装设备有：炉壳、保温钉、保温棉、不锈钢内衬板、高铝布、炉辊、炉辊轴承及轴承座、炉辊马达、辐射管、电子加热管、电阻带、喷箱、风机、风道、热交换器、烟道、烟囱等设备。

下面先讲述炉子段设备和结构的安装方法。

炉子段的设备和结构应该采取交替作业的方法穿插进行，同一作业面上一般是钢结构优先于设备安装，因为钢结构框架的形成有利于设备的定位和调整。

钢结构的安装应从底层立柱开始安装，从主轧线的下部立柱和横梁开始安装，先应该安装DS（驱动侧）的结构，然后再安装WS（操作侧）的结构。（方便吊装站位，一般运货通道在WS侧）。一般可以采用先预制模板在灌浆得方法，等灌浆料完全硬固后再立柱子，使底层结构形成一体框架，然后进行柱梁的找平找正。

梁柱的标高应尽量取负公差，以便给以后的炉辊传动装置安装留出调整余量。梁柱找正完成后，再安装门形架之间的未装的横梁。然后对整体结构进行螺栓紧固和焊接，并进行立柱的二次灌浆。待强度达到要求后进行中间层和顶层钢结构的安装。

在安装中间层和顶层结构时，考虑到炉墙的安装方便和施工工期，采用先安装传动侧結构，再安装操作侧结构，然后安装炉体中间部分的方法与炉体配合安装。

钢结构安装精度控制重点主要是与设备相连的结构如：安装炉辊轴承支座平台标高、安装风机的平台的标高。同时要对钢结构立柱的垂直度严格控制。

本项目钢结构梁柱之间的连接是以高强螺栓联结的。在安装前应先对高强螺栓进行轴力和剪力复验和连接板的抗滑移系数复验，合格后向监理报验审批后才能使用。高强螺栓的联结面应没有毛刺飞溅物等杂物，安装调整时应先以普通螺栓暂时固定，用过眼冲子调整完毕后再换成高强螺栓紧固。高强螺栓的紧固应从中间向两边扩展的顺序施拧。联结副施拧完毕后应及时刷上油漆封闭。

在底层钢结构安装的同时可以进行炉子段设备安装：

炉体供货形态：炉底室和炉顶室均为箱体；PHF、SCF、1C、2C炉中间炉壳为箱体，HF、OA中间室为板块形式供货。所以在安装HF、OA中间室时要先安装炉子的端墙板，并在调整好标高后再安装侧墙板。然后一起调整标高、垂直度、和中心。中间室调整误差的不能太大，否则误差累积后会造成炉顶室的调整难度加大。

首先安装的是炉底室，钢结构标高宜取负公差，而炉体墙板在安装时标高宜取正公差，各炉底室一定要控制好轧制中心线偏差。下部炉底室及钢结构安装结束后，经三方联合检查合格，进行二次灌浆后方可进行炉中间室和上部结构的安装。中间室由端板和侧板组成，一般为板状供货。先吊装两端墙板，再吊装两侧侧板，最后吊装炉顶室。安装炉顶室要注意要按照炉辊法兰中心线的标高调整，而不能按照辊子中心进行调整，因为要考虑到炉壳的热膨胀量，而由于各炉段的炉温不同所以热膨胀量也不尽相同，安装调整前一定要仔细看图找出调准的基准线数值。

炉壳和钢结构基本安装完毕经检查合格后，可进行各种介质管道的配制。配管安装一般遵循先大后小，先里后外的原则进行敷设。在安装炉子段的配管时一定要注意分清介质，炉子段的管道很多是热风、热水管道，也要考虑管道本身的热膨胀。同时也要考虑与炉子相连管道与炉子热膨胀量的比较。

等炉顶室安装结束，并经三方联合检查合格后才可以进行炉体行焊接，首先应该焊接炉子的柱腿，然后是焊接炉壳。炉体的焊接量相当大，在操作侧和驱动侧安排4个技能比较接近的焊工同时进行焊接而且要按一定的焊接顺序进行焊接，防止产生炉体因焊接变形扭曲。

炉壳设计的侧墙板、端墙板的厚度为6mm。炉壳的柱腿厚度为9mm。墙板之间的连接为搭接焊，为了减小炉壳变形和保证炉子的气密性，所以炉内壁采用隔200mm焊50mm焊高为4mm的间断焊，外壁以焊高为4mm的气密性满焊焊接。炉子柱腿的焊接是对接焊，上下 40°的坡口间隔4mm，以9mm焊高进行满焊焊接。

焊接前应对焊接部位外10mm的范围内的油、漆、垢、锈等清除干净。

焊接时除了要保持焊接强度外更要保证焊接的气密性，以保证炉子气密的要求。所以焊高应满足要求，焊肉应饱满，焊后应敲去焊药皮和飞溅物，并仔细查看有无漏焊现象。焊接时应避免出现以下现象：焊接错位、咬边、不充分焊接、气泡、裂纹等不良现象。要注意在气密实验前焊口不允许涂油漆，否则会影响气密实验的准确性。

在炉壳密封焊进行的同时可以进行炉内不锈钢保温钉的焊接。焊接前应先根据保温钉施工图进行画线给保温钉定位，并根据不同规格的钉作好不同的记号。保温钉的焊接需要一定的强度，一般采用随机抽样把保温钉扭45°时检查焊接部位是否有裂痕的方法检查。如果抽样超过30％不合格就需要全部保温钉整体补焊。焊接时并且注意保护保温钉的螺纹，并且保持垂直。

保温钉施工完毕后是炉内耐热材料材的施工。在耐材施工前一定要对炉内设备进行一次细致的检查，比如辐射管支架是否调整好？窥视孔、测量孔、取样孔等短管是否已安装好？要认真确认安装的精度，因为等耐材施工完成后再发现要改动的话工作量非常大，而且破坏了耐材的完整性，降低了施工质量。

保温棉施工完后是不锈钢内衬板的施工，内衬板安装最好采用炉内升降吊装平台来进行，也可以用脚手架进行，但是用升降平台的安全性比较好。在炉体内衬板施工中，应从上往下安装，先从四角开始，然后安装与四角相连接的两侧内衬板。安装时，下部内衬板应重叠在上部内衬板上，螺母不能拧太紧，因为等炉子运行时随着温度的升高保温层会膨胀。最后用氩弧焊点焊螺母与螺杆，防止螺母松动脱落。

等炉内耐热材料施工完毕后可以进行炉内辐射管、移动风箱、保护管、电阻带、炉辊等的安装和调整。在安装炉子设备的同时，设置在厂房外的烟道、排烟风机、烟囱以及线外的水泵、循环风机等附属设备也要适时进行安装，以控制整体的工期。

安装辐射管和炉辊都可以用专用吊具进行安装，专用吊具是带有平衡重的，在吊装过程中可以保持辐射管和炉辊的水平状态。

安装炉辊轴承时要注意轴承的型号。以1C炉为分界点，爐子段可以分为高温段(PHF~SCF)与低温段(1C~2C)，高温段C4轴承的轴承间隙比低温段C3轴承的轴承间隙大一些。炉辊调整验收合格后再对轴承锥套进行拧紧，拧紧的标准是以轴承间隙值来控制，用塞尺进行测量，太松或太紧都会减短轴承的使用寿命，C3轴承最终轴承间隙为12－15道C4轴承最终轴承间隙为18-21道(1道＝10微米），间隙测量合格后再扳弯防松止退花垫。

炉辊的直角度和水平度是比较重要的参数，所以在调整检查时要严格把好关。建议测炉辊直角度的摇臂的摆臂长度应大于1米，摇臂越长辊子的安装测量精确度越高。

直角度在操作侧和驱动侧的轴头测量都可以，但是水平度要在炉辊中间测量，而不能在辊子的轴头处测量，以免产生误差。而且为了减少多辊形成的累计误差，要将相邻2辊的水平度和直角度误差分散，即把水平度和直角度误差在精度范围内调整成反方向。

在安装炉辊、辐射管、风箱、隔热墙、保护管等设备时一定要注意分清自由端和固定端，不能两头都固定也不能两头都活动，因为设备冷热状态有一定的膨胀伸缩量。安装炉内设备时要小心谨慎，避免碰伤炉内保温层，因为不锈钢内衬板很薄只有0.5~2mm厚度，很容易损伤和变形。

等炉内设备及炉体上的仪表全部安装完毕后就可以进行炉体和循环风道的气密性试验了，气密实验是考核炉体和循环风道密封情况的有效手段，同时，气密实验的好坏也关系到生产产品的质量和能源的消耗多少。气密实验可以单个炉子做，也可以几个炉子串联起来一起做，这个可以根据现场的施工进展来制定方案。关于气密实验的内容由于篇幅关系在此不做描述。

在宝钢1800连续退火炉进行气密实验的经验就是一定要在施工初期就对焊接质量严格把关，不管是工厂焊接还是现场焊接都要有质量检查人员在现场详细检查。特别是一些比较难焊的部位，一定不能漏焊或者虚焊。否则到气密试验时就很不容易发现和修补。

3.小结——施工中产生的问题和建议

3.1设备供货问题

施工后阶段经常由于外供件缺件或现场丢失问题影响施工进度和导致收尾工作迟迟不能完善。如果在安装过程中发现缺件，解决途径可以有：1）设备自带有备件的部件可借用备件。2）能在国内市场买到并且能满足技术和质量要求的部件，经业主和设计方书面同意后可以在国内购买代用。如以上方法都不能解决的，可以向国外原供方定购，但是这个供货周期一般都比较长。

3.2设备质量问题

这个项目由于合同工期很紧，设备制造周期也相应缩短，导致发生了很多的设备设计问题和制造质量问题，以下列举两个主要问题。

高温循环风机机体自身泄漏问题。对供货的设备在安装前就要求制造厂做好气密试验和保压试验，确认合格后再进行安装。该机组共8台高温风机都有不同程度的泄漏，耗费了大量人工进行返工和修复，耽误了很长的工期。

内衬板的制造问题。内衬板的问题主要是两方面引起：内衬板制造图的设计问题；内衬板制造厂家错误理解图纸，导致许多内衬板的折边方向弄错；以上都会造成现场无法安装。所以建议设计方要认真核对图纸，并且对制造厂进行详细的设计图纸交底。

3.3设备保护问题

对于拆箱后的设备和安装好后的设备，应有相应的防雨淋、防损坏的保护措施。拆箱后的散装小件及精密件应及时登记入库，派专人管理。安装好后的辊子、膨胀节、烧嘴等设备用防火布包好防止电焊损伤，多层作业的设备应有防砸保护措施，对于辊子等易损设备的吊装应采用尼龙带进行吊装。

3.4专家指导问题。

对于外方专家的指导要积极学习，但不能照搬照抄言听计从，要经过自己的消化吸收，如果有不合理之处也要据理力争，防止发生因指导失误影响施工。要进行多道工序安装的设备，在安装前一定要做好计划和安排，对每道工序的质量和进度都要充分的预测和控制，以便调整相应的安装计划。

3.5索赔问题

做好索赔工作是维护施工单位自身的正当权益,弥补和追回工程损失的重要手段。在国内，索赔及其管理还是工程管理中的一个相对薄弱的环节，需要加强管理。本项目主要对以下方面进行了索赔：

(1) 业主购买的设备因质量问题需要现场修复。

(2) 设备制造商的设备设计不合理需要现场修改。

(3) 中方，外方图纸设计错误或漏项增补。

(4) 合同的工作范围变更，增加了工作量。

(5) 设备到货严重拖期，影响安装进度。

这个项目的机装专业主要对以上的5条内容进行了相关的索赔和索赔谈判，结果还是满意的。但是相对于国际上一般项目的索赔水品还有非常大的差距。原因主要是：1）平时索赔的观念不强，没有及时做统计和书面通知对方。2）认为索赔会很影响和对方的关系，不利于合作。3）一般的技术人员和管理人员很难看到合同款项，所以有时候现场发生了可能产生索赔的内容但一线的技术员自己也不知道，或者被对方利用我们不清楚合同而蒙蔽。3）项目工期相当紧张，而管理人员又十分繁忙，而索赔项目一般都有扯皮推诿现象，非常耗费时间和精力。

随着工程利润的进一步压缩，低价中标的现象越来越普遍，所以我们应该在以后的项目中加强索赔的管理，培养有一定法律基础，熟悉建设合同，具有一定现场施工技术和管理经验，有较强的谈判沟通能力的管理人才，甚至可以在项目上组织成立索赔小组，建立索赔流程和制度，负责具体的索赔处理和谈判沟通工作，以能够在索赔工作不影响双方合作大气氛的前提条件下，为施工单位创造更好的经济效益。