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1大型轧机安装工法中国二十冶建设有限公司曹国良刘光明李玉玲史涛沈汉1前言现代化大型轧机是轧钢厂轧制工艺线上的核心设备，它决定产品的产量和质量。随着科学技术的进步和国家建设的发展需求，对产品的产量、规格、材质、质量要求越来越高，2000年后，大量的轧钢厂迅速建成。大型轧机设备的安装经过十几年的不断实践，形成了比较成熟的轧机安装新工艺，实际应用中取得了较理想的效果。《大型轧机设备安装施工新技术》荣获中冶科工集团科学技术成果奖；《轧机牌坊垂直和平行度测量装置》获得国家实用新型专利。该工法是依据上钢一厂1780热轧、宝钢1800冷轧、1880热轧带钢工程等并综合以往经验基础上编制而成。2工法特点2.1可调式灌浆垫板的质量控制技术大型重载的轧机底座，其可调式灌浆垫板群安装质量要求高，包括垫板面积的计算，灌浆试块配合比的试验，灌浆试块抗压强度检验以及灌浆垫板群标高和水平的控制。2.2有效控制积累误差对于多机架连轧机安装，无论是轧机底座，还是轧机机架安装，一般从中间一台轧机开始安装，其中心线、标高和水平皆以此为基准，顺序安装相邻轧机，有效地控制了安装的积累误差。2.3预控技术2.3.1基础预压:设备未安装之前,用钢坯或自身设备进行预压,其目的是加速基础沉降。如轧机基础采用大型BOX基础施工工艺，安装前不需预压，简化了轧机安装的工序，缩短了安装周期。2.3.2在轧机基础四周埋设沉降观测点，定期观测设备基础的沉降变化情况，作好观测记录并绘制沉降曲线图。根据观测记录、沉降曲线图及微观检查变化情况，确定是否进行二次调整。2.4双机抬吊技术对于超重的机架，采用双机抬吊配合专用吊具吊装技术，安全可靠，既规范了吊装2作业，又提高了吊装效率。2.5高精度的检测和测量技术采用了声（光）法测量技术和激光对中检测技术，保证了安装精度，使轧机的水平度、垂直度、同心度和平行度安装偏差控制在0.04mm/m之内。应用了“液压螺母拉伸器”工具，使用安全、方便、可靠，保证了地脚螺栓的紧固力和紧固力矩。3适用范围该工法主要适用于钢坯轧机、板带轧机、带材连轧机、中厚板轧机、平整机、多辊轧机、型钢连轧机、穿孔机机械设备的安装。4工艺原理4.1可调式灌浆垫板首次实现了垫板安装的可调性，使垫板的安装精度较容易实现；流动灌浆取代了座浆，简化了施工程序，大大减少了安装工作量，有着极强的应用及普及前景。1垫板的安装实现了可调性；2垫板的多孔排气性能保证了垫板与混凝土的接触面积；3首次采用了螺旋调节方式，提高了垫板的安装精度；4螺杆的固定采用了无辅料的锚固方式；5可采用不同的灌浆材料；7垫板施工过程中环境适应性强，易操作，成型快；应用领域广，便于普及和推广；4.2宝钢集团一钢公司1780mm热轧工程主轧线大型BOX基础是坐落于群桩之上的大面积深基础，长428.4m，横宽81～110m，深度-9.6～-14m，底板厚度1.5m，混凝土总量13.2万m3，面积3万m2的超长超宽大型箱型基础，采用不留伸缩缝，不设后浇带，无特殊材料，只采用普通混凝土“分块跳仓浇筑结合综合技术措施”施工工艺。箱型整体基础体积大、承载面积大，轧机本体重量相对基础来讲非常小，对基础沉降的影响微乎其微，基本不会产生偏沉现象。轧机及其辅助设备均在同一块基础上，整体沉降不会影响设备之间的配合精度，因此设备安装可不考虑基础的沉降，简化了安装程序。4.3对于连轧机安装，以中间一台轧机安装后的标高、中心线及水平度为基准，分别安装前后相邻的轧机，以此类推，在水平度安装中避免水平偏差在同一方向。上述安装工艺可以减少安装中的积累误差，保证安装的质量。4.4双机抬吊技术，解决了单台行车起重能力及起吊净空不够的问题，提高了机架吊装3的安全性，稳定性。1予留起吊坑，减小了厂房的高度；2两台行车抬吊，可配备较小的行车；3吊装夹具的应用，使吊装变得简单易行；4.5单机架的调整技术，使轧机安装灵活机动，轧机间互相不影响。采用了声（光）法测量技术和激光对中检测技术，保证了轧机安装精度。5施工工艺流程及操作要点5.1安装程序支撑辊轨道安装换辊车及油缸安装轴支承架安装齿轮机座安装工作辊轨道安装液压润滑管道安装油膜轴承组装支撑辊组装工作辊组装板形仪安装传动轴安装电机安装电机润滑配管机体配管压下装置安装平衡装置安装斜楔调整装置安装带钢夹紧装置安装测厚测张装置安装垫板点焊、二次灌浆基础验收中心标板及基准点埋设施工准备垫板安装底座安装机架机架安装上下横梁安装机架调整机架检查验收酸洗、冲洗设备单体试车无负荷联动试车负荷联动试车45.2操作要点5.2.1基础检查验收1设备基础强度必须符合设计技术文件要求。2测量基础坐标位置、标高及测量地脚螺栓（孔）的坐标位置和标高均应符合设计要求。3检查设备基础表面和地脚螺栓预留孔中的模扳、碎石、泥土、积水等是否清除干净；检查直埋地脚螺栓的螺纹和螺母是否保护完好。4检查地脚螺栓预留孔的底标高和垂直度是否符合设计技术文件要求；检查T型地脚螺栓预留孔中预埋件的标高和方口尺寸是否符合设计技术文件要求；检查方口的方向是否一致。5地脚螺栓的型号、规格、数量必须符合设计技术文件要求。6检查T型地脚螺栓方头尺寸及标记是否符合设计技术文件要求。5.2.2中心标板、基准点的设置设备基础交接后，根据土建交工线，按中心标板及基准点布置图进行埋设工作，埋设永久中心标板及基准点是轧机安装过程中的重要环节之一，遵循安装检测使用方便、有利于保持而不被毁坏、刻划清晰容易辨认的原则认真实施。测量放线、投点工作分测量实施和校核两组人员完成，以确定中心线位置，基准点的准确性。5.2.3灌浆垫板施工1垫板的承压面积和接触面积应符合规范要求。垫板规格根据经验及公式计算得出，垫板需经精加工或研磨，以确保其接触面积。2根据垫板的大小钻设合适的排气孔。保证灌浆时垫板底部空气的排出，提高垫板与浇筑料的接触面积。3焊接垫板固定调节板，根据垫板大小可采用三爪或四爪固定的方式。4按垫板布置位置钻设调节螺栓固定孔。按准备的固定螺栓大小钻孔，钻孔要在设备基础凿麻前进行，由于基础表面没有受破坏，钻孔定位和钻制较为容易。5基础凿麻面，将混凝土基础的浮浆面全部凿掉，露出混凝土新茬为宜。6安装灌浆垫板，将垫板与调节螺栓连接，用水准仪测量灌浆垫板上表面标高，调至设计规定的范围，再用精密水平仪测量垫板的水平度，水平度的调整主要靠调节螺栓的上下两个螺母进行，经复查标高、水平度无误，方可进行垫板的灌浆。安装灌浆垫板见图5.2.3。55.2.4轧机底座安装底座分入口侧和出口侧，底座安装应以出口侧为基准（包括标高、中心线、水平度）。通过基准点和长平尺、水平仪、内径千分尺或精密水准仪确定底座上平面的标高。检测底座中心位置及相对轧机中心线平行度和两底座间平行度时，应以底座与机架接触的垂直面为基准。安装入口侧底座时，按两底座间设计尺寸放大1～1.5mm，以便于机架安装之用（机架就位后再将入口侧底座向出口侧靠紧）。两底座纵横中心位置、标高、水平度等调整好后，逐个进行地脚螺栓的紧固。底座安装好后如果不马上安装机架，应在底座上面涂上一层防锈油，并贴上中性纸加以防护以免生锈。1、单机架轧机底座测量方法见图5.2.4-1：62、连轧机底座测量方法见图5.2.4-2:5.2.5机架安装在轧机安装工程中，机架（即轧机牌坊）的吊装、就位是重点和难点，在施工中往往要针对其编制专项吊装方案。依上钢一厂1780热轧工程为例，粗轧机牌坊的单重为160t，精轧机牌坊的单重为128t，超出车间行车的额定起吊能力范围,该工程结合现场的实际情况，采用双机抬吊技术。在土建施工阶段，选择既有利于土建施工，又便于机架吊装的位置预留吊装坑，此方法解决了行车的起吊空间不能满足起吊高度的难题。机架安装时先吊装传动侧机架，并以此机架为基准，以保证轧辊驱动装置的安装精度。当机架吊放到底座上时，使支腿侧面靠紧出口侧轨座的侧面，接触严密，要确认从轧制中心线到机架间的尺寸及接触面积、机架的垂直度。操作侧机架就位时要比设计尺寸大1～2mm，以便于上下横梁的安装。上下横梁就位时应先吊下横梁后吊上横梁，横梁紧固时要先紧固传动侧然后将操作侧机架向轧制线方向移动，使上下横梁接触面靠紧并将连接螺栓紧固。调整入口侧轨座向轧机中心线方向移动使轨座与机架支腿侧面紧密接触并紧固地脚螺栓。轧机机架中心线的检查,应以机架窗口中心线为基准,机架窗口面垂直度、机架窗口侧面垂直度、机架窗口底面水平度、两机架窗口底面水平度、机架窗口在水平方向扭斜、两机架窗口中心线的水平偏斜、轧制中心线偏移、机列中心线偏移、连轧机相邻两机架平行度等其检测方法如下：1机架垂直度检测方法见图5.2.5-1：72机架水平度的检测方法见图5.2.5-2：3牌坊窗口面的扭斜和水平偏斜的检测方法见图5.2.5-3：84轧制中心线偏移和机列中心线偏移的检测方法见图5.2.5-4：5牌坊和底座的综合检测方法见图图5.2.5-5：96调整检查应注意：1）检测轧机轧制中心线偏移和机列中心线偏移时，挂设的测量钢线高度宜与轧制中心线标高基本一致。2）机架垂直度检测时，为确保检测数值的准确，宜将挂铅垂线用的重锤浸没在盛机油的容器内。检查机架窗口面垂直度以出口侧为准，但宜兼顾入口侧。检查机架侧面垂直度以传动侧为准，但宜兼顾操作侧。3）用内径千分尺检查机架垂直度、机架窗口面的扭斜和水平偏斜、连轧机相邻两机架平行度时宜采用耳机或灯光，以保证检测的精确度。4）有关精度项目的计算方法如下：①单片机架窗口面在水平方向的扭斜：1Lba、2Ldc②同一轧机两机架窗口中心线的水平偏斜：Ldcba22③轧制中心线偏移：入口侧偏移量：2eE，出口侧偏移量：2fF（两侧偏移方向应一致）④机列中心线偏移：10操作侧（或传动侧）：222baBA，传动侧（或操作侧）：222dcDC（两侧偏移方向应一致）⑤连轧机相邻两机架平行度:LBB21（L为两测量点间的距离）5.2.6轧辊调整装置安装轧辊调整装置安装应在轧机底座和机架已安装定位、地脚螺栓和机架各部连接螺栓已全部紧固，并达到设计文件或规范的要求后进行。1电动压下装置安装1）压下螺杆和螺母机外组装前要清洗检查润滑油路畅通，内部清洁，装配时要检查压下螺杆和螺母的间隙应符合技术文件规定。2）压下螺母与压下螺杆装配后往机内安装时，宜在机内设置链式起重机配合车间行车吊装。压下螺母安装到机架上后，应用0.05mm塞尺检查压下螺母与机架镗孔端面接触间隙，四周70%不入，局部间隙允许0.05mm。3）蜗轮蜗杆传动减速器装配时，要检查齿侧间隙、齿顶间隙、齿啮合接触面积和传动轴轴向串动量，应符合技术文件或《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231的要求。减速器各部密封良好。2液压压下装置安装液压油缸宜在机外安装在平衡架上并采取临时固定措施后再安装。往机架上安装时，可利用已经安装好的支承辊换辊装置的滑车作为运送工具，将它们运入到机架内。然后利用设置在机架上的链式起重机配合车间行车吊装就位。3上支承辊平衡装置安装安装程序为：平衡油缸安装→上横梁安装→连杆安装→下横梁安装4斜楔式下辊调整装置安装1)斜楔式下辊调整装置一般均为整体到货。安装时，宜利用已经安装好的支承辊换辊装置的滑车将其运入机架内，然后利用设置在机架上的链式起重机将其吊起并退出换辊滑车，最后安装就位。2)斜楔式下辊调整装置安装固定后，应检查上平面在轧机机列中心线方向的水平度。不水平度若过大，应拆卸开两正反丝杠间的联轴器，单独旋转一侧的丝杠以调整单侧斜楔的位置，将上平面水平度调整到≤0.10/1000，最后连接好联轴器。3)安装时要清洗干净各安装面、滑动面，并保持清洁。115.2.7轧机主传动装置安装对于整体到货且出厂前经过试运转验收合格的减速机、齿轮机座，可不做解体检查。二手设备经整修验收合格且附有整修记录的，安装时可以不再做解体检查。安装时只需进行中心位置、标高、水平度的调整定位及其两者间联轴器的定心。解体到货的齿轮机座、主减速机，按下述方法进行安装。1齿轮机座安装齿轮机座的箱体就位后在进行中心位置、标高、水平度检查调整时，标高