冶炼轧钢工程及监理要点

1冶炼轧钢工程及监理要点一、热轧(一)热轧工艺简介轧钢车间分为两大类：一类是将钢锭轧成钢坯的钢坯车间，其任务是为后续的轧钢车间提供坯料。根据钢锭重量和钢坯品种不同，钢坯车间可分为将大钢锭轧成大方坯和板坯的初轧车间、生产大板坯的板坯车间和轧制小钢锭的开坯车间；另一类是将钢坯进一步轧成各种钢材的成品车间。成品车间有型钢车间、线材车间、钢板车间和钢管车间。随着轧制工艺和设备的不断发展，以及国民经济各部门对钢材品种要求不断增长，轧制钢材的品种范围也在日益扩大。近年来，轻型薄壁型钢、周期断面型钢、冷弯型钢、宽翼工字钢等产品得到了发展。此外，机器制造、国防、铁路车辆、矿山等部门需要的某些零件、毛坯等，亦开始用轧制方法生产。例如滚动轴承的滚珠、滚子、内外座圈；球磨机的钢球；机械传动中的齿轮、丝杠；铁路车辆用的车轮和轮箍等。这不仅可以提高这些产品的产量和质量，而且实现了无切屑或少切屑加工，节约了金属。对某些产品来说，用轧制方法代替原来的锻造或铸造生产，也大大地改善了劳动条件。目前，我国某些机械制造部门（如轴承厂/拖拉机制造厂），已建立了相应的轧钢车间，用轧制方法生产某些零件毛坯。在某些钢铁企业中，建立了车轮轮箍车间/钢球车间，为国民经济有关部门提供优质的专用机件。我国的钢铁工业，特别是轧钢生产，在解放后得到迅速发展。目前，我国已自行设计装配了一批较为现代化的大型轧钢机械设备。例如1150万能式板坯初轧机/950/850轨梁轧机/4200特厚板轧机/1700热连轧机等。此外，还装备了一大批中小型轧钢车间的机械设备。近几年在引进外国先进的轧钢机械设备的同时，对原有轧钢机械设备进行了卓有成效的技术改造，为我国钢铁工业的飞速发展奠定了技术基础。成品轧钢车间生产的钢材种类很多。按钢材断面形状大致可分成三大类：型钢、钢板和管钢。1.型钢⑴简单断面：圆钢、方刚、扁钢等；⑵异型断面：角钢、槽钢、工字钢、钢轨等；⑶特殊断面：板桩、涡轮机叶片、拖拉机履带、犁头等；2.钢板薄板、中厚板、装甲板、宽带板和箔材等；3.钢管无缝钢管、焊接钢管等；(二)项目特点1.土建工程特点热轧工程土建施工上的管理难度和技术难度随着其规模的增大而增大。一般来说，热轧工程的土建施工有以下几方面的特点：（1）工程规模大改革开放以来，我国钢铁生产以前所未有的速度飞快发展，新建的热轧工程生产能力都很大，其建设的规模也十分巨大。以一个年产钢材近400万吨的1880mm热轧工程为例，总建筑面积就有10万㎡，总投资更是达到了50多亿元人民币。如此大的工程量，势必给施工管理带来一系列的新课题。（2）施工接口多在“发展是硬道理”的思想指导下，我国目前的建设工期一般制定得比较紧。还是以上述1880mm热轧工程为例，从打桩开始到交付热负荷试车仅为24个月。要在这么短的时间内完成如此之大的工程量，就往往要采取分区施工的办法，就必须将整个工程分成若干个标段，由几个施工单位同时施工。这样一来，工程的接口很多，需要协调的工作量很大。（3）平面布置难为了使工艺布置更加紧凑，整个工程的建筑往往联成一片，周围又有许多辅助建筑和构筑物，在多标段、多单位同时施工的情况下，更应做好施工现场的平面布置安排。必须在满足总工期的前2提下，分区域、分阶段组织施工，合理规划大临、道路、排水、用电、材料堆放及施工场地，并随时加以调整，以确保物流畅通，施工无阻。（4）技术难度高热轧工程还有众多的地下深基础和管廊，它们有的联成一片，有的互相穿插，施工难度极大，尤其是在软土地基里更为突出。如热轧工程的加热炉基础，平面达到了120m×120m见方，最深处达到了14m以上。又如热轧的旋流沉淀池，通常是一内径近30m，深达35m左右的圆形地下构筑物，与之相连的冲渣沟的深度达19米之深，这些必须采取特种施工方法才能完成。还有，热轧工程的轧机基础，往往是一个长逾400m，宽近100m，深度超过10m的地下箱型基础。这种超长、超宽的箱型基础在裂缝控制上有很高的要求，也需要我们去认真解决。（5）交叉作业频繁由于工程量大，施工工期短，因此各工序之间，如地上与地下，土建与钢结构、主厂房与附属小房、机电安装与能介管道等，交叉施工十分频繁。在施工过程中，必须考虑到交叉施工的相互影响和成品保护，要精心策划，合理安排，落实措施，确保安全。2.机械安装工程特点(1)在热轧生产线成水平面布置，长达1000m左右，与之相关的设备都是由一条生产轧制中心线前后贯穿起来，设备之间的相互关联性强，这是热轧的特点。因此，无论是方案审查还是安装过程检查验收，设备安装永久中心标板的设置是监理控制的一项重要内容，是确保所有安装设备最终能满足整条生产线工艺要求的基础，也是今后设备检修时的基准点。埋设的中心标板分为纵向（沿生产轧制中心线方向）和横向（沿着轧机主传动方向并垂直于轧制中心线）两个方向，监理工程师对安装单位报审的测量成果复测后予以确认。(2)热轧生产线上的设备坐落在一个整体长条形设备基础上。这种设计目的是为了使轧制线上的设备获得相同的沉降及位移量，以此保证生产工艺轧制中心线不因设备之间的不同沉降及位移量而被破坏。任何设备及设备基础，在安装初期都存在着不同程度的沉降或位移，这种沉降或位移随着时间的推移会逐渐趋于稳定。沉降有两种情况出现，一种是整体均匀沉降，另一种是不均匀沉降，前者只影响设备安装标高精度，后者不仅对安装标高有影响外，还影响设备安装的水平精度。对热轧线整体大底板基础而言，主要考虑不均匀沉降对设备安装水平精度的影响，所以设备安装前和过程中必须定期对设备基础沉降及位移情况进行观测，做好沉降观测数据的统计与分析，监理工程师只有在不均匀沉降已稳定且沉降量在允许的范围内时，才可允许安装单位进行设备精调整，监理检查验收通过后及时进行二次灌浆。(3)轧机牌坊﹑冷剪机等单件重量大的设备，安装时厂房已经封顶。热轧设备安装是在厂房屋顶已经封闭的情况下进行，而像宽厚板轧机牌坊﹑冷剪机等单件重量大的设备，有时单件重量已经超过单台行车的最大允许起重量，不能直接利用行车进行安装，加之受屋架高度限制，这些设备又不允许使用履带式汽车吊吊装，此时设备吊装大多数会采取一些特殊的专项方案，例如，用两台行车抬吊的方式或搭建临时平台用滚杠慢慢水平移到安装点等。监理工程师对这些方案的审查除按通常要求外，必须突出一些重点要求，如用两台行车抬吊时，被吊设备重量不得大于两台行车总起重量的70﹪，两名行车司机及起重指挥之间事先加强配合训练，抬吊设备随大车移动时小车应尽量紧靠行车梁侧，抬吊用的扁担必须要有验算合格的计算书，制作时对焊缝加强检查验收。又如采用制作临时平台用滚杠来水平移动设备的方案时，应注意被移动设备的稳定性问题，谨防设备失稳侧翻。有时，桥式吊车起升高度不够，如宽厚板工程、热连轧工程都是桥吊起升高度不够而不得不利用基础面上深坑处起重。安装前监理工程师一方面要做好对方案的审查，另一方面必须监督安装单位做好技术交底工作并严格按方案执行。(4)高压水除磷系统工作压力高（一般在20MP以上）。从加热炉出来的高温钢坯，先经高压水除磷箱除磷后，被送入粗轧机进行轧制。高压除磷水的工作压力一在20~25Mp之间，对管道安装质量要求高。因此，监理工程师应重点审查所使用的管材是否符合图纸要求；安装过程对管道坡口设置及焊接质量（拍片报告）检查验收；管道强度试验合格；拍片和进行管道强度试验时应在周围设置好安全警戒线。(5)液压管线多，对液压管道清洁度要求高。（监理要点参见冷轧章节）3.钢结构安装工程特点轧机线的少量承重区段设计成特大型的实腹式吊车梁，跨度超过50m，高度达到5m，重量大于150t以上。这给钢结构的制作、运输增加难度。因此工程的难点是特大型吊车梁的现场组装和安装，3以及大跨度变截面屋面梁在吊装过程中的稳定性保证。4.热轧管道工程特点⑴热轧管道安装大部分安装位置在钢结构的跨、柱列上，均高空作业，给工程质量控制和安全管理带来较大难度。⑵热轧管道基本上是碳素钢管，碳素钢管在安装前需进行喷砂（丸）主，除锈处理工程量大。⑶热轧工程氧气管道的管子、管件阀门、附件在安装前必须对其进行脱脂去油污处理。⑷热轧工程的不锈钢管道应采用机械或等离子方法切割，使用法兰盘的垫片以及不锈钢管道与支、吊、托架之间，忌与碳钢接触，应为非金属垫片。⑸热轧工程的衬里管道、管件阀门在安装前应放室内保管，应避免阳光和热源的辐射。5.电气、仪表特点(1)用电设备对供电可靠性的要求和对电能质量要求高。热轧工程的电力负荷属一级和二级负荷。大型连续钢板轧机、加热炉助燃风机、冷却水泵、汽化水泵、汽化冷却装置水泵等设备属于一级负荷。(2)供电系统采用两回进线电源线路容量按100%备用，任一回路停运，另外一回线路仍能维持热轧厂的正常生产，满足供电可靠性要求。钢铁企业的热轧厂是典型的用电大户，以某钢铁联合企业1780mm不锈钢热轧为例，电气总装机容量为127.826MW，供配电系统采用两路35KV进线，设置30台35KV高压柜，再经35/10KV或3.3KV、10/0.4KV变电，将电能分配到各用电点。热轧厂设35KV变配室1座，电气室共6座，各种容量(12.5MVA、20MVA和25MVA)的变压器6台。(3)传动主要采用变频调速装置。热轧厂的电气传动主要采用变频调速装置，主传动变频调速装置采用大功率GCT变流器(6KV，6KA)构成交直交电压型PWM调制的变频调速装置，并采用了矢量控制技术。辅助传动变频调速采用两种形式：辊道电机、立辊和卷取机采用交流电源经交-直变换的公共整流器向直流公用母线供电，由母线向各成套的直-交变换的逆变器供电；飞剪采用整流器和逆变器在一起交-直-交变换器。装置均采用全数字式的控制方式，且可通过现场总线与基础自动化系统联网，实现数据通讯。对于恒速电动机，采用国内抽屉组合柜MCC控制。主回路电源三相交流380KV，控制回路220KV。每个控制中心备用回路数为10-15%。主传动电动机全部采用凸极式单电柜交流同步电动机，粗轧电动机容量7500KW，电压3.3KV，精轧机电动机容量7800KW，电压3.3KV。粗轧机采用双传动方式，上、下辊电机呈前后布置。精轧机均为单电机传动方式。冷却通风方式为背色式密闭循环冷却通风。(4)自动化系统由基础自动化、过程控制计算机、生产管理计算机构成。4基础自动化主要完成动态的闭环控制，如APC、AGC、动态的FAWC、板型、CTC控制速度主令、设备的顺控、材料的追踪和加热炉的热工控制、电气传动设备、机械设备的设备监视及远程操作等。全线基础自动化系统是采用MELPLAC-2000系统，它引用了国际标准技术，可以满足钢铁工业灵活性要求，它与信息系统更紧密地结合在一起，它不仅实出了电气和仪表、PLC控制系统结合，并与二级计算机过程控制联网，组成三电一体化系统。操作方式可分为自动、半自动、手动三种方式。自动化仪表控制系统全部采用先进可靠的分布式控制系统(DCS)或可编程序控制器(PLC)，并配置完善的软件系统和功能齐全、界面友好的人机接口(MM1)。在系统配置上，采用三电合一的一体化综合控制系统。现场监测控制仪表，采用最先进的智能化仪表。保证检测及控制仪表整体技术水平的先进性。加热炉仪表选用国内知名产品，轧线仪表全部引进。PLC控制系统设备全部引进。电讯工程内容包括内部通讯、工业电视、火灾自动报警及联动控制系统。系统采用多媒体技术及数字技术将工业电视信号转换成数字信号直接在CRT上显示画面。火灾自动报警系统的信号将接入三电一体化多媒休显示系统中，火警状态图通过心用画面显示。(三)热轧主要设备1.主要机械设备(1)热轧设备分类根据用途的不同，轧钢机械可分为两大类：主要设备和辅助设备。4主要设备是使金属在旋转的轧辊中产生塑性变形（即轧制）的机械，一般称为主机列，简称轧钢机。主机列的类型和特征标志着整个轧钢车间的类型和特征。辅助设备是指主机以外，用来完成其他一系列辅助工序的机械。辅助设备数量大、种类多，对整个轧钢车间的生产率、产品的品种、质量、机械化自动化程度和改善工人的劳动条件都具有重要意义。车间自动化程度愈高，辅助设备的