专利名称：步进式加热炉水梁热态安装方法
技术领域：
本发明涉及步进式加热炉水梁在热态即模拟工作状态下的安装方法。
背景技术：
加热炉是工业炉窑的一大类别，是指被加热的物料在炉内基本不发生物态变化和 化学反应的炉子，它是一个复杂的热工设备，其中水梁部分是加热炉的心脏部分。水梁是依 靠炉底机械的有序运动来支撑坯料在加热炉内部逐步地从炉尾移动到炉头，并且使坯料达 到规定的温度后出炉。水梁工作状态是在1250°C的炉膛内工作，因其有保温绝热层，其内在 温度依然在273°C状态下工作。如何解决水梁高温状态下膨胀问题是施工过程的难点，现在 的施工技术就是根据膨胀量，利用外力的力量将膨胀量预留，以目前比较流行、常见的的五根立柱情况的安装方式为例，如图3 首先定位1#立柱，对好口以后焊接，然后拉2#立柱，到达规定尺寸进行焊接，然后 拉伸3#立柱到规定尺寸进行焊接，然后拉伸4#立柱到达规定尺寸进行焊接，此时5#双柱 应该是在自然状态下将三通3与立柱对口然后焊接。同样拉伸前需要保证立柱间间距为设 计尺寸，拉伸和焊接需要保证水梁1的标高，因为在焊接和拉伸时标高要出现变化，这种变 化需要找到规律然后进行预留。实践证明，这种冷拉的安装方法，存在以下弊端1、因需用外力拉拽，必须保证水梁立柱有一定的高度，如果高度不够，很难在弹性 内预留拉伸量，这个高度直接影响炉体的整体体积，以及炉膛内的有效过热容积。从而无形 加大了加热炉的投资成本和使用过程中的大量能源的浪费。2、是很难保证将来水梁在炉内工作状态时的立柱垂直度，从而不能保证水梁及其 立柱是真正承受正压力。3、是在施工过程中很难进行过程的检查验收。
发明内容
本发明的目的提供一种步进式加热炉水梁热态安装方法，可以直接客观的进行水 梁立柱的安装，避免当前安装方法的种种弊端。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是步进式加热炉水梁热态安装方法，采用加热保温箱和温度控制系统完全模拟水梁 在273士 10°C下进行水梁及立柱的组焊方法，其操作过程步骤如下1)精确测量水梁上横梁到三通口间的高度Δ h，按照设计要求确定双管立柱的上 顶标高a，在确认双管立柱的垂直度在偏差士 1. 0mm，标高在偏差士 1. Omm范围内后，将双管 立柱与上支撑板、下支撑板焊接在一起；2)计算各三通口间水梁受热伸长量，χ = Ι^λ，式中λ为膨胀系数，L为水梁三通 口间距；3)以双管立柱为中心，按L+x值对应确定其它立柱间中心距，在依次确认立柱的中心距在偏差士2. 0mm，垂直度在偏差士 1.0mm，标高在偏差士 1.0mm范围内后，将所有立柱 上支撑板、下支撑板与立柱全部焊接在一起；4)焊接完成后，检查各立柱间中心距，垂直度和标高，如尺寸超出偏差的要求，要 对超差尺寸进行校正；5)将加热箱设置在水梁上，三通口露在外，电加热带设置在水梁的前后，用起重设 备对吊耳多点同时起吊，吊至立柱上方；6)将水梁加热到273士 10°C，升温速度2 2. 3°C /分钟，当三通口与立柱中心距 小于2mm时，开始保温，当三通口与立柱完全对口后，将水梁降下，三通口与立柱上芯管配 合后进行焊接；7)当水梁三通口与所有立柱焊接完成后，进行水梁保温，温度为200 240°C，保 温时间50 100分钟，保温结束后，待水梁自然冷却到100°C以下后，拆除加热箱。步骤5中所述的加热箱可分段设置，分段控制，以保证加热效果。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明使水梁及其立柱承受正压力效果 显著，明显增加了使用寿命，消除了冷态拉伸状态下的焊接应力，对中尺寸好，保证了立柱 的工作状态下的垂直度，并且在施工过程中能够有效地消除水梁的制作误差。
图1是本发明实施结构示意图；图2是水梁升温结构图；图3是现有技术安装方法示意图。图中1-水梁2-立柱3-三通口 4-上支撑板5-下支撑板6_芯管7_加热箱8_电 加热带9-吊耳
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明步进式加热炉水梁热态安装方法，采用加热保温箱和温度控制系统完全模拟水梁 在273士 10°C下进行水梁及立柱的组焊方法，其操作过程步骤如下1)精确测量水梁1上横梁到三通口 3间的高度Δ h，对照图纸确定双管3#立柱2 的上顶标高a，在确认3#立柱的垂直度在偏差士 1.0mm，标高在偏差士 1.0mm范围内后，将 3#立柱2与上支撑板4、下支撑板5焊接在一起；2)计算各三通口间水梁1受热伸长量，χ = Ι^λ，式中λ为膨胀系数，L为水梁三 通口间距；3)以双管3#立柱为中心，按L+x值对应确定其他立柱间中心距，在依次确认立柱 的中心距在偏差士2. 0mm，垂直度在偏差士 1.0mm，标高在偏差士 1.0mm范围内后，将所有立 柱上支撑板4、下支撑板5与立柱2全部焊接在一起；4)焊接完成后，检查各立柱间中心距，垂直度和标高，如尺寸超出偏差的要求，要 对超差尺寸进行校正；5)将加热箱设置在水梁上，三通口露在外，电加热带设置在水梁的前后，用起重设 备对吊耳多点同时起吊，吊至立柱上方；见图2，通过电加热带8的加热，达到水梁1的延展伸长，并且通过电加热带8内部的热电偶与控制系统相连，将内部温度及时准确的传递到 控制系统中。加热箱可分段设置，分段控制，以保证加热效果。6)将水梁加热到273士 10°C，升温速度2 2. 3°C /分钟，当三通口与立柱中心距 小于2mm时，开始保温，当三通口与立柱完全对口后，将水梁降下，三通口 3与立柱2上芯管 6配合后进行焊接；7)当水梁三通口与所有立柱焊接完成后，进行水梁保温，温度为200 240°C，保 温时间50 100分钟；保温结束后，待水梁自然冷却到100°C以下后，拆除加热箱。见图1，该实施例以六段水梁立柱来描述水梁加热方法的安装过程1)精确测量水梁1上横梁到三通口 3间的高度Ah，Ah这个尺寸也需要进行现 场复测，因为有制作误差，从而影响标高的找正。对照图纸确定双管3#立柱2的上顶标高 a,在确认3#立柱的垂直度在偏差士 1. Omm,标高在偏差士 1. Omm范围内后，将3#立柱2与 上支撑板4、下支撑板5焊接在一起；2)计算各三通口间水梁1受热伸长量，χ = Ι^λ，式中λ为膨胀系数，L为水梁三 通口间距；水梁横梁三通的现场测量尺寸是2590mm/2593mm/2591mm/2593mm/2592mm，标准 尺寸为2592mm，公差为士 1. 5mm。膨胀系数λ= 3mm/m,伸长量计算 χ = 3mm/mX2. 6m = 7. 8mm.水梁立柱的柱间尺寸为260 lmm/2599mm/2598mm/2600mm/2601mm，标准尺寸为 2600mm,公差为士 2mm。 对于1#立柱，制作误差为2590-2592 = _2mm。安装误差为洸01_2600= +1mm。垂直度超差+3mm所以该立柱对口总偏差为Δ = +3-(-2) = 5mm.也就是需要将1#立柱根部加热， 然后急剧冷却将5mm偏差消除。我们应该首先用卡钳或者角尺精准测量出每一个三通口水口到横梁垫块间的高 度，也就是Ah。根据Ah这个尺寸，对照图纸尺寸，确定水梁双管立柱的上顶标高a，此时 我们应该将双管立柱上支撑板找正，点焊固定然后焊接，对照图纸尺寸，调整双管立柱横纵 中心线和垂直度，在确定该水梁立柱的标高、中心线和垂直度以后，符合图纸尺寸然后将 上支撑板和立柱四周点焊，同时将下支撑板与立柱焊死固定。此时我们应该将双管立柱 的上下支撑板与立柱完全焊接，焊接结束后我们再次检查立柱的垂直度和标高，垂直度为 士 1. Omm,标高 士 1. Omm03)以双口立柱为中心，对照实际测量的水梁横梁三通口间的距离，大出7. 8mm，也 就是立柱间的间距比水梁横梁三通口间的距离大出7. 8mm，按照这个步骤，将其他立柱的中 心线、标高和垂直度找正符合要求后，将所有立柱上下支撑板与立柱全部焊接完成。4)如果焊接后垂直度超差，采用火焰校正方法进行消除。此时我们将所有复检资 料形成文字性文件留档备查多方签字后我们准备加热焊接。5)焊接前，将加热箱设置在水梁上，三通口露在外，电加热带设置在水梁的前后， 用起重设备对吊耳多点同时起吊，吊至立柱上方；见图2，通过电加热带8的加热，达到水梁1的延展伸长，并且通过电加热带8内部的热电偶与控制系统相连，将内部温度及时准确的 传递到控制系统中。加热箱可分段设置，分段控制，以保证加热效果。用门架将水梁横梁水平吊起，放置于六根立柱上方，用准备好的两个门架支架上 的链葫芦将横梁吊起，将其他四个门型支架放置在每根立柱旁边，挂好链葫芦后，同时升起 放到距离立柱芯管管口上50毫米停止，用铁板将立柱双口管的四周与横梁双管卡住，使之 前后左右在同一线上。准备加热。6)开始加热到横梁伸长到横梁水梁口与立柱芯管不发生干涉时，六个门型支架上 的链葫芦同时缓慢下降到距离立柱管口 5-10mm范围内，将加热器逐步升温到273士 10°C 时，升温速度2 2. 3°C /分钟，进行保温，在此之间安排专人控制温度箱，控制每一个立柱 与横梁口是否加热到位，控制横梁水口与立柱口对口还有2mm，停止加热进行保温，在保温 状态下观察横梁与立柱完全对口后，进行对口，此时还应该考虑标高，标高应该在测量仪器 的监控下进行找正，在保证标高和对口成型下进行焊接。如果与测量数值不一致，用链葫芦 拉到横梁水口处进行焊死。7)焊口完全焊完后，进行横梁保温，温度为200°C -240°C之间，一般的环境温度 20°C左右时保温时间60分钟，环境温度5°C左右时保温时间90分钟，然后逐步降温，降到 IOO0C以下后，方可将保温箱拆除。采用本工法施工后，立柱纵向和横向垂直度为0. 5毫米，立柱与炉子中心线偏差 为0.5毫米，顶部标高控制在了 士 1毫米之内，安装精度全部达到了设计要求。水梁焊接 全部按100%比例进行无损检测，一次检测合格率在99%以上。水梁系统冲洗打压达到了 被清洗金属表面清洁、无点蚀，无二次锈蚀产物，用腐蚀指示片测量的金属平均腐蚀速率为 5g/(m2.h)，腐蚀总量为50g/m2.冲洗打压一次合格。可见，通过加热水梁的方式，使水梁在 水平方向进行延展伸长。从而达到与立柱对口的垂直度，并且真正模拟了水梁的工作状态。 对水梁的高度没有特殊要求。
权利要求
1.步进式加热炉水梁热态安装方法，其特征在于，采用加热保温箱和温度控制系统完 全模拟水梁在273士 10°C下进行水梁及立柱的组焊方法，其操作过程步骤如下1)精确测量水梁上横梁到三通口间的高度Ah，按照设计要求确定双管立柱的上顶标 高a，在确认双管立柱的垂直度在偏差士 1. Omm,标高在偏差士 1. Omm范围内后，将双管立柱 与上支撑板、下支撑板焊接在一起；2)计算各三通口间水梁受热伸长量，x= L* λ，式中λ为膨胀系数，L为水梁三通口间距；3)以双管立柱为中心，按L+x值对应确定其它立柱间中心距，在依次确认立柱的中心 距在偏差士2. 0mm，垂直度在偏差士 1.0mm，标高在偏差士 1.0mm范围内后，将所有立柱上支 撑板、下支撑板与立柱全部焊接在一起；4)焊接完成后，检查各立柱间中心距，垂直度和标高，如尺寸超出偏差的要求，要对超 差尺寸进行校正；5)将加热箱设置在水梁上，三通口露在外，电加热带设置在水梁的前后，用起重设备对 吊耳多点同时起吊，吊至立柱上方；6)将水梁加热到273士10°C，升温速度2 2. 3°C /分钟，当三通口与立柱中心距小于 2mm时，开始保温，当三通口与立柱完全对口后，将水梁降下，三通口与立柱上芯管配合后进 行焊接；7)当水梁三通口与所有立柱焊接完成后，进行水梁保温，温度为200 240°C，保温时 间50 100分钟，保温结束后，待水梁自然冷却到100°C以下后，拆除加热箱。
2.根据权利要求1所述的步进式加热炉水梁热态安装方法，其特征在于，步骤5中所述 的加热箱可分段设置，分段控制，以保证加热效果。
全文摘要
本发明涉及步进式加热炉水梁在热态即模拟工作状态下的安装方法，其特征在于，采用加热保温箱和温度控制系统完全模拟水梁在273±10℃下进行水梁及立柱的组焊方法，其操作过程步骤如下1)确定双管立柱的垂直度，标高，将双管立柱焊接固定；2)计算水梁受热伸长量；3)以双管立柱为中心，按伸长量对应确定其他立柱间中心距，将所有立柱焊接固定；4)焊接完成后，对各立柱间超差尺寸进行校正；5)设置加热箱；6)加热水梁，配合焊接；7)保温，冷却。加热箱可分段设置，分段控制。本发明的有益效果是明显增加了使用寿命，消除了冷态拉伸状态下的焊接应力，并且在施工过程中能够有效地消除水梁的制作误差。
文档编号F27D3/12GK102062532SQ200910219790
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者刘传海, 尹长生, 徐世鸿, 李晓玲, 武振海, 王贤权, 邵波 申请人:鞍钢建设集团有限公司