淺談大口徑無縫鋼管主軋線設備安裝技術

楊桂芳， 杜小平

（五冶集團上海有限公司，上海 200941）

引言

煙寶熱軋管線生產規模為50萬t／a，熱軋管線由原料庫、管坯加工區、環形加熱爐區、穿孔機區域、芯棒區、軋機區、脫管區、定徑區、冷床區、定尺鋸切區、熱處理前置庫、芯棒加工間和軋輥加工間組成，設備總質量約13 000t。

1 主要設備安裝技術

1.1 環形爐安裝

1.1.1 基本情況

煙寶環形爐中徑為48m，爐內寬度為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°，最大產量為245t／h，最快節奏105根／h，位于主廠房AB、BC跨10～15線6m平臺上。主要由爐底機械系統、爐體鋼結構系統、爐體砌筑系統、煙道系統、燃燒系統、裝出料系統等組成［1］。

1.1.2 關鍵施工控制點

1）基礎驗收。內外環中徑達48m，且環形爐中部為空心，四周布滿166個輥道基礎，驗收難度大。

2）輥道安裝。因環形爐下部鋼結構在工作時為旋轉運動，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格。

3）熱膨脹因素。由于環形加熱爐的結構形式決定了環形爐爐底，內環砌體及鋼結構，外環砌體及鋼結構的熱膨脹，因此在施工時必須考慮熱膨脹因素。

4）爐底機械鋼結構安裝。爐體結構多為弧形結構，積累誤差大，安裝精度難以控制。

1.2 穿孔機安裝

1.2.1 基本情況

穿孔機由前臺（2個托輥、1臺推鋼機）、本體（底座、機架、主傳動、導板、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。熱軋管生產線穿孔機本體主要由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、左側上部橫梁、右側上部橫梁、左側下部橫梁及右側下部橫梁，總重約342t。主要部件質量：001底部橫梁，質量47t；002入口牌坊，質量80t；003出口牌坊，質量81.3t；004底座，2個，單質量26t；006左側上部橫梁，質量19.7t；007右側上部橫梁，質量20.6t；008左側下部橫梁，質量47.5t；009右側下部橫梁，質量45.7t。另外穿孔機后臺閉鎖裝置質量120t。

1.2.2 關鍵安裝控制點

整個穿孔機區域主要以穿孔機本體為基準，特別控制穿孔機后臺六輥定心機組的尺寸，推鋼機和頂桿小車的運動軌跡必須保證與穿孔機走鋼線一致。因為穿孔安裝順序決定需搭設臨時安裝平臺，同時穿孔機后臺閉鎖裝置質量120t，遠遠超過80t行車的起吊能力，需采取特殊措施。

1.3 PQF軋機安裝

1.3.1 基本情況

連軋管工序是鋼管生產的重要工序，在熱軋鋼管生產中，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行減徑、延伸并相應減壁，同時改善荒管內、外表面光潔度，提高壁厚均勻度。該軋機由隧道式牌坊、軋輥、驅動裝置、換輥裝置組成。5個近似圓形的機架連續布置，各機架之間由鉤板連接，各機架內均為三輥軋制，每個軋輥由1臺電機單獨驅動。三個軋輥互成120°，前后機架軋輥互成60°布置。

1.3.2 關鍵施工控制點

機架中心線是控制點，并且是軋機前后機組安裝基準；傾斜大型電機的校正是難點，需用激光對中儀；機架換輥裝置安裝必須保持與軋機一致。

1.4 脫管機安裝

脫管機安裝在連軋機后面，用于將鋼管從芯棒上脫出。該三機架脫管機由本體、驅動裝置、換輥裝置和軋輥組成。

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

1.5 定徑機安裝

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

1.6 輥道安裝

本機組有許多輥道，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，安裝輥道最關鍵的是保證輥道與機組中心線的垂直度，另外輥道的標高、水平均應以輥面為基準，而且輥道的標高偏差應控制呈波浪形。

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

1.7 冷床安裝

軋線冷床由2套組成，均為步進齒條式冷床。熱定徑后的鋼管首先進入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，必須保證與軋機中心線一致，周邊所有設備以此為基準。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

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

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軸上，當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，開機按下ON／OFF鍵就可打開顯示單元，顯示屏提示輸入機器尺寸。若60min內沒有任何按鍵操作，顯示單元將自動關閉。第四，機器尺寸對機器結構指的是兩個測量單元之間的距離；帶有M標記的測量單元與可移動機器前面一對地腳之間的距離；可移動機器前腳與后腳之間的距離。第五，注意激光光束的瞄準。第六，測量步驟在測量過程中，軸應被旋轉180°。第七，注重對中結果，確保機器對中的準確性，建議在完成對中調整后再做一次測量。第八，在進行對中之前，建議先檢查可移動機器的軟腳。機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

本機組自動化程度高，檢測因素多，涉及溫度、厚度、長度、質量、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；連軋機的軋制功率、軋制力、軋制速度測量；連軋機芯棒表面溫度測量；芯棒限動力和速度測量；脫管機的軋制功率和軋制速度測量；脫管機出口荒管長度測量；脫管機后熱態荒管壁厚、外徑測量；脫管機后熱態荒管溫度測量；定徑前的荒管溫度測量；定徑機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。然后根據試車過程精確定位。

［1］ 曹繼澤.南鋼爐卷軋機關鍵設備安裝工藝研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2009：6.

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