更换辊底式炉炉辊方法的研究与应用

段明双

摘要：介绍了安钢第一炼轧厂热处理车间加热炉的结构特点，对更换加热炉辊存在的问题及技术难点进行了分析。通过对更换炉辊方法进行的研究及应用，制作了一套更换炉辊的专用工具，总结了一套快速更换炉辊的方案，在实际的操作中取得了良好的效果。

关键词：加热炉;炉辊;专用工具;换辊方案

中图分类号：TF806

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）03-0181-02

0引言

安钢集团公司投资建设有一条中厚板热处理生产线，该热处理线建有一座由德国LOI公司设计制造的辐射管加热无氧化辊底式热处理炉，能实现钢板的正火、回火以及正火加回火等多种热处理工艺。该生产线现由安钢建设责任有限公司二轧维检部承担维检工作，其中由于加热炉作业空间有限且维修质量要求较高，更换加热炉炉辊是维检工作中的一个难点。为此二轧维检部对更换加热炉炉辊进行了攻关及研究，制作了一套专门的换辊工具，总结了一套快速更换炉辊的方案，在实际的操作中取得了良好的效果。

1加热炉及炉辊

安钢第一炼轧厂辊底式热处理炉采用自身预热式烧嘴、辐射管双面加热1、ON/OFF脉冲控制、引风机引射式强制排烟'2]。炉内通入纯度为99.99%的氮气作为保护气体，辊底炉本体及相关部分采用气密性设计，同时在辊底炉的入口和出口处分别设置有1.5m长的密封区、两道耐热钢密封帘以及高压氮气气密装置，能实现钢板的无氧化加热，确保热处理后钢板的表面质量。

辊底炉本体由炉体钢结构、筑炉材料和操作平台组成。炉体钢结构为预制的分段式结构，每段由标准的型钢和钢板焊接在一起，在现场再把每段进行气密性焊接。炉体钢结构还包括炉辊和烧嘴的支撑和密封件。在辊底炉的两侧及炉顶部位有操作、维护平台等。炉壳侧墙上有多个检修人孔以及均布多个氮气入口，在炉顶两端各装一个热氮气排放口和一个氧分析仪，随时监视炉内气氛的氧含量。炉顶及炉辊以上侧墙采用陶瓷纤维模块、纤维毯等轻型结构，可使辊底炉具有较小的热惰性。炉底及炉辊以下侧墙采用粘土砖、保温砖、绝热板和绝热毯等，既保温又有一定的强度3。

炉底辊是辊底式炉的重要设备，在生产过程中，既要承受最高炉温下钢板的重量，又要承受相应的热应力和机械应力的冲击。全炉共有149支炉辊，每支炉辊由一台变频电机经减速机和中间联轴器驱动，可单独控制。棍子的传动侧与轴承固定，而非传动侧可通过轴承自由的消化热膨胀。

2存在問题及分析

炉内的炉辊由于长时间在高温中运行，在炉辊表面会产生结瘤或鼓包现象，这时就需要对鼓包或结瘤的炉辊进行更换。因为热处理炉结构紧凑空间狭小，维检人员在炉内不易操作通常换辊时间较长、工作量非常大。且在不采取措施的情况下更换炉辊的过程中易造成炉内耐材的损坏和辐射管的损坏变形。还有炉内作业属于有限空间作业，维检人员在规定的时间就得出炉进行休整，如不能快速有效的完成炉内作业就会对整个维检工作进程产生极大的影响。因此对于能提高生产效率、保证炉内设备完好的，制作换辊快换装置作业非常有必要。

3方案及实施

鉴于这种状况，我们通过现场分析、测量和校核计算，最终决定制作一套专门用来更换炉辊的工具并制定相应的换辊方案。

3.1换辊工具

这套换辊有炉内和炉外两部分组成。炉内部分主要有吊装框架和辊上滑动装置部分组成，这两部分通过各自面板上的通孔用M16X60的螺栓相连。吊装框架16#槽钢焊接而成，横梁上有吊装圆环用于吊装炉辊，支撑梁上焊有面板用于与滑动装置相连。滑动装置主要有长540mm宽340mm的面板、筋板和4个滑轮组成。滑吊装框架与滑动装置相连后，通过吊装框架上的吊装圆环可实现被换炉辊的吊装和运输。被换炉辊的吊装和运输如图1所示。

炉外装置主要由运输滑轮组、面板和支撑槽钢组成。炉外装置主要将吊起的炉辊运出炉体。炉外装置如图2所示。

3.2换辊方案

（1）在停炉降温后确认炉内安全，办好相关受限空间作业手续进入炉内。

（2）将换辊炉内装置运输到炉内，将两个辊上运输装置分别安放到被换炉辊的两侧相邻炉辊上。

（3）将吊装框架装置与辊上运输装置通过各自面板上的螺栓孔用M16双头螺栓相连。

（4）将10吨倒链挂到吊装框架的吊环上，用倒链将被换炉辊捆扎（捆扎位置在炉辊中心位置偏传动侧大约30cm）。

（5）拆除被换炉辊两侧端盖取出耐材。

（6）拆除被换炉辊传动侧万向接轴、轴承座，被动端轴承座。

（7）使用倒链将被换炉辊轻微吊起（起倒链时要注意不能损坏炉体耐材）

（8）维修人员推动被换炉辊，将被换炉辊推至炉外装置上。（9）当被换炉辊上到换辊装置的炉外装置一半时，将倒链去掉。

（10）将被换炉辊完全推拉至炉外装置上，用行车将旧炉辊吊走。

（11）用行车将新炉辊吊到炉外装置上，推拉进炉内。进入辊体的一半时用倒链捆扎，轻微吊起，推拉至安装位置。固定轴承座、安装万向接轴、填装耐材、安装端盖，整改换辊工作就完成了。

4结束语

使用自己制作的换辊装置按照换辊方案进行施工，其效果明显，设备检修效率有了很大的提高，有原来的8小时换1根辊提高到了8小时更换3根辊。同时也避免对炉体、耐材、辐射管的损坏。对于提升工作效率，减少工人的工作强度做出了不小的贡献。

参考文献

[1]成大先，机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，1999.

[2]濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]杨彦宏，罗维忠，转炉倾动装置耳轴摆动故障原因[J].辽宁科技大学学报，2009（5）：80-82