浅谈大口径无缝钢管主轧线设备安装技术

杨桂芳， 杜小平

（五冶集团上海有限公司，上海 200941）

引言

烟宝热轧管线生产规模为50万t／a，热轧管线由原料库、管坯加工区、环形加热炉区、穿孔机区域、芯棒区、轧机区、脱管区、定径区、冷床区、定尺锯切区、热处理前置库、芯棒加工间和轧辊加工间组成，设备总质量约13 000t。

1 主要设备安装技术

1.1 环形炉安装

1.1.1 基本情况

烟宝环形炉中径为48m，炉内宽度为6.11m，炉底宽度为5.6m，炉 膛 高 度 为 1.6～5.09m，装出料线夹角为12°，最大产量为245t／h，最快节奏105根／h，位于主厂房AB、BC跨10～15线6m平台上。主要由炉底机械系统、炉体钢结构系统、炉体砌筑系统、烟道系统、燃烧系统、装出料系统等组成［1］。

1.1.2 关键施工控制点

1）基础验收。内外环中径达48m，且环形炉中部为空心，四周布满166个辊道基础，验收难度大。

2）辊道安装。因环形炉下部钢结构在工作时为旋转运动，每个支承辊在工作时又要承受20t的载荷，并且必须均匀承载，所以对支承辊、定位辊的安装精度要求非常严格。

3）热膨胀因素。由于环形加热炉的结构形式决定了环形炉炉底，内环砌体及钢结构，外环砌体及钢结构的热膨胀，因此在施工时必须考虑热膨胀因素。

4）炉底机械钢结构安装。炉体结构多为弧形结构，积累误差大，安装精度难以控制。

1.2 穿孔机安装

1.2.1 基本情况

穿孔机由前台（2个托辊、1台推钢机）、本体（底座、机架、主传动、导板、锁紧装置等）和后台（6个定心辊、1个夹送辊、6个输送辊、1台顶杆小车）组成。热轧管生产线穿孔机本体主要由8个大部件组成，主要包括：底部横梁、入口牌坊、出口牌坊、2个底座、左侧上部横梁、右侧上部横梁、左侧下部横梁及右侧下部横梁，总重约342t。主要部件质量：001底部横梁，质量47t；002入口牌坊，质量80t；003出口牌坊，质量81.3t；004底座，2个，单质量26t；006左侧上部横梁，质量19.7t；007右侧上部横梁，质量20.6t；008左侧下部横梁，质量47.5t；009右侧下部横梁，质量45.7t。另外穿孔机后台闭锁装置质量120t。

1.2.2 关键安装控制点

整个穿孔机区域主要以穿孔机本体为基准，特别控制穿孔机后台六辊定心机组的尺寸，推钢机和顶杆小车的运动轨迹必须保证与穿孔机走钢线一致。因为穿孔安装顺序决定需搭设临时安装平台，同时穿孔机后台闭锁装置质量120t，远远超过80t行车的起吊能力，需采取特殊措施。

1.3 PQF轧机安装

1.3.1 基本情况

连轧管工序是钢管生产的重要工序，在热轧钢管生产中，轧管工序的主要工艺目的在于：将穿孔工序移送来的毛管进行减径、延伸并相应减壁，同时改善荒管内、外表面光洁度，提高壁厚均匀度。该轧机由隧道式牌坊、轧辊、驱动装置、换辊装置组成。5个近似圆形的机架连续布置，各机架之间由钩板连接，各机架内均为三辊轧制，每个轧辊由1台电机单独驱动。三个轧辊互成120°，前后机架轧辊互成60°布置。

1.3.2 关键施工控制点

机架中心线是控制点，并且是轧机前后机组安装基准；倾斜大型电机的校正是难点，需用激光对中仪；机架换辊装置安装必须保持与轧机一致。

1.4 脱管机安装

脱管机安装在连轧机后面，用于将钢管从芯棒上脱出。该三机架脱管机由本体、驱动装置、换辊装置和轧辊组成。

安装时先安装底座和机架，再安装驱动装置和换辊装置，最后用换辊小车将3组轧辊推入机架内，质量最大件45t，安装精度参见GB 50386－2006中的II级偏差。

1.5 定径机安装

定径机的型式为3辊式，机架数为12架，其中，前9架为轧辊径向不可调整机架，后3架为轧辊径向调整机架，换机架形式为液压拉出和换机架小车。定径机传动通过12根单独的传动轴（每根轴对应1个轧辊机架）实现，每根传动轴由1台交流电机通过联轴器、接轴、减速机驱动。三辊机架为箱型结构，由两个半机架通过螺栓连接起来，机架内的三个轧辊互成120°角，滑动轴和传动伞齿轮也装配在机架内。每套轧辊机架中有一个辊轴伸出机架，通过内外齿联轴器与减速机输出轴自动联接。

1.6 辊道安装

本机组有许多辊道，一般来说辊道有集中传动和单独传动两种，辊道的作用主要传送钢管，保证钢管不跑偏。因此，安装辊道最关键的是保证辊道与机组中心线的垂直度，另外辊道的标高、水平均应以辊面为基准，而且辊道的标高偏差应控制呈波浪形。

钢管运输辊道都比较长，中心线的控制是比较关键的项目，安装时采用两种措施进行控制。采用精密的经纬仪测量；基准辊相对纵向中心线垂直度采用拉钢线、用摇臂、内径千分尺检查。在检查无误的条件下，进行二次灌浆。

1.7 冷床安装

轧线冷床由2套组成，均为步进齿条式冷床。热定径后的钢管首先进入1号冷床冷却，之后再由辊道送到2号冷床冷却。

1.8 芯棒限动

本机组芯棒限动采用齿轮齿条式，齿条安装是重点，必须保证与轧机中心线一致，周边所有设备以此为基准。同时芯棒动作频繁以及动力大，底座安装尤为重要。

1.9 激光对中仪

机器转轴的良好对中对于防止轴承提前失效、转轴疲劳、密封损伤、振动等起着至关重要的作用，它还可以减少过热和额外的能量消耗。联轴器的校正工作尤为重要。本机组芯棒限动、轧机下行电机以及定径机传动联轴器太长（大于3m）且轧机下行电机倾斜45°，常规仪器和方法无法进行，需用激光对中仪进行校正。本次采用旋转轴激光对中仪（SKFTMEA2），TMEA2提供了一种简单精确的方法，将旋转机械的两台相连机器转轴的旋转中心调节成一条直线。

2 使用说明

第一，测量单位：公制及英制单位。第二，测量单元的安装：使用磁性支架将测量单元紧固在转轴上，当连接测量单元与显示器时需要保证连接线接头与显示器间的正确连接。第三，开机按下ON／OFF键就可打开显示单元，显示屏提示输入机器尺寸。若60min内没有任何按键操作，显示单元将自动关闭。第四，机器尺寸对机器结构指的是两个测量单元之间的距离；带有M标记的测量单元与可移动机器前面一对地脚之间的距离；可移动机器前脚与后脚之间的距离。第五，注意激光光束的瞄准。第六，测量步骤在测量过程中，轴应被旋转180°。第七，注重对中结果，确保机器对中的准确性，建议在完成对中调整后再做一次测量。第八，在进行对中之前，建议先检查可移动机器的软脚。机器不等同地安放在所有地脚上称为“软脚”［2］。

3 检测元件安装

本机组自动化程度高，检测因素多，涉及温度、厚度、长度、质量、外径、功率、轧制力、速度、方位等，并且多层次多方位交叉布置。主要有：管坯切割前的称质量和长度检测；穿孔前的管坯温度检测；穿孔后毛管外径和长度测量；穿孔后毛管温度测量；穿孔机的轧制功率、轧制力、轧制速度测量；连轧前毛管温度测量；连轧机的轧制功率、轧制力、轧制速度测量；连轧机芯棒表面温度测量；芯棒限动力和速度测量；脱管机的轧制功率和轧制速度测量；脱管机出口荒管长度测量；脱管机后热态荒管壁厚、外径测量；脱管机后热态荒管温度测量；定径前的荒管温度测量；定径机轧制功率和轧制速度测量；定径后的钢管直径、壁厚和长度测量；定径后的钢管温度测量；第一段冷床出口温度测量；第二段冷床出口温度测量。

主要安装方法：先了解工艺要求，明白检测要求以及工艺情况，初步定位，确定安装形式。然后根据试车过程精确定位。

［1］ 曹继泽.南钢炉卷轧机关键设备安装工艺研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2009：6.

［2］ 夏友木.大型热连轧轧钢生产线设备安装工艺优化研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2009：12－13.