步进式加热炉施工工法

步进式加热炉施工工法
中冶集团华冶资源天津工业设备安装分公司
郭英昌刘乐同沈洪斌
1 前言
天钢双棒材2#加热炉工程是和引进意大利达涅利公司棒材生产线的配套工程，该加热炉采用了国内外最新流行的、先进的蓄热式、步进加热炉，是天钢建厂以来最先进的加热炉，同样也是我公司接手的第一台步进蓄热式加热炉。

为了干好这一工程我单位专门成立了技术攻关小组。

在施工过程中根据工程特点采用了炉墙结构整体分段安装及炉底机械现场拼装的施工工艺。

2 工法的特点
2.1合理布置测量控制网，定期进行沉降观测，采用高精度测量仪器测量进行针对性的测量保证关键设备的安装精度。

2.2炉底机械现场根据斜轨底座安装情况及现场实际加热炉中心线进行拼装，比传统的线外拼装好后再进行安装。

不但解决了吊装过程中的变形问题更主要的是提高了安装的针对性及精度。

2.3炉墙结构分段整体安装比先安装梁、柱再安装炉皮的散件安装方法，不但提高了结构安装精度而且提高了炉壳的平整度和炉壳开孔精度。

整体结构可以在安装现场进行拼装这样可以充分利用厂房内的天车，提高安装效率（减少了高空作业工作量提高了安装效率）及减少机械台班的使用。

3 适用范围
本工法适用于各种步进式加热炉的安装，包括炉底机械、炉体结构的安装。

4 工艺原理
4.1炉底机械现场拼装工艺，该工艺的操作要点是依据安装好的斜轨底座做拼装平台，将炉底机械（提升框架及平移框架）分段吊装固定在斜轨底座上，然后根据加热炉的实际纵横向中心线来确定炉底机械的纵横向中心线，进行现场拼装。

4.2炉墙结构分段整体安装安装工艺，该工艺的操作要点是先在安装现场搭设一个拼装平台，然后在平台上将炉墙结构的梁、柱及炉皮在现场利用厂房内天车进行分段拼装，分段
的大小根据厂方内天车能够吊装为依据。

这种先拼装后整体安装的工艺不仅提高了安装质量而且提高了安装效率及节约了生产成本。

5 施工工艺流程及操作要点
5.1加热炉的安装调整工艺流程：
5.2基准点的埋设
炉子安装必须设置三条基准线，即炉子中心、进料辊道中心线、出料辊道中心线，并埋设固定中心标板，这三条线是一切尺寸的基准，炉子安装时应层层安装、层层校验。

斜轨底座的基础应专门埋设两条纵向及横向中心标板，并经过高精度经纬仪进行调校，保证标板中心线精度在0.5mm以内。

5.3基础验收
根据图纸对土建的基础进行验收、复测，检查其尺寸、标高、强度等是否达到设计要求，验收合格后采用座浆法做斜轨底座设备的垫墩，注意座浆垫块应留出斜垫铁的标高余量，斜轨底座采用斜垫铁调整比平垫片调整明显可以提高斜轨底座的安装速度。

5.4斜轨底座安装
5.4.1根据斜轨底座的中心线在炉底内两端设置设备中心标板，即可吊装斜轨座就位前首先将底座下面清除干净，穿上地脚螺栓。

然后根据两端中心标板挂设Φ0.3mm 钢琴丝。

挂设与炉子中心线相平行的斜轨座的中心线，以及与炉子中心线垂直方向的斜轨座安装基准点的基准线。

通过钢丝即可实现对斜轨座的找正。

采用设备厂家加工制作好的同一块安装模块，使安装模块与支座相扣合后形成一水平检测面，扣合通过原支座上铰制螺栓孔由锥头柱销所定，并在安装模块面相对原支座“安装基准点”的铅垂交点上打印标记。

5.4.2将斜轨安放在相应的地脚螺栓基础上，并进行粗调，先利用两个斜轨座的安装模板逐个对各斜轨座进行调整，每个斜轨座的标高差不超过±0.5㎜（精密水准仪测量），同一斜轨底座的水平度误差不超过0.02mm/m（精密框式水平仪测量）。

然后再用同一个斜轨座的安装模板对各斜轨座进行检测，在完全符合图纸要求后，在进行二次灌浆。

5.5炉底机械安装
5.5.1提升框架安装，在提升框架安装前，先在台凳上将滚轮与提升框架组装起来，由于提升框架为解体供货，拼装时，可先将装配有滚轮的框架吊装与斜轨座相接触（斜轨底座可以作为一个现场理想的拼装平台），另一面靠台凳、千斤顶等来支撑。

固定好后，要将斜轨底座上的滚轮调整到起始位置上（斜轨底座的基准点上）检查斜轨底座上滚轮的接触位置及标高情况，其标高与平面度可通过垫片来进行调整，位置精度可通过挂设钢线来找正，为防止框架移位，可先用导链拉住然后进行拼装，拼装时用过眼冲子先安装好对角的精制螺栓，框架连接好测量其对角线偏差，最大不能超过5㎜，框架的调整应根据斜轨底座的中心线及炉子的中心线来调整框架的拼装位置尺寸。

这样的拼装具有很大的针对性，能保证框架在实际运行过程中的中心线和炉子中心线尽可能的一致。

即可进行连接板焊接，焊接时下面要有临时支撑，以减小焊接变形偏差，框架安装完毕后，可对其上部的滚轮进行标高和位置检查，如有偏差，按图纸要求通过垫片组进行调整。

5.5.2平移框架在安装前，可根据到货情况，将平轨组装到框架上；然后按照与提升框架相似的方法进行拼装。

可采用双行车抬吊的方法来安装以及汽车吊配合吊装等。

为保证吊平，可采用手拉葫芦配合的方法吊装。

水平框架拼装好后，可检测对角线的偏差，标高、中心调整完毕后，即可焊接连接板。

为减小焊接变形，同样需要支撑，以防焊接时框架下挠，由于框架受力点在两边的八个轮子上，中间部分需要多设支撑。

平移框架安装好后即可安装定心装置，其侧导辊间隙0.5～1.0㎜，平移框架和提升框架定位找正以炉中心线和进出料辊道线为准。

5.6炉底立柱及水封槽安装
炉底立柱安装前可按图纸尺寸对构件尺寸及基础进行复测，以确定其预埋螺栓是否准确及构件尺寸是否符合安装要求。

合格后根据标高要求进行座浆，然后根据加热炉中心线安装立柱，其垂直度可通过挂线坠的方法来调整。

刮渣装置在平移框架安装完就可以安装。

刮渣装置安装时尤其要注意控制刮渣板的高度和位置，以防刮不到渣或刮槽。

5.7炉底框架安装
框架到货时为散件，需进行组装，框架的拼装方法基本与升降、平移框架相同。

炉底框架纵向定位以炉子中心线来定，横向以进出料中心线来定。

拼装完毕焊接连接板，炉底框架安装完即可安装水封装置。

水封装置从炉底框架预留孔吊下，水封装置在安装过程中要特别注意水封装置的中心线和动梁中心线的相对偏差，以避免动梁在运行过程中水封装置相挂碰。

5.8水梁安装
5.8.1水梁是支撑方坯的，承受载荷大，工作强度高，是加热炉关键设备之一。

水梁由纵梁、立柱组成。

纵梁由上下双排后壁无逢钢管制造而成。

其上装有耐高温、耐磨优质合金垫块。

安装前要对每根梁进行现场验收。

由于运输产生的变形，安装前要矫正。

水梁安装先安装立柱，在炉底板上将每排立柱（包括活动立柱和固定立柱）定位线放出。

5.8.2将立柱垂直吊起插入孔内，根据供给冷却水的进水方向将柱方向找正，立柱的定位靠挂钢线来进行纵横向的定位。

先将立柱调至其标高位置，并调整其垂直度，使立柱垂直。

然后上下固定。

在安装纵梁，纵梁与立柱的焊接必须对立柱进行予拉紧，以中间立柱为基准，将相邻立柱进行予拉紧；然后才能与纵梁进行焊接。

（立柱进行予拉紧的拉紧量根据图纸而定）。

水梁焊接采用氩弧焊打底，100﹪电焊盖面。

全部纵梁焊完后应复查下列项目：立柱纵横向垂直度：1mm（全长）
立柱与中心距离：1mm
水梁顶面标高：±1mm
纵梁与炉中心线平行度：1mm（全长）
水梁与装料中心线偏差：±1mm
5.8.3水梁的安装检查：
1. 对现场安装过程中产生的焊缝应该100％进行探伤检查。

2. 按照设计规定进行水压试验，在试验压力下认真检查水梁的各种焊缝，无渗漏为合格。

5.9炉体结构的安装
5.9.1炉墙结构在安装之前在现场组装为六片，纵向四片、端部两片，炉壳安装同炉墙结构一块拼装成6片，在安装之前炉壳应全部开孔完毕并且将炉壳调平。

钢结构吊装全部使用厂房内天车吊装。

5.9.2先将纵向炉墙框架分别固定在炉底钢结构上，待各侧墙结构框架调整好后，再用螺栓分别将各个框架固定，最后安装上部横梁，并按照要求调整好后进行焊接。

5.9.3炉顶结构安装：炉顶结构与炉侧墙结构基本上可同时安装，这样可以形成炉体的整体稳定结构。

安装可以从一端开始，安装过程中应该严格控制炉顶横梁间尺寸，减少积累误差。

特别是注意焊接收缩变形的累积误差，保证炉体的砌砖尺寸，
5.10进出料辊道安装
进出料辊道为悬壁磨菇头水冷形式，安装时可先将辊道就位，然后安装辊道密封装置，辊道定位可采用炉子中心线，进出料辊道中心线由三条钢线定位找正；标高通过水准仪、标尺来控制；水平可在轴上用框式水平仪找平，精度为0.1/1000.注意:辊道密封板与炉体之间需垫5㎜厚石棉板。

6 材料及设备
表6-1 施工用主要工机具设备
7 质量控制
7.1质量标准
7.1.1《步进式加热炉技术条件》（YB/T018-92）7.1.2《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）7.1.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）7.1.4《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）7.1.5《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）7.1.6《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-1998）
7.2.1人员资质控制：
1. 质量检验、试验、无损探伤、计量检定、测量、起重、焊接、电工等人员均具备相应的资格，保存资质记录并进行控制。

2. 一般操作人员应经质量意识教育和操作培训上岗，执行《人力资源控制程序》。

7.2.2施工设备的控制和维护保养：
1. 根据施工进度要求，合理配置施工机械设备，检验、测量和试验设备，并建立台帐。

2. 施工机械设备，检验、测量和试验设备，计算机和软件均符合管理、使用、检查鉴定和维护保养的规定，并有技术状态管理记录，软件有备份。

7.2.3物资控制：
1. 工程用物资采购均符合相应的制造规范和技术标准要求。

出厂合作证、检验及试验报告和进货检验确认执行《材料管理程序》。

2. 对顾客提供设备应加以识别、验证、保护和维护，若发生丢失、损坏或发现不适用情况应报顾客，并保持记录。

3. 紧急放行物资应有标识和记录。

7.2.4文件、图纸、工艺更改的控制：
保证施工现场操作人员使用有效的文件（规程、规范、标准）的图纸、工艺资料（作业设计、施工方案等），按〈文件控制程序〉规定的进行更改控制。

7.3控制方式：
7.3.1施工组织设计：
编制施工组织设计或施工方案，保证施工准备和施工过程工程质量、工程进度和安全管理全面受控。

7.3.2项目质量检验计划：
编制项目质量检验计划，明确质量检验与试验项目、工序质量控制点、质量改进和质量攻关等内容，组织实施，以保证过程处于受控状态。

7.3.3作业指导书：
1）对需要作业指导书才能保证质量的项目使出规定，选用专业作业指导书；缺项的补充编制。

2）作业指导书对施工工序中人、机、料、法、环作出控制规定，并组织实施，保证过程稳定受控。

7.3.4图纸会审：
按《图纸自审、设计交底与会审制度》的规定进行设计交底、图纸自审、会审，设计和过程更改的控制，作好标识和记录。

7.3.5技术交底：《技术交底制度》的规定进行技术交底，并记录。

对质量控制点、过程参数和产品特性及国家法规规定的监督项目，进行监视、控制和验证，保存工序转序、交接和质量监控等有关记录。

8 安全措施
8.1施工现场的电器设备设漏电保护和安全接地装置，配电箱要有防雨设施，非专业人员不得动用机电设备，并经常检查电气线路的绝缘情况，以保证机电设备的正常工作，危险部位要设安全警示牌。

8.2搭设和拆除的安全防护设施、脚手架、起重机械或其它设施、设备，如当天未完成时，应做好局部的收尾，并设置临时安全措施。

8.3主要施工部位、作业点和危险区域以及主要通道口都要设有醒目的安全标志牌和警告牌。

对施工过程中工地的洞口、基坑等所有的四口“临边”、高空作业必须设置安全防护措施，并规定专人负责搭设与检查，以保证安全可靠。

施工现场的防护措施，安全标志不得擅自拆动。

8.4正在运行的机械应加设醒目标识牌，非操作人员不得随意操作或关闭、开启阀门等。

8.5按业主提供的资料对施工区域及其受影响的区域内地下障碍物清除或采取相应的措施，对周围道路管线采取相应的保护措施。

8.6对已生产的设备、管线在施工中要有安全保护措施，如需动用设备及管线必须经监理部门和业主同意，并办理施工手续。

8.7做好防寒、防暑降温工作；严防高空坠落；防止环境污染。

8.8 吊装过程中设专人负责，指挥人员信号必须清晰、准确、哨声响亮。

8.9每次下班前各班组成员必须在各自的作业现场检查一遍，无任何危险隐患方可离开。

9 环保措施
9.1严格执行国家及相应施工项目所在地方对施工环境保护措施的规定。

9.2建立环境保护，文明施工管理实施体系，落实责任制。

9.3编制项目施工环境保护，文明施工专项方案，并严格执行。

9.4施工现场文明施工管理，班组成员实行责任分工制，负责施工点的文明施工。

9.5准备足够的容器、棉纱、锯末等物品，对泄漏的油液进行收集，污染的场地及时进行清洁处理。

废弃物品集中存放，按规定处理。

9.6运到现场的设备、构件一定要堆放整齐，做好有关标识。

9.7施工余废料及时清理回库，让现场保持干净。

9.8爱护现场已安和未安的所有设备、构件不受损，并坚决抵制不文明的行为。

9.9材料计划力求准确，供应及时，工程完后及时退场。

9.10大量材料、成品、半成品、机具设备等按工程进度的需要进场，按指定地点有序堆放，不随意侵占场内道路和增设道口。

9.11施工现场用水、用电设施的安装和使用符合安装规范和安全操作规程，并按施工组织设计进行接（架）设，临时接用要提出申请，按批复实施，严禁随意接水、接电。

9.12保持工地环境卫生，必须做到令行禁止。

9.13施工现场必须做到工完料清，及时清理现场。

10 效益分析
在天钢双棒材2#加热炉安装工程过程中，由于炉墙结构分段整体安装及炉底机械现场根据斜轨底座安装情况及现场实际加热炉中心线进行拼装的方法，比按照传统的施工方法组织施工工期可以提前15天，同时可以节约5万元的机械台班费用及1万元的临时措施费用，降低了施工成本。

并且可以提高安装质量，在2#加热炉试车过程中的钢坯跑偏试验中，经过检测钢坯跑偏量仅为3mm。

远远低于国家标准的25mm。

11 工程实例
本次步进式加热炉设备安装的工法是根据天钢双棒材2#加热炉的安装实践和经验编制的，在施工过程中，使用本工法除了收到较好的经济效益外，在安装质量方面还取得了比较理想的效果。

天钢双棒材2#生产线设备安装工程被评为冶金优质工程。