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连续退火炉冷却控制与参数优化
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连续退火炉内带钢跑偏和热瓢曲研究进展
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3秒自动关闭窗口水平连续退火炉内衬砌筑施工工法-筑龙博客
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供配电设备安装&消防报警系统施工&工业工程安装
水平连续退火炉内衬砌筑施工工法
1. 前言 &&&目前水平连续退火炉是冷轧厂带钢生产线上的重要热工设备，是把冷轧带钢的预热、加热、均热、冷却等工艺过程有机的组合在一起，形成冷轧带钢连续退火的流水生产线。中国二十冶集团有限公司经过几十年来的配套改造、探索实践及总结提高，特别是经历了炉衬从砌砖结构向镶装不锈钢内衬板的轻型保温结构的变革后，逐渐形成了一整套有自己特色的水平退火炉内衬砌筑施工的工法。2. 工法特点&&& 水平连续退火炉炉衬施工工法，就是在退火炉炉壳钢结构（含设备支架、测温测压预埋管的焊接等）安装、调整及检查验收后，按照炉子分段逐段或多段同时进行锚固钉焊接和耐火材料砌筑；对于每一炉段，先施工炉墙，再施工炉顶，待炉墙和炉顶内衬不锈钢板安装结束后再施工炉底，炉底内衬不锈钢板安装后再进行炉内设备安装，以完成整个水平连续退火炉炉衬和设备安装，这就是本工法的工艺原理。对于炉子钢结构分节采用法兰连接且炉衬为纤维轻型结构时，每节可采用离线砌筑再整体安装，连接部位的处理可在炉壳安装时配合完成。&&& 采用本工法施工水平连续退火炉炉衬，具有下列特点：&&& 1. 应用范围广，利用率高&&& 本工法可以应用于各炉型水平退火炉的炉衬施工，在炉衬施工中实现了各工种流水作业，能够满足各种炉型多工种作业的需求；同时与设备安装、电气安装等专业形成大格局流水作业生产，提高了设施的利用率。2. 工期缩短&&& 一般而言炉壳安装是分段或分节交出，筑炉专业提前介入，交出一段（节）即可进行炉内耐材锚固件焊接，检查验收合格后，开始炉内衬耐材安装。采用本工法具有普遍性。&&& 水平连续退火炉按照炉墙、炉顶、炉底的施工顺序，作业人员安作业段、节、面划分，有效的控制员工因环境和工艺的生疏而造成窝工。&&& 利用工作平面和立体作业面的优势，以多点、面施工，用少部分人员熟悉施工方法、掌握施工技巧，带动大部分员工的工作速度，以橄榄式的开始、高峰、收尾的施工方法，能够有效缩短工期。3. 节省施工场地本工法可以根据现场施工进度，材料分批、按使用计划进入现场，减少了现场有限场地的占用。离线分段（节）工厂式安装炉内衬，大大减少现场作业场地紧张。&&& 4. 施工成本降低&&& 材料按计划分批进货，减少了材料二次倒运的损耗，分段实行流水作业，降低现场人工和材料成本。按段、节、面、片划分作业，便于平衡机具，提高了机具利用率。&&& 5. 炉衬质量有保障按照炉墙、炉顶、炉底分段、面作业，有利于各作业互助组利用各自所长熟练作业，确保质量。离线分段（节）工厂式安装炉内衬，能够更好的减少因上道工序、工期和场地狭小等原因而影响施工质量。6. 有效减少了环境污染水平连续退火炉主要以纤维材料和轻型耐火砖为主，分段（节）、离线安装或材料分批进货，能有效控制耐火材料大量囤积现场可能造成的环境污染。施工过程产生的垃圾也能快速撤离现场，减少了对环境的二次污染。&3. 适用范围&&& 1. 本工法适用于冷轧连续退火机组水平连续退火炉砖结构和轻型结构炉衬施工。&&& 2. 本工法适用于冷轧连续热镀锌机组水平连续退火炉砖结构和轻型结构炉衬施工。&&& 3. 本工法适用于炉子钢结构分节采用法兰连接且炉衬为纤维轻型结构时，每节可采用离线砌筑再整体安装。4. 工艺原理&&& 1. 以轻型内衬保温结构炉子为例，工艺程序见下图。&&&&&&&&&&&&&&&&&& 3-1 工序程序&&& 2. 连续退火炉每个炉室的施工工艺程序基本相同。5. 施工工艺流程及操作要点（以轻型结构炉衬为例）合理安排各施工点的先后顺序，以提高作业人员劳动效率以及机具设备的周转利用率，确保施工安全及质量，最终使炉衬质量满足设计寿命。&&& 5.1 施工工艺流程炉壳钢结构[含设备(支架)、测温测压预埋管的焊接等]安装→上道工序交接→炉壳清理及测量放线→锚固钉划线、焊接→炉墙炉底部分耐材安装→炉墙耐材安装→炉顶耐材安装→（炉墙、炉顶衬板安装）→炉底耐材安装→（炉底衬板安装）→交下道工序安装烧嘴或辐射管、炉辊、电气元件等→炉子气密性试验→烘炉。&&& 5.2 操作要点&&& 1. 砖结构炉墙测量预控技术要点：砖结构炉墙测量预控技术主要是砌筑前利用立体测量控制手段，模拟实现砖层的组成，控制炉墙锚固件及膨胀缝的留设位置，保证炉墙实现设计理念的实现。砌筑前根据上道工序交接的炉子纵向中心线及标高控制点，以及炉墙设计砖层、锚固件布置图，综合考虑后确定炉墙边线、第一层锚固件高度线，再逐步施放出锚固件层间及水平控制线，最后用墨线在炉壳上弹出砖层控制线，以控制炉墙砌筑高度；以炉子横向控制线为基准，结合膨胀缝设计尺寸，施放出纵向膨胀缝的实际位置线，从而形成炉墙砌体的立体控制网络，保证设计理念的实现。&&& 2. 锚固钉（件）焊接要点：1） 首先根据测量预控技术确定的控制线，在炉壳内侧划出锚固钉（件）“十”字中心线。标高以炉辊中心线为基准；纵向中心以机组中心线为基准；横向以炉壳安装控制中心为基准。锚固钉（件）排布图应与不锈钢内衬板安装图核对一致。2） “?”型锚固钉采用手工电弧焊焊接；“一”字型锚固钉可采用螺柱焊机焊接。焊接时应注意不同位置锚固钉规格的变化。（3）焊接后应及时清理药皮和保护瓷环，并进行抗弯焊接强度检查，详见图4。对漏钉和焊接强度不足的锚固钉钉进行补焊，并调直锚固钉使其与炉壳垂直。 &5.2-1 锚固钉弯曲强度检查& &&& 3. 炉室轻型炉衬铺砌要点：&&& 1） 无石棉硅钙板、纤维板用手枪钻钻锚固钉穿孔。&&& 2） 无石棉硅钙板、岩棉或矿棉板、纤维板、耐火纤维毯均干铺，不使用灰浆或粘接剂。&&& 3） 非工作层炉衬材料均采用对接法、层间及同层中均错缝铺设，并按照规范要求进行对接缝予压缩等处理。&&& 4） 工作层耐火纤维毯按照设计要求，或对接法或搭接法铺设。&&& 5） 为保持层铺式耐火材料的稳定性，施工中采用快速固定夹固定。& &&6） 炉墙拐角处应留设成交错式结构，不得留设成直通缝。炉墙开口处和炉衬厚度变化处必须用工作层纤维毯覆盖于表面层。&&& 7） 炉壳开口处应保证其几何形状，尺寸略小于设计尺寸，镶装内衬板时稍作挤压，以保证纤维毯铺设的严密性。&&& 8） 岩棉或矿棉板及耐火纤维毯安装后易造成锚固钉处凸起，施工中应用木靠板沿锚固钉纵横方向按压，以保持墙面平整度。&&& 9） 辐射管端盖四周纤维毯密封条应安装前用宽胶带粘贴固定。&&& 10） 纤维模块应在安装前对每一块进行编号标识，并检查模块压缩性能。与相邻纤维模块间安装时借助导板进行。一个区域纤维模块安装后才能将纤维模块绑扎带剪开，再将纤维模块捆扎木板抽出，并用木馒拍平压实。模块安装过程中应注意保护绑扎纤维块的捆带，防止断裂。相邻纤维模块间模块折叠纹应成T字型布置。纤维模块采用专用扳手安装，螺栓孔可用与工作层同材质的纤维毯填塞。若纤维模块安装后发现密实度不足时，可借助导板加塞补偿毯，见下图。5.2-2 补偿毯填塞示意图1.纤维模块& 2 导板& 3 纤维毯& 4 纤维插板& 5 炉壳4. 轻质耐火砖砌筑要点：&&& 1） 当设计无特殊要求时，轻质耐火砖一般错缝、按照Ⅱ类砌体湿砌。&&& 2） 炉底胀缝一般留设成同层直通、上下层错缝结构，并按照设计要求填塞充填物。&&& 3） 炉墙膨胀缝宜留设成上下直通、内外相错的“Z”字型锁口结构，并按照设计要求填塞耐火纤维毯。&&& 4） 炉墙锚固钩一般应设置在水平砖缝处，且锚固钩拉接的工作层耐火砖应为丁砌筑方式。锚固钩应处于拉紧状态。&&& 5） 炉墙保温层和工作层轻质耐火砖应按照设计要求咬砌。&&& 6） 穿带搁砖在炉壳外用螺栓固定，穿带搁砖间胀缝应按照设计要求填塞充填物。&&& 7） 辊底式退火炉换辊侧辊道砖四周应留出膨胀缝，并设置辊道过梁，以便换辊时辊道能顺利抽出和安装。&&& 5. 砖结构炉墙后开孔施工要点：&&& 1） 根据炉辊、辐射管孔径以及炉墙厚度设计制作开孔器：开孔器的锯齿段应采用不锈钢材质，后段可采用普通钢；壁厚一般为3mm，锯齿宽度为（1+3+1）mm；内设两道导向装置，厚度为6mm的环形圈，中间孔径为φ61mm，焊接时一定保证在开孔器的垂直截面。&&& 2） 炉墙砌筑时，根据炉壳外法兰预留脚手架墙洞。&&& 3） 开孔时根据炉壳外法兰安装开孔器定位轴（外径为φ60.3mm），定位轴插入开孔器导向装置内，旋转开孔器把手即可。&&& 砖结构炉墙后打孔技术，能够精确保证开孔位置及成型，确保辐射辊、炉辊安装。大大降低砌筑时预留孔定位难度和人工费用。见下图：& 5.2-3 &砖结构炉墙后开孔器&6. 炉顶叠砌式纤维毯铺砌控制技术施工要点：炉顶叠砌式纤维毯铺砌控制技术，是利用各种专用胎具，能够确保下料准确及纤维毯人工压缩率，保证纤维毯工作面的平整，避免了常规铺砌法造成的纤维毯层与层之间错台、起皱等质量通病，同时能够保证纤维毯压缩率达15%～20%，确保了炉子耐材施工质量及炉衬的使用寿命。&&& 1) 根据人员作业平台的高度，制作专用胎具（纤维毯作业平台、下料样板）。&&& 2) 专用胎具（纤维毯作业平台）的高度应按设计要求的尺寸确定好，两侧用小木楔子与炉墙固定。&&& 3) 专用胎具（纤维毯作业平台）顶面应用釉面木材。支设时要保证四角点尺寸一致。&&& 4） 铺砌纤维毯时应拉直、铺平、压紧，避免出现打折、起皱等现象。&&& 5） 每一锚件组合铺砌完，用100X50mm木方推平压实纤维，最后可以用榔头锤击木方，使纤维毯下沿平直，能够确保下一纤维组合铺砌质量。见下图：& &&5.2-4& 炉顶叠砌式纤维毯铺砌控制技术7. 移动式多功能操作平台施工优点：移动式砌筑操作台安装技术，主要应用于炉内狭小空间（主要是高向），实现了人员操作及备料平台的整合。既减轻了筑炉工因频繁重复一种工作姿势造成的疲劳，也确保了作业人员的安全，提高了作业效率。移动式多功能操作平台在水平式退火炉砌筑中，不但减轻了作业人员因不良姿势造成的疲劳程度，还发挥了集备料与操作于一体的优势，提高了劳动效率，减少轻型材料多次周转造成的损耗。见下图：&&& 5.2-5& 移动式多功能操作平台8. 不锈钢衬板施工要点：1） 不锈钢内衬板的加工制作：首先应对照不锈钢内衬板零件图、组装排版图、锚固钉排布图核对尺寸、孔距、数量是否一致或漏号，并绘制分层打捆、编号图和相应的材料清单表。制作后内衬板应按照划分操作侧墙、传动侧墙的原则每层打捆包装，并在每捆上作好标识签，作为上料依据。2） 镶装：内衬板镶装应从上往下逐层进行，下层内衬板压住上层内衬板，防止纤维毯的渣球等掉落炉膛内影响带钢表面质量。镶装时应再次核对是否有锚固钉漏钉现象，以便及时补焊。内衬板镶装前应先安装内衬板，然后上平垫片，拧上螺母。螺母完全拧紧后，将其旋松1～2圈以确保保护板膨胀余量，然后把螺栓和螺母点焊上。对于开口处的内衬板，应与炉壳钢板按照设计要求焊接牢固。焊接应采用氩弧焊焊接。&&& 3） 清理清扫：&&& 衬板安装结束后用干净的棉纱或布将不锈钢内衬板表面彻底擦拭干净。6. 材料与设备 6.1 劳动力组织（见表）表6.1-1 劳动力组织表&6.2 主要机具设备本工法应用的主要机具设备详见表。表6.2-1 主要机具设备7. 质量控制1. 质量标准。施工中耐火材料砌筑应遵循我国国家标准GB《工业炉砌筑工程施工及验收规范》和GB《工业炉砌筑工程质量验收规范》的规定。2. 具体质量标准（见表）。表7-1& 质量标准表&3. 施工质量管理点（见表）。表7-2& 施工质量管理点汇总表8. 安全保证措施施工中应遵照《建筑工人安全技术操作规程》、《建筑机械使用安全技术规程》、《冶金建筑安装工人安全技术操作规程》的要求外，根据本工法特点补充如下内容：&&& 1. 认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。&&& 2. 氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。&&& 3. 施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，施工现场光线应充足，采用36V安全电压照明。&&& 4. 耐火材料吊运应绑扎牢固，严格执行“十不吊”，专人指挥；特殊工种持证上岗;所有电器、机械设备及少数工种实行持证上岗、定人定岗、专人专机制。&&& 5. 进入施工现场必须正确穿戴安全帽、劳动服等劳防用品。&&& 6. 严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。&&& 7. 建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9. 环保措施&&& 1. 在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度,随时接受相关单位的监督检查。&&& 2. 合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，标识醒目，施工场地整洁文明。划定耐材施工作业区域，以防纤维制品、轻质材料粉尘肆意扩散，当班垃圾、包装箱集中堆放，集中处理，做好现场环境卫生工作。&&& 3. 炉内施工垃圾装入编织袋内运至业主指定地点进行分类处理。优先选用先进的环保机械，切砖机下部设排水沟，以便废水及时排出，若无排水沟时可设集水槽、塑料软管排水，对污水沉淀物进行集中填埋，认真做好无害化处理。&&& 4. 将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。施工人员加工砖、铺设陶瓷纤维制品时应戴好防尘口罩、防护眼镜，按正确姿势操作。10. 效益分析应用本工法可以合理编制施工工序，科学的编制施工作业设计，对于水平退火炉内衬施工确保其施工质量和砌筑进度具有指导性意义。采用砖结构炉墙测量预控技术利用立体测量控制手段，模拟实现砖层的组成，控制炉墙锚固件及膨胀缝的留设位置，保证炉墙实现设计理念的实现。炉墙后开孔技术能够保证开孔及成型位置精确，确保辐射辊、炉辊安装。大大降低砌筑时预留孔定位难度和人工费用。炉顶叠砌式纤维毯铺砌控制技术能够确保下料准确及纤维毯人工压缩率，保证纤维毯工作面平整。移动式砌筑操作台安装技术既减轻了筑炉工因频繁重复一种工作姿势造成的疲劳，也确保了作业人员的安全，提高了作业效率。本工法的应用可以提高砌筑作业效率，可以直接缩短施工工期约20天，不考虑早投产给甲方带来的直接经济效益，单施工人工节约可达400工日。本工法可以确保施工质量，保证炉子正常的生产及使用寿命，实现施工过程及生产中的环保节能，多次赢得业主赞誉，经济效益和社会效益良好。11. 应用实例&&&& 10.1 宝钢不锈钢带钢工程热带退火酸洗机组连续退火炉&&& 该炉为卧式结构：全长约112.32m，共六个炉室，炉室与炉室之间为中间连接罩，顶为叠砌式纤维结构，其它为轻质砖结构，加热室设上下两排烧嘴。由THERMTEC公司设计，耐火材料量约280t。&&& 该退火炉炉衬单位工程施工质量优良。&&& 10.2 宝钢五冷轧带钢工程连续退火炉炉衬施工。&&& 该炉退火炉为卧式结构，全长约210m。炉壳钢结构为钢板和型钢气密性焊接结构，在不同炉段之间布置膨胀节,耐材内衬的六个炉室依次为：PF、NOF、RTF、RCF#1、SF、RCF#2。由LOI公司设计，耐火材料量约380t。&&& 该退火炉炉衬单位工程施工质量优良。&&& 10.3 新余中冶新材冷轧硅钢退火炉炉衬施工。本工程为两条退火炉，在建一条CA-2，已完一条CA-1，单座总长度均为276m，炉壳钢结构为钢板和型钢气密性焊接结构。按照带钢运行方向依次为：PF、NOF、1#炉喉、RTF、2#炉喉、SF、3#炉喉、DF-DS、DF-BS等。由Fives stein设计，耐火材料量约480t（单座）。CA-1退火炉炉衬施工受到业主、监理和设计高度评价。
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