淺談連續退火機組退火爐設備安裝

王欣 孟克華 張永圣

摘要 本文簡要介紹了寶鋼1800連續退火機組立式退火爐的施工方法，總結了退火爐施工的要領同時提出了施工中存在的問題和改進措施。

關鍵詞 連續退火機組 立式退火爐 設備安裝

1.項目概況

寶鋼1800連續退火機組是由日本新日鐵設計，是目前最先進的冷軋帶鋼退火機組之一。該機組生產帶鋼寬度最大為1850mm，厚度為0.45～2.0毫米，設計年產量為96.46萬噸，主要應用于國內的汽車板市場。

寶鋼1800連續退火機組由入口段，爐子段，出口段三部分組成。爐子段有7個爐段，9個爐室，分別是：預熱段（帶鋼溫度170~220度）PHF爐；加熱段（帶鋼溫度750~870度）HF-1爐和HF-2爐；均熱段（帶鋼溫度750~870度）SF爐；緩冷段（帶鋼溫度675~690度）SCF爐；一次冷卻段（帶鋼溫度675~400度）1C爐、過時效段（帶鋼溫度370~400度）OA-1爐和OA-2爐；二次冷卻段（帶鋼溫度370~160度）2C爐和一套水淬系統，帶鋼經過爐子段的連續退火和淬水冷卻后，利用淬水擠干輥和熱風干燥器將帶鋼烘干，進入到出口立式活套。爐子段全長143.685米，標高在▽-4.100~▽+29.950之間，爐子段設備重量為3600余噸，爐子段工藝鋼結構為1800余噸。

工期要求：整個連退機組爐子段施工日期為12個月。

2.爐子段機械設備安裝

爐子段設備安裝跟通用設備安裝方法有所不同，因為爐子外殼及爐內設備屬于板塊狀分體供貨，需要到現場組裝，相對復雜。

退火爐主要安裝設備有：爐殼、保溫釘、保溫棉、不銹鋼內襯板、高鋁布、爐輥、爐輥軸承及軸承座、爐輥馬達、輻射管、電子加熱管、電阻帶、噴箱、風機、風道、熱交換器、煙道、煙囪等設備。

下面先講述爐子段設備和結構的安裝方法。

爐子段的設備和結構應該采取交替作業的方法穿插進行，同一作業面上一般是鋼結構優先于設備安裝，因為鋼結構框架的形成有利于設備的定位和調整。

鋼結構的安裝應從底層立柱開始安裝，從主軋線的下部立柱和橫梁開始安裝，先應該安裝DS（驅動側）的結構，然后再安裝WS（操作側）的結構。（方便吊裝站位，一般運貨通道在WS側）。一般可以采用先預制模板在灌漿得方法，等灌漿料完全硬固后再立柱子，使底層結構形成一體框架，然后進行柱梁的找平找正。

梁柱的標高應盡量取負公差，以便給以后的爐輥傳動裝置安裝留出調整余量。梁柱找正完成后，再安裝門形架之間的未裝的橫梁。然后對整體結構進行螺栓緊固和焊接，并進行立柱的二次灌漿。待強度達到要求后進行中間層和頂層鋼結構的安裝。

在安裝中間層和頂層結構時，考慮到爐墻的安裝方便和施工工期，采用先安裝傳動側結構，再安裝操作側結構，然后安裝爐體中間部分的方法與爐體配合安裝。

鋼結構安裝精度控制重點主要是與設備相連的結構如：安裝爐輥軸承支座平臺標高、安裝風機的平臺的標高。同時要對鋼結構立柱的垂直度嚴格控制。

本項目鋼結構梁柱之間的連接是以高強螺栓聯結的。在安裝前應先對高強螺栓進行軸力和剪力復驗和連接板的抗滑移系數復驗，合格后向監理報驗審批后才能使用。高強螺栓的聯結面應沒有毛刺飛濺物等雜物，安裝調整時應先以普通螺栓暫時固定，用過眼沖子調整完畢后再換成高強螺栓緊固。高強螺栓的緊固應從中間向兩邊擴展的順序施擰。聯結副施擰完畢后應及時刷上油漆封閉。

在底層鋼結構安裝的同時可以進行爐子段設備安裝：

爐體供貨形態：爐底室和爐頂室均為箱體；PHF、SCF、1C、2C爐中間爐殼為箱體，HF、OA中間室為板塊形式供貨。所以在安裝HF、OA中間室時要先安裝爐子的端墻板，并在調整好標高后再安裝側墻板。然后一起調整標高、垂直度、和中心。中間室調整誤差的不能太大，否則誤差累積后會造成爐頂室的調整難度加大。

首先安裝的是爐底室，鋼結構標高宜取負公差，而爐體墻板在安裝時標高宜取正公差，各爐底室一定要控制好軋制中心線偏差。下部爐底室及鋼結構安裝結束后，經三方聯合檢查合格，進行二次灌漿后方可進行爐中間室和上部結構的安裝。中間室由端板和側板組成，一般為板狀供貨。先吊裝兩端墻板，再吊裝兩側側板，最后吊裝爐頂室。安裝爐頂室要注意要按照爐輥法蘭中心線的標高調整，而不能按照輥子中心進行調整，因為要考慮到爐殼的熱膨脹量，而由于各爐段的爐溫不同所以熱膨脹量也不盡相同，安裝調整前一定要仔細看圖找出調準的基準線數值。

爐殼和鋼結構基本安裝完畢經檢查合格后，可進行各種介質管道的配制。配管安裝一般遵循先大后小，先里后外的原則進行敷設。在安裝爐子段的配管時一定要注意分清介質，爐子段的管道很多是熱風、熱水管道，也要考慮管道本身的熱膨脹。同時也要考慮與爐子相連管道與爐子熱膨脹量的比較。

等爐頂室安裝結束，并經三方聯合檢查合格后才可以進行爐體行焊接，首先應該焊接爐子的柱腿，然后是焊接爐殼。爐體的焊接量相當大，在操作側和驅動側安排4個技能比較接近的焊工同時進行焊接而且要按一定的焊接順序進行焊接，防止產生爐體因焊接變形扭曲。

爐殼設計的側墻板、端墻板的厚度為6mm。爐殼的柱腿厚度為9mm。墻板之間的連接為搭接焊，為了減小爐殼變形和保證爐子的氣密性，所以爐內壁采用隔200mm焊50mm焊高為4mm的間斷焊，外壁以焊高為4mm的氣密性滿焊焊接。爐子柱腿的焊接是對接焊，上下 40°的坡口間隔4mm，以9mm焊高進行滿焊焊接。

焊接前應對焊接部位外10mm的范圍內的油、漆、垢、銹等清除干凈。

焊接時除了要保持焊接強度外更要保證焊接的氣密性，以保證爐子氣密的要求。所以焊高應滿足要求，焊肉應飽滿，焊后應敲去焊藥皮和飛濺物，并仔細查看有無漏焊現象。焊接時應避免出現以下現象：焊接錯位、咬邊、不充分焊接、氣泡、裂紋等不良現象。要注意在氣密實驗前焊口不允許涂油漆，否則會影響氣密實驗的準確性。

在爐殼密封焊進行的同時可以進行爐內不銹鋼保溫釘的焊接。焊接前應先根據保溫釘施工圖進行畫線給保溫釘定位，并根據不同規格的釘作好不同的記號。保溫釘的焊接需要一定的強度，一般采用隨機抽樣把保溫釘扭45°時檢查焊接部位是否有裂痕的方法檢查。如果抽樣超過30％不合格就需要全部保溫釘整體補焊。焊接時并且注意保護保溫釘的螺紋，并且保持垂直。

保溫釘施工完畢后是爐內耐熱材料材的施工。在耐材施工前一定要對爐內設備進行一次細致的檢查，比如輻射管支架是否調整好？窺視孔、測量孔、取樣孔等短管是否已安裝好？要認真確認安裝的精度，因為等耐材施工完成后再發現要改動的話工作量非常大，而且破壞了耐材的完整性，降低了施工質量。

保溫棉施工完后是不銹鋼內襯板的施工，內襯板安裝最好采用爐內升降吊裝平臺來進行，也可以用腳手架進行，但是用升降平臺的安全性比較好。在爐體內襯板施工中，應從上往下安裝，先從四角開始，然后安裝與四角相連接的兩側內襯板。安裝時，下部內襯板應重疊在上部內襯板上，螺母不能擰太緊，因為等爐子運行時隨著溫度的升高保溫層會膨脹。最后用氬弧焊點焊螺母與螺桿，防止螺母松動脫落。

等爐內耐熱材料施工完畢后可以進行爐內輻射管、移動風箱、保護管、電阻帶、爐輥等的安裝和調整。在安裝爐子設備的同時，設置在廠房外的煙道、排煙風機、煙囪以及線外的水泵、循環風機等附屬設備也要適時進行安裝，以控制整體的工期。

安裝輻射管和爐輥都可以用專用吊具進行安裝，專用吊具是帶有平衡重的，在吊裝過程中可以保持輻射管和爐輥的水平狀態。

安裝爐輥軸承時要注意軸承的型號。以1C爐為分界點，爐子段可以分為高溫段(PHF~SCF)與低溫段(1C~2C)，高溫段C4軸承的軸承間隙比低溫段C3軸承的軸承間隙大一些。爐輥調整驗收合格后再對軸承錐套進行擰緊，擰緊的標準是以軸承間隙值來控制，用塞尺進行測量，太松或太緊都會減短軸承的使用壽命，C3軸承最終軸承間隙為12－15道C4軸承最終軸承間隙為18-21道(1道＝10微米），間隙測量合格后再扳彎防松止退花墊。

爐輥的直角度和水平度是比較重要的參數，所以在調整檢查時要嚴格把好關。建議測爐輥直角度的搖臂的擺臂長度應大于1米，搖臂越長輥子的安裝測量精確度越高。

直角度在操作側和驅動側的軸頭測量都可以，但是水平度要在爐輥中間測量，而不能在輥子的軸頭處測量，以免產生誤差。而且為了減少多輥形成的累計誤差，要將相鄰2輥的水平度和直角度誤差分散，即把水平度和直角度誤差在精度范圍內調整成反方向。

在安裝爐輥、輻射管、風箱、隔熱墻、保護管等設備時一定要注意分清自由端和固定端，不能兩頭都固定也不能兩頭都活動，因為設備冷熱狀態有一定的膨脹伸縮量。安裝爐內設備時要小心謹慎，避免碰傷爐內保溫層，因為不銹鋼內襯板很薄只有0.5~2mm厚度，很容易損傷和變形。

等爐內設備及爐體上的儀表全部安裝完畢后就可以進行爐體和循環風道的氣密性試驗了，氣密實驗是考核爐體和循環風道密封情況的有效手段，同時，氣密實驗的好壞也關系到生產產品的質量和能源的消耗多少。氣密實驗可以單個爐子做，也可以幾個爐子串聯起來一起做，這個可以根據現場的施工進展來制定方案。關于氣密實驗的內容由于篇幅關系在此不做描述。

在寶鋼1800連續退火爐進行氣密實驗的經驗就是一定要在施工初期就對焊接質量嚴格把關，不管是工廠焊接還是現場焊接都要有質量檢查人員在現場詳細檢查。特別是一些比較難焊的部位，一定不能漏焊或者虛焊。否則到氣密試驗時就很不容易發現和修補。

3.小結——施工中產生的問題和建議

3.1設備供貨問題

施工后階段經常由于外供件缺件或現場丟失問題影響施工進度和導致收尾工作遲遲不能完善。如果在安裝過程中發現缺件，解決途徑可以有：1）設備自帶有備件的部件可借用備件。2）能在國內市場買到并且能滿足技術和質量要求的部件，經業主和設計方書面同意后可以在國內購買代用。如以上方法都不能解決的，可以向國外原供方定購，但是這個供貨周期一般都比較長。

3.2設備質量問題

這個項目由于合同工期很緊，設備制造周期也相應縮短，導致發生了很多的設備設計問題和制造質量問題，以下列舉兩個主要問題。

高溫循環風機機體自身泄漏問題。對供貨的設備在安裝前就要求制造廠做好氣密試驗和保壓試驗，確認合格后再進行安裝。該機組共8臺高溫風機都有不同程度的泄漏，耗費了大量人工進行返工和修復，耽誤了很長的工期。

內襯板的制造問題。內襯板的問題主要是兩方面引起：內襯板制造圖的設計問題；內襯板制造廠家錯誤理解圖紙，導致許多內襯板的折邊方向弄錯；以上都會造成現場無法安裝。所以建議設計方要認真核對圖紙，并且對制造廠進行詳細的設計圖紙交底。

3.3設備保護問題

對于拆箱后的設備和安裝好后的設備，應有相應的防雨淋、防損壞的保護措施。拆箱后的散裝小件及精密件應及時登記入庫，派專人管理。安裝好后的輥子、膨脹節、燒嘴等設備用防火布包好防止電焊損傷，多層作業的設備應有防砸保護措施，對于輥子等易損設備的吊裝應采用尼龍帶進行吊裝。

3.4專家指導問題。

對于外方專家的指導要積極學習，但不能照搬照抄言聽計從，要經過自己的消化吸收，如果有不合理之處也要據理力爭，防止發生因指導失誤影響施工。要進行多道工序安裝的設備，在安裝前一定要做好計劃和安排，對每道工序的質量和進度都要充分的預測和控制，以便調整相應的安裝計劃。

3.5索賠問題

做好索賠工作是維護施工單位自身的正當權益,彌補和追回工程損失的重要手段。在國內，索賠及其管理還是工程管理中的一個相對薄弱的環節，需要加強管理。本項目主要對以下方面進行了索賠：

(1) 業主購買的設備因質量問題需要現場修復。

(2) 設備制造商的設備設計不合理需要現場修改。

(3) 中方，外方圖紙設計錯誤或漏項增補。

(4) 合同的工作范圍變更，增加了工作量。

(5) 設備到貨嚴重拖期，影響安裝進度。

這個項目的機裝專業主要對以上的5條內容進行了相關的索賠和索賠談判，結果還是滿意的。但是相對于國際上一般項目的索賠水品還有非常大的差距。原因主要是：1）平時索賠的觀念不強，沒有及時做統計和書面通知對方。2）認為索賠會很影響和對方的關系，不利于合作。3）一般的技術人員和管理人員很難看到合同款項，所以有時候現場發生了可能產生索賠的內容但一線的技術員自己也不知道，或者被對方利用我們不清楚合同而蒙蔽。3）項目工期相當緊張，而管理人員又十分繁忙，而索賠項目一般都有扯皮推諉現象，非常耗費時間和精力。

隨著工程利潤的進一步壓縮，低價中標的現象越來越普遍，所以我們應該在以后的項目中加強索賠的管理，培養有一定法律基礎，熟悉建設合同，具有一定現場施工技術和管理經驗，有較強的談判溝通能力的管理人才，甚至可以在項目上組織成立索賠小組，建立索賠流程和制度，負責具體的索賠處理和談判溝通工作，以能夠在索賠工作不影響雙方合作大氣氛的前提條件下，為施工單位創造更好的經濟效益。