淺談大口徑無縫鋼管主軋線設(shè)備安裝技術(shù)

楊桂芳， 杜小平

（五冶集團(tuán)上海有限公司，上海 200941）

引言

煙寶熱軋管線生產(chǎn)規(guī)模為50萬t／a，熱軋管線由原料庫、管坯加工區(qū)、環(huán)形加熱爐區(qū)、穿孔機(jī)區(qū)域、芯棒區(qū)、軋機(jī)區(qū)、脫管區(qū)、定徑區(qū)、冷床區(qū)、定尺鋸切區(qū)、熱處理前置庫、芯棒加工間和軋輥加工間組成，設(shè)備總質(zhì)量約13 000t。

1 主要設(shè)備安裝技術(shù)

1.1 環(huán)形爐安裝

1.1.1 基本情況

煙寶環(huán)形爐中徑為48m，爐內(nèi)寬度為6.11m，爐底寬度為5.6m，爐 膛 高 度 為 1.6～5.09m，裝出料線夾角為12°，最大產(chǎn)量為245t／h，最快節(jié)奏105根／h，位于主廠房AB、BC跨10～15線6m平臺上。主要由爐底機(jī)械系統(tǒng)、爐體鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、爐體砌筑系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)等組成［1］。

1.1.2 關(guān)鍵施工控制點

1）基礎(chǔ)驗收。內(nèi)外環(huán)中徑達(dá)48m，且環(huán)形爐中部為空心，四周布滿166個輥道基礎(chǔ)，驗收難度大。

2）輥道安裝。因環(huán)形爐下部鋼結(jié)構(gòu)在工作時為旋轉(zhuǎn)運動，每個支承輥在工作時又要承受20t的載荷，并且必須均勻承載，所以對支承輥、定位輥的安裝精度要求非常嚴(yán)格。

3）熱膨脹因素。由于環(huán)形加熱爐的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了環(huán)形爐爐底，內(nèi)環(huán)砌體及鋼結(jié)構(gòu)，外環(huán)砌體及鋼結(jié)構(gòu)的熱膨脹，因此在施工時必須考慮熱膨脹因素。

4）爐底機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)安裝。爐體結(jié)構(gòu)多為弧形結(jié)構(gòu)，積累誤差大，安裝精度難以控制。

1.2 穿孔機(jī)安裝

1.2.1 基本情況

穿孔機(jī)由前臺（2個托輥、1臺推鋼機(jī)）、本體（底座、機(jī)架、主傳動、導(dǎo)板、鎖緊裝置等）和后臺（6個定心輥、1個夾送輥、6個輸送輥、1臺頂桿小車）組成。熱軋管生產(chǎn)線穿孔機(jī)本體主要由8個大部件組成，主要包括：底部橫梁、入口牌坊、出口牌坊、2個底座、左側(cè)上部橫梁、右側(cè)上部橫梁、左側(cè)下部橫梁及右側(cè)下部橫梁，總重約342t。主要部件質(zhì)量：001底部橫梁，質(zhì)量47t；002入口牌坊，質(zhì)量80t；003出口牌坊，質(zhì)量81.3t；004底座，2個，單質(zhì)量26t；006左側(cè)上部橫梁，質(zhì)量19.7t；007右側(cè)上部橫梁，質(zhì)量20.6t；008左側(cè)下部橫梁，質(zhì)量47.5t；009右側(cè)下部橫梁，質(zhì)量45.7t。另外穿孔機(jī)后臺閉鎖裝置質(zhì)量120t。

1.2.2 關(guān)鍵安裝控制點

整個穿孔機(jī)區(qū)域主要以穿孔機(jī)本體為基準(zhǔn)，特別控制穿孔機(jī)后臺六輥定心機(jī)組的尺寸，推鋼機(jī)和頂桿小車的運動軌跡必須保證與穿孔機(jī)走鋼線一致。因為穿孔安裝順序決定需搭設(shè)臨時安裝平臺，同時穿孔機(jī)后臺閉鎖裝置質(zhì)量120t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過80t行車的起吊能力，需采取特殊措施。

1.3 PQF軋機(jī)安裝

1.3.1 基本情況

連軋管工序是鋼管生產(chǎn)的重要工序，在熱軋鋼管生產(chǎn)中，軋管工序的主要工藝目的在于：將穿孔工序移送來的毛管進(jìn)行減徑、延伸并相應(yīng)減壁，同時改善荒管內(nèi)、外表面光潔度，提高壁厚均勻度。該軋機(jī)由隧道式牌坊、軋輥、驅(qū)動裝置、換輥裝置組成。5個近似圓形的機(jī)架連續(xù)布置，各機(jī)架之間由鉤板連接，各機(jī)架內(nèi)均為三輥軋制，每個軋輥由1臺電機(jī)單獨驅(qū)動。三個軋輥互成120°，前后機(jī)架軋輥互成60°布置。

1.3.2 關(guān)鍵施工控制點

機(jī)架中心線是控制點，并且是軋機(jī)前后機(jī)組安裝基準(zhǔn)；傾斜大型電機(jī)的校正是難點，需用激光對中儀；機(jī)架換輥裝置安裝必須保持與軋機(jī)一致。

1.4 脫管機(jī)安裝

脫管機(jī)安裝在連軋機(jī)后面，用于將鋼管從芯棒上脫出。該三機(jī)架脫管機(jī)由本體、驅(qū)動裝置、換輥裝置和軋輥組成。

安裝時先安裝底座和機(jī)架，再安裝驅(qū)動裝置和換輥裝置，最后用換輥小車將3組軋輥推入機(jī)架內(nèi)，質(zhì)量最大件45t，安裝精度參見GB 50386－2006中的II級偏差。

1.5 定徑機(jī)安裝

定徑機(jī)的型式為3輥式，機(jī)架數(shù)為12架，其中，前9架為軋輥徑向不可調(diào)整機(jī)架，后3架為軋輥徑向調(diào)整機(jī)架，換機(jī)架形式為液壓拉出和換機(jī)架小車。定徑機(jī)傳動通過12根單獨的傳動軸（每根軸對應(yīng)1個軋輥機(jī)架）實現(xiàn)，每根傳動軸由1臺交流電機(jī)通過聯(lián)軸器、接軸、減速機(jī)驅(qū)動。三輥機(jī)架為箱型結(jié)構(gòu)，由兩個半機(jī)架通過螺栓連接起來，機(jī)架內(nèi)的三個軋輥互成120°角，滑動軸和傳動傘齒輪也裝配在機(jī)架內(nèi)。每套軋輥機(jī)架中有一個輥軸伸出機(jī)架，通過內(nèi)外齒聯(lián)軸器與減速機(jī)輸出軸自動聯(lián)接。

1.6 輥道安裝

本機(jī)組有許多輥道，一般來說輥道有集中傳動和單獨傳動兩種，輥道的作用主要傳送鋼管，保證鋼管不跑偏。因此，安裝輥道最關(guān)鍵的是保證輥道與機(jī)組中心線的垂直度，另外輥道的標(biāo)高、水平均應(yīng)以輥面為基準(zhǔn)，而且輥道的標(biāo)高偏差應(yīng)控制呈波浪形。

鋼管運輸輥道都比較長，中心線的控制是比較關(guān)鍵的項目，安裝時采用兩種措施進(jìn)行控制。采用精密的經(jīng)緯儀測量；基準(zhǔn)輥相對縱向中心線垂直度采用拉鋼線、用搖臂、內(nèi)徑千分尺檢查。在檢查無誤的條件下，進(jìn)行二次灌漿。

1.7 冷床安裝

軋線冷床由2套組成，均為步進(jìn)齒條式冷床。熱定徑后的鋼管首先進(jìn)入1號冷床冷卻，之后再由輥道送到2號冷床冷卻。

1.8 芯棒限動

本機(jī)組芯棒限動采用齒輪齒條式，齒條安裝是重點，必須保證與軋機(jī)中心線一致，周邊所有設(shè)備以此為基準(zhǔn)。同時芯棒動作頻繁以及動力大，底座安裝尤為重要。

1.9 激光對中儀

機(jī)器轉(zhuǎn)軸的良好對中對于防止軸承提前失效、轉(zhuǎn)軸疲勞、密封損傷、振動等起著至關(guān)重要的作用，它還可以減少過熱和額外的能量消耗。聯(lián)軸器的校正工作尤為重要。本機(jī)組芯棒限動、軋機(jī)下行電機(jī)以及定徑機(jī)傳動聯(lián)軸器太長（大于3m）且軋機(jī)下行電機(jī)傾斜45°，常規(guī)儀器和方法無法進(jìn)行，需用激光對中儀進(jìn)行校正。本次采用旋轉(zhuǎn)軸激光對中儀（SKFTMEA2），TMEA2提供了一種簡單精確的方法，將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的兩臺相連機(jī)器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心調(diào)節(jié)成一條直線。

2 使用說明

第一，測量單位：公制及英制單位。第二，測量單元的安裝：使用磁性支架將測量單元緊固在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)連接測量單元與顯示器時需要保證連接線接頭與顯示器間的正確連接。第三，開機(jī)按下ON／OFF鍵就可打開顯示單元，顯示屏提示輸入機(jī)器尺寸。若60min內(nèi)沒有任何按鍵操作，顯示單元將自動關(guān)閉。第四，機(jī)器尺寸對機(jī)器結(jié)構(gòu)指的是兩個測量單元之間的距離；帶有M標(biāo)記的測量單元與可移動機(jī)器前面一對地腳之間的距離；可移動機(jī)器前腳與后腳之間的距離。第五，注意激光光束的瞄準(zhǔn)。第六，測量步驟在測量過程中，軸應(yīng)被旋轉(zhuǎn)180°。第七，注重對中結(jié)果，確保機(jī)器對中的準(zhǔn)確性，建議在完成對中調(diào)整后再做一次測量。第八，在進(jìn)行對中之前，建議先檢查可移動機(jī)器的軟腳。機(jī)器不等同地安放在所有地腳上稱為“軟腳”［2］。

3 檢測元件安裝

本機(jī)組自動化程度高，檢測因素多，涉及溫度、厚度、長度、質(zhì)量、外徑、功率、軋制力、速度、方位等，并且多層次多方位交叉布置。主要有：管坯切割前的稱質(zhì)量和長度檢測；穿孔前的管坯溫度檢測；穿孔后毛管外徑和長度測量；穿孔后毛管溫度測量；穿孔機(jī)的軋制功率、軋制力、軋制速度測量；連軋前毛管溫度測量；連軋機(jī)的軋制功率、軋制力、軋制速度測量；連軋機(jī)芯棒表面溫度測量；芯棒限動力和速度測量；脫管機(jī)的軋制功率和軋制速度測量；脫管機(jī)出口荒管長度測量；脫管機(jī)后熱態(tài)荒管壁厚、外徑測量；脫管機(jī)后熱態(tài)荒管溫度測量；定徑前的荒管溫度測量；定徑機(jī)軋制功率和軋制速度測量；定徑后的鋼管直徑、壁厚和長度測量；定徑后的鋼管溫度測量；第一段冷床出口溫度測量；第二段冷床出口溫度測量。

主要安裝方法：先了解工藝要求，明白檢測要求以及工藝情況，初步定位，確定安裝形式。然后根據(jù)試車過程精確定位。

［1］ 曹繼澤.南鋼爐卷軋機(jī)關(guān)鍵設(shè)備安裝工藝研究［D］.西安：西安建筑科技大學(xué)，2009：6.

［2］ 夏友木.大型熱連軋軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備安裝工藝優(yōu)化研究［D］.西安：西安建筑科技大學(xué)，2009：12－13.