CN103344119A - 一种步进式加热炉耐热垫块维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种步进式加热炉耐热垫块维护方法，解决了冶金用步进式加热炉传统的水梁垫块现场更换施工时间长，更换困难、维修费用高的弊病。本发明包括以下步骤：1）拆除影响垫块及压块周围的耐材及Y型锚固钩；2）用砂轮机切割拆除需更换的垫块；3）垫块安装部位用砂轮机修磨平滑；4）找中心及标高，安放垫块；5）用测量仪对安装的垫块进行标高测量，并调整到位后，焊接压块；6）焊接压块完毕后，测量垫块标高，并调整到位；7）焊接Y型锚固钩；8）安装纤维毯隔热层；9）捣打修补料；10）试车、点火烘炉操作。本发明方法在保证水梁垫块使用寿命的前提下能实现维护成本低、更换施工时间大大缩短等优点，经济效益显著。

Description

一种步进式加热炉耐热垫块维护方法

技术领域

本发明涉及一种步进式加热炉耐热垫块维护方法，属于冶金加热炉领域。 

背景技术

冶金用步进式加热炉水冷梁分固定梁和活动梁两种，通过步进梁重复进行矩形轨迹运动，将板坯从装料端运送到出料端。步进式加热炉水冷水平梁是由厚皮管上安装着无数的耐热垫块组成，水梁通过耐热垫块支撑着板坯。现在运行过程中存在着耐热垫块高温时间长，表面持续被氧化磨损、烧裂，甚至造成垫块局部脱落，还存在着加热水管黑印造成轧制板型厚薄不均。一般水梁耐热垫块氧化烧损的高低程度均不相同，这就给耐热垫块的维护带来了很大的困难，更换水梁耐热垫块需要的费用高、检修时间长，甚至检修后会造成跑偏、使用寿命缩短及不能满足工艺要求等问题。如何提高水梁使用寿命，降低水梁耐热垫块维修费用，缩短检修时间就成了我们满足用户使用要求的一个重大课题。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种能满足用户要求的步进式加热炉水冷梁耐热垫块维护方法。这种耐热垫块维护方法能实现步进式加热炉水冷梁检修时间短、维护成本低等优点，经济效益显著。 

步进式加热炉耐热垫块的结构特征为： 

(1)步进式加热炉水冷梁整体结构为双横梁设计，双横梁选用材质为20，规格为￠140×20的无缝钢管，均热段、加热段及预热段水冷梁双横梁上安装垫块的表面分别进行错台，每个错台相差20mm，水管与垫块接触部位上表面均热段标高最低，预热段标高最高，均热段垫块高度为110mm，加热段垫块高度为90mm，预热段垫块高度为70mm，以减少板坯加热过程中产生的水管黑印，保证垫块上表面在同一个平面上；

(2)预热段耐热垫块安装采用热装方式，为热装垫块，即一块长方形耐热垫块满焊在无缝钢管上，均热段、加热段耐热垫块安装采用冷装方式，为冷装垫块，即一块长条型马鞍座形的耐热垫块用4个L型压块固定在无缝钢管上，以便方便维修更换；

(3)冷装垫块的设计：将耐热垫块最下面与无缝钢管接触部位设计为一个马鞍座的形式，在马鞍座中心高出无缝钢管上表面20 mm设计为一个下部14mm宽，上部10mm宽，顶部为半径为5mm的半圆空心马鞍座，以减少垫块材料的使用量；

(4)热装垫块的设计：将耐热垫块设计为一个160mm×55mm×70mm的长方体，最下面与无缝钢管焊接部位加工成25°的坡口，材质为ZGCr25Ni20。

本发明对上述步进式加热炉耐热垫块进行维护，采用的技术方案如下： 

一种步进式加热炉耐热垫块维护方法，包括以下步骤：

1、步进式加热炉水冷梁耐热垫块检修前的准备：

1）在上一年度检修时，要对需要更换的耐热垫块高度进行相邻垫块高度的测量；

2）根据测量数据再加上5mm，作为新订购垫块的高度，绘制图纸，并制作新的耐热垫块，具体制作方法如下：将原储存备件按照图纸进行修旧：使用机加工线切割机床将垫块高度切割成所需要的高度即可；

此处制作新的耐热垫块，还可以采用以下方法：按照图纸进行新垫块的制作工艺流程：模具制作→原料配方→熔炼成母材（调整好成分、各种元素检测）→下料切割→重熔（炉中分析、调整成分）→精密铸造→抛丸→100%用荧光粉检查→焊口加工→尺寸检查→包装

3）制作新的垫块压块、Y型锚固钩：压块的结构为L型；

4）准备高铝质AL78可塑修补料、不锈钢焊条；

2、步进式加热炉水梁垫块的维修施工技术操作： 

1）拆除影响垫块及压块周围的耐材及Y型锚固钩

加热炉降温48h后，施工人员进入炉内清理炉内水平梁上氧化铁皮及炉底氧化铁皮到炉外。为了凿除安全及操作方便，建议采用临时铰手架，沿炉宽方向固定所有纵梁， 共计固定4道。 在两根纵梁间搭设临时平台，以便凿除方便，同时防止凿除时，损坏锚固钩。用风镐或锤子、錾子将水平梁上部 60^o 范围内，浇注料及Y型锚固钩凿除掉。

2）用砂轮机切割拆除需要更换的压块或冷装垫块 

施工人员用角向砂轮机砂轮平面沿管子切线方向紧贴管壁切割压块或冷装垫块，直到压块或冷装垫块被切割掉，每块压块重复进行四次即可拆下热装垫块。施工人员注意用角向砂轮机切割压块时需要保护好管壁，管壁不得产生>1mm凹坑。

3）垫块安装部位用砂轮机修磨平滑 

将水平梁上部 60^o 范围内，用砂轮机将水管氧化铁皮清除、磨平。

4）拉钢丝线找中心及标高，并安放冷装垫块 

施工前现场准备；检查及测量，标出垫块顶标高基准点；在水梁上部挂设钢丝线，每间隔3米设一钢柱固定。钢丝线标高为垫块顶标高，钢丝线位置为垫块中心线，以便码放垫块，符合标高要求的垫块点焊固定。

冷装垫块安装位置在原来位置沿水梁长度方向移开120mm，所安装垫块在水梁表面的结合间隙最小，从而保证垫块的冷却效果及压块安装焊接强度。 

5）用测量仪对安装的冷装垫块进行标高测量，并调整到位后，焊接压块 

整根水梁垫块码放完毕后，采用镜位仪校准垫块标高。相临垫块与垫块间标高允许误差≤ 1mm；整根水梁标高允许误差≤2mm； 

局部位置如果标高相差较大，可采用0.5~1mm薄钢片调整，单根水梁垫块标高合格后，开始焊接。

6）焊接压块完毕后，测量热装垫块标高，并调整到位 

严格按工艺标准和焊接次序施焊，焊后调整。焊接采用交错工位焊接，不可连续焊接，防止水梁变形。焊接好后测量水梁标高，如因焊接变形出现标高差异大时，应考虑用火焰枪对水梁进行烘烤进行标高调整。

7）焊接Y型锚固钩 

水平梁上原来有的锚固钩不动，但对垫块安装过程中拆除的锚固钩在垫块安装好后需要进行恢复焊接安装，在水平梁水管上部沿垂直面60^o每隔100mm对称焊接锚固钩两个。

8）安装纤维毯隔热层 

在水平梁水管裸漏的表面外包扎一层20mm厚高铝纤维毯。

9）捣打修补料 

在水平梁高铝纤维毯表面上放置50mm厚高铝质AL78可塑修补料一层，用气锤或橡皮锤将耐材按照图纸形状进行捣打修补，捣打修补完养生需24小时

10）耐材修补、养生完毕后即可试车、点火烘炉操作。

从升温到保温自然降温共72小时至84小时，一般78小时。 

对热装垫块的维护方法与冷装垫块基本相同，不同点只是在拆除、安装时的对象不同，：冷装垫块拆除时切割压块焊肉，而热装垫块拆除时切割垫块焊肉；安装时，冷装垫块对压块焊接，而热装垫块对垫块焊接。 

 技术方案中需要注意的关键问题：1、在上一年度检修时，要对需要更换的耐热垫块高度进行相邻垫块高度的测量，根据测量数据再加上5mm，作为新订购垫块的制作高度进行图纸绘制。 

2、只拆除垫块压块周围影响垫块更换的耐材及Y型锚固件，不拆除水平梁整体耐材。 

3、采用新型可塑修补料耐材，代替传统浇注料，免掉支模浇注环节。 

4、冷装垫块安装位置在原来位置沿水梁长度方向移开120mm，所安装垫块在水梁表面的结合间隙最小，从而保证垫块的冷却效果及压块安装焊接强度。 

5、隔热耐材的施工：1）将与原来水梁上浇注料结合部位清理出新耐材；2）在水管金属外壁垂直管径焊接Y型锚固钩，间隔100mm；3）水管金属外壁包扎一层20mm厚的高铝纤维毯；4）用木锤或橡皮锤将可塑修补料沿管径方向捣实，厚度为50mm，并沿水梁长度方向两侧加工成45°斜坡，垫块外漏高度20mm。 

本发明的有益效果： 

本发明维护方法应用于热轧步进式加热炉水梁施工维修技术上，克服了传统的热轧步进式加热炉水梁垫块带来的维修困难，更换水梁耐热垫块需要的费用多、检修时间长的缺点，也克服了检修后会造成跑偏量大、使用寿命缩短及不能满足工艺要求等问题；采用本发明方法维护后水梁垫块使用寿命可提高50%以上，更换维修时间可由原来的18天左右，减少到9天左右；材料费、备件费用可降低60%以上，人工费用可降低50%以上，可带来经济效益760万元以上，为加热炉经济运行具有非常重要的意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为垫块一的使用状态示意图。 

图3为图2的左视图。 

图4为垫块二的使用状态示意图。 

图5为图4的左视图。 

图6为垫块三的使用状态示意图。 

图7为图6的左视图。 

图8为压块的结构示意图。 

图9为Y型锚固钩的结构示意图。 

图10为图9的左视图。 

图11为水梁耐材包扎状态示意图。 

图中1为垫块一，2为预热段水冷梁，3为垫块二，4为加热段水冷梁，5为垫块三，6为均热段水冷梁，7为压块，8为凹槽，9为固定梁，10为步进梁，11为垫块，12为可塑修补料，13为高铝纤维毯，14为水冷梁，15为锚固钩。 

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。 

实施例： 

首先对步进式加热炉水冷梁耐热垫块做简单描述：

如图1所示，示出了步进式加热炉水冷梁的结构，包括钢管，钢管上设有垫块，其特征在于：所述垫块包括垫块一1、垫块二3、垫块三5，所述垫块一1整体为长方体，下端与水冷梁接触部位设有坡口，垫块一1设置在步进式加热炉的预热段水冷梁2上，所述垫块二3、垫块三5分别设置在步进式加热炉的加热段水冷梁4、均热段水冷梁6上，垫块二3、垫块三5上部为长方体结构，下部为长条型马鞍座结构。

图2、图3示出了垫块一的使用状态示意图，垫块一1位于步进式加热炉的预热段水冷梁2上，垫块一的尺寸为160*55*70mm，下端的坡口角度为25°；所述垫块一焊接在预热段水冷梁上。 

图4~图7示出了垫块二、垫块三的使用状态示意图，所述垫块二3、垫块三5分别设置在步进式加热炉的加热段水冷梁4、均热段水冷梁6上，所述垫块二3、垫块三5的长条形马鞍座结构内部设有凹槽8，凹槽的结构为：顶部为半径5mm的半圆，下底部宽为14mm的扩散形主体，高度为20mm；所述垫块二顶部为长方形结构，尺寸为160*55mm，高度为90mm；所述垫块三顶部为长方形结构，尺寸为160*55mm，高度为110mm。所述垫块二、垫块三分别通过四个压块固定在加热段、均热段水冷梁上，压块分别位于垫块二、垫块三的马鞍座结构的四个角上，所述压块为L型。 

图8示出了压块的结构。 

    下面详述本实施例中耐热垫块的维护方法： 

(一)步进式加热炉水冷梁耐热垫块检修前的准备：

（1）在上一年度检修时，要对需要更换的耐热垫块高度进行相邻垫块高度的测量；

（2）根据测量数据再加上5mm，作为新订购垫块的高度，绘制图纸，并制作新的耐热垫块，具体制作方法如下：将原储存备件按照图纸进行修旧：使用机加工线切割机床将垫块高度切割成所需要的高度即可；

此处制作新的耐热垫块，还可以采用以下方法：按照图纸进行新垫块的制作工艺流程：模具制作→原料配方→熔炼成母材（调整好成分、各种元素检测）→下料切割→重熔（炉中分析、调整成分）→精密铸造→抛丸→100%用荧光粉检查→焊口加工→尺寸检查→包装

新的耐热垫块一技术要求：①材质Co22；

②加工块数，7块；

③高度加工成65mm；

④不平直度≯1mm；

⑤高度尺寸精度≯±1mm；

⑥上下两个平面边部棱角需修磨，不得有毛刺、气孔、裂缝、焊渣等异物。

新的耐热垫块二技术要求：①材质Co50。 

②铸件质量要求：ⅰ精密真空铸造；ⅱ铸件目视及荧光检验，表面不得有裂纹、冷隔、缺肉及穿透性疏松；ⅲ凹坑、砂眼、气孔、夹杂等缺陷，直径不得大于1.5mm，深度不得大于0.55mm，且积聚400mm区域内得缺陷数不得超过个；ⅳ铸造表面非加工面表面粗糙度要求为25，与￠140钢管接触面的表面粗糙度要求为12.5；ⅴ不允许在表面显露连续性的柱状晶区，铸件质量验收的技术条件参照GY05-012B-92规定。 

③高度尺寸精度≯±1mm； 

④不平直度≯1mm；

⑤上下两个平面边部棱角需修磨，不得有毛刺、气孔、裂缝、焊渣等异物。

新的耐热垫块三技术要求：①材质Co50； 

②铸件质量要求：ⅰ精密真空铸造；ⅱ铸件目视及荧光检验，表面不得有裂纹、冷隔、缺肉及穿透性疏松；ⅲ凹坑、砂眼、气孔、夹杂等缺陷，直径不得大于1.5mm，深度不得大于0.55mm，且积聚400mm区域内得缺陷数不得超过个；ⅳ铸造表面非加工面表面粗糙度要求为25，与￠140钢管接触面的表面粗糙度要求为12.5；ⅴ不允许在表面显露连续性的柱状晶区，铸件质量验收的技术条件参照GY05-012B-92规定；

③高度尺寸精度≯±1mm；

④不平直度≯1mm；

⑤上下两个平面边部棱角需修磨，不得有毛刺、气孔、裂缝、焊渣等异物。

   （3）制作新的垫块压块、Y型锚固钩：压块的结构为L型； 

制作压块的技术要求：①材质1Cr18Ni9；

②采用轧钢或锻钢加工；

③锐角倒钝R=0.6；

④机加工光洁度全，不得有毛刺、气孔、裂缝、焊渣等异物。

Y型锚固钩的技术要求：（Y型锚固钩的结构见图9、图10） 

①所选圆钢钧采用直径10mm，材质Cr25Ni20；

②高度尺寸精度±1mm；

③不平直度<1 mm；

④Y型开叉角度75°±5°。

（4）准备高铝质AL78可塑修补料、不锈钢焊条、以及20mm厚的高铝纤维毡； 

具体高铝质AL78可塑修补料理化性能及试验方法如下： 

（二）步进式加热炉水梁垫块的维修施工技术操作： 

（1）拆除影响垫块及压块周围的耐材及Y型锚固钩

加热炉降温48h后，施工人员进入炉内清理炉内水平梁上氧化铁皮及炉底氧化铁皮到炉外。为了凿除安全及操作方便，建议采用临时铰手架，沿炉宽方向固定所有纵梁， 共计固定4道。 在两根纵梁间搭设临时平台，以便凿除方便，同时防止凿除时，损坏锚固钩。用风镐或锤子、錾子将水平梁上部 60^o 范围内，浇注料及Y型锚固钩凿除掉。

（2）用砂轮机切割拆除需要更换的压块或冷装垫块 

施工人员用角向砂轮机砂轮平面沿管子切线方向紧贴管壁切割压块或冷装垫块，直到压块或冷装垫块被切割掉，每块压块重复进行四次即可拆下热装垫块。施工人员注意用角向砂轮机切割压块时需要保护好管壁，管壁不得产生>1mm凹坑。

（3）垫块安装部位用砂轮机修磨平滑 

将水平梁上部 60^o 范围内，用砂轮机将水管氧化铁皮清除、磨平。

（4）拉钢丝线找中心及标高，并安放冷装垫块 

施工前现场准备；检查及测量，标出垫块顶标高基准点；在水梁上部挂设钢丝线，每间隔3米设一钢柱固定。钢丝线标高为垫块顶标高，钢丝线位置为垫块中心线，以便码放垫块，符合标高要求的垫块点焊固定。

冷装垫块安装位置在原来位置沿水梁长度方向移开120mm，所安装垫块在水梁表面的结合间隙最小，从而保证垫块的冷却效果及压块安装焊接强度。 

（5）用测量仪对安装的冷装垫块进行标高测量，并调整到位后，焊接压块 

整根水梁垫块码放完毕后，采用镜位仪校准垫块标高。相临垫块与垫块间标高允许误差≤ 1mm；整根水梁标高允许误差≤2mm； 

局部位置如果标高相差较大，可采用0.5~1mm薄钢片调整，单根水梁垫块标高合格后，开始焊接。

（6）焊接压块完毕后，测量热装垫块标高，并调整到位 

严格按工艺标准和焊接次序施焊，焊后调整。焊接采用交错工位焊接，不可连续焊接，防止水梁变形。焊接好后测量水梁标高，如因焊接变形出现标高差异大时，应考虑用火焰枪对水梁进行烘烤进行标高调整。

（7）焊接Y型锚固钩 

水平梁上原来有的锚固钩不动，但对垫块安装过程中拆除的锚固钩在垫块安装好后需要进行恢复焊接安装，在水平梁水管上部沿垂直面60^o每隔100mm对称焊接锚固钩两个。

（8）安装纤维毯隔热层 

在水平梁水管裸漏的表面外包扎一层20mm厚高铝纤维毯。

（9）捣打修补料 

在水平梁高铝纤维毯表面上放置50mm厚高铝质AL78可塑修补料一层，用气锤或橡皮锤将耐材按照图纸形状进行捣打修补，捣打修补完养生需24小时

（10）耐材修补、养生完毕后即可试车、点火烘炉操作。

从升温到保温自然降温共72小时至84小时，一般78小时。 

对热装垫块的维护方法与冷装垫块基本相同，不同点只是在拆除、安装时的对象不同：冷装垫块拆除时切割压块焊肉，而热装垫块拆除时切割垫块焊肉；安装时，冷装垫块对压块焊接，而热装垫块对垫块焊接。 

Claims (5)

1.一种步进式加热炉耐热垫块维护方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）步进式加热炉水冷梁耐热垫块检修前的准备：

①对需要更换的耐热垫块高度进行相邻垫块高度的测量；

②根据测得的数据再增加5mm，作为新订购垫块的高度，绘制图纸，并制作新的耐热垫块；

③制作新的垫块压块、Y型锚固钩：压块的结构为L型；

④准备可塑修补料、不锈钢焊条；

（2）步进式加热炉水梁垫块的维修施工操作： 

①拆除影响垫块及压块周围的耐材及Y型锚固钩

加热炉降温48h后，施工人员进入炉内清理炉内水平梁上氧化铁皮及炉底氧化铁皮到炉外；

②用砂轮机切割拆除需要更换的压块或冷装垫块

施工人员用角向砂轮机砂轮平面沿管子切线方向紧贴管壁切割压块，直到压块被切割掉，每块压块重复进行四次即可拆下垫块；

③垫块安装部位用砂轮机修磨平滑

将水平梁上部 60^o 范围内，用砂轮机将水管氧化铁皮清除、磨平；

④拉钢丝线找中心及标高，并安放冷装垫块

冷装垫块安装位置在原来位置沿水梁长度方向移开120mm，所安装垫块在水梁表面的结合间隙最小，从而保证垫块的冷却效果及压块安装焊接强度；

⑤用测量仪对安装的冷装垫块进行标高测量，并调整到位后，焊接压块

整根水梁垫块码放完毕后，采用镜位仪校准垫块标高，相临垫块与垫块间标高允许误差≤1mm；整根水梁标高允许误差≤2mm； 

⑥焊接压块完毕后，测量热装垫块标高，并调整到位

严格按工艺标准和焊接次序施焊，焊后调整，焊接采用交错工位焊接，不可连续焊接，防止水梁变形；

⑦焊接Y型锚固钩

水平梁上原来有的锚固钩不动，但对垫块安装过程中拆除的锚固钩在垫块安装好后需要进行恢复焊接安装，在水平梁水管上部沿垂直面60^o每隔100mm对称焊接锚固钩两个；

⑧安装纤维毯隔热层

在水平梁水管裸露的表面外包扎一层20mm厚高铝纤维毯；

⑨捣打修补料

在水平梁高铝纤维毯表面上放置50mm厚可塑修补料一层，用气锤或橡皮锤将耐材按照图纸形状进行捣打修补；捣打修补完养生需24小时；

⑩耐材修补、养生完毕后即可试车、点火烘炉操作

从升温到保温自然降温共72~84小时。

2. 根据权利要求1所述的步进式加热炉耐热垫块维护方法，其特征在于：所述的步骤（1）②中，替代的耐热垫块，具体制作方法如下：将原储存备件进行修旧：使用机加工线切割机床将垫块高度切割成所需要的高度即可。

3.根据权利要求1所述的步进式加热炉耐热垫块维护方法，其特征在于：所述的步骤（1）④中，可塑修补料、不锈钢焊条的材质为高铝质AL78。

4.根据权利要求1所述的步进式加热炉耐热垫块维护方法，其特征在于：所述的步骤（2）⑤中，用测量仪对安装的垫块进行标高测量过程中，局部位置如果标高相差较大，可采用0.5~1mm薄钢片调整，单根水梁垫块标高合格后，开始焊接。

5.根据权利要求1所述的步进式加热炉耐热垫块维护方法，其特征在于：所述的步骤（2）⑥中，焊接压块完毕后，测量垫块标高过程中，焊接垫块后测量水梁标高，如因焊接变形出现标高差异大时，应考虑用火焰枪对水梁进行烘烤进行标高调整。

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