大型环形加热炉炉底运行精度测量方法

摘要

本发明提供一种大型环形炉炉底运行精度测量方法，首先以环形炉内侧48个支撑辊为参照确定12个“固定标点”做为测量基准点；然后，再从炉底钢结构上，根据定心辊分布情况，做好26个“活动标点”；接着利用“固定标点”与“活动标点”对炉底径向偏移进行测量。通过分析采集的数据，可以对定心设备进行有针对性的调整，保证定心辊的受力均匀。本发明的效果是该方法可以全面测量环形炉的炉底偏移量，以保证环形炉炉底的运行精度稳定可靠，杜绝炉底在旋转时因径向偏移失控而和炉墙发生干涉的现象。通过此种方法可以使炉底运行精度一直保持在±10mm以内。并且使用简便易操作的测量方法，能够解决特大型环形加热炉的测量和调整问题，并取得了可观的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金企业中大型环形加热炉设备运行精度的测量，特别是一种大型环形加热炉炉底运行精度测量方法。

背景技术

环形加热炉是冶金行业不可缺少的加工设备，特别是对于管材加工行业更显其重要。炉底设备运行的好坏，直接关系到环形加热炉系统的故障率以及炉子的使用寿命。其工作原理如图1所示：环形炉依靠自身旋转使坯料均匀受热，在炉底外径方向上均布着液压马达1，驱动固定在炉底外径上的柱形齿条2，使炉底钢结构4转动，定心辊8由内向外对炉底钢结构定心保证其运行精度。因环形加热炉的炉底钢结构与炉墙17的坯缝很小，在惯性力和离心力的作用下，炉底钢结构上的耐火材料3会随炉底钢结构漂移，很容易与炉墙发生干涉，直接影响环形加热炉的使用寿命，此时需要对环形加热炉运行精度进行调整，在进行调整时找准测量基准是非常关键的工作。如果设备安装时的唯一测量基准标点(炉底中心点)因未能妥善保护而缺失，对炉底旋转偏差进行测量将会造成困难，或者由于环形炉中间密集的设备遮挡视线，即使找到中心点也很难对其进行直接的全面测量。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种大型环形加热炉炉底运行精度测量方法，可以对炉底的运行精度进行很好的监控，对环形炉运行精度超差状况进行精确掌握，同时进行相应调整来保证环形炉的运行精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种大型环形加热炉炉底运行精度测量方法，该方法包括以下步骤：

①、首先核实环形炉炉底中心点

a、确定环形炉炉底的“固定标点”位置

以环形炉内侧的支承辊12为基准，在距离内侧支承辊侧面一定的垂直距离的基础上，沿圆周方向均布多个用不锈钢板制做的固定标点记号14；

b、核实炉底中心点

从固定标点A1-A12中的任选三个点，用经纬仪等仪器对环形炉炉底中心点进行核实；

②、然后测量环形炉炉底运行时的径向偏差

a、确定26个“活动”标点位置

用不锈钢板制做多个标记，然后在距离耐磨板侧面一定的垂直距离的基础上，沿圆周方向均布焊接在环形炉炉底钢结构4上，做为活动标点13；

b、测定环形炉在静止状态下同一直径上的二个活动标点所对应的耐磨板间距的径向偏差；

任取环形炉炉底同一圆周直径上的两个固定标点Ax、Ay作为测量炉底自身误差数据的基准点，当炉底钢结构上处于同一炉底圆周直径上的一对活动标点X、Y转到这两个基准点所在的直径并且环形炉停止转动后，分别测得此时二个活动标点所对应的耐磨板9侧面到各自接近的基准点的实际垂直距离dx、dy，然后每个活动标点所对应的耐磨板到炉底中心线的实际距离与理论距离的偏差(Wx)、(Wy)，用以下公式计算：

Wx＝rx-R＝dx+N-(D+N)＝dx－D，Wy＝ry-R＝dy+N-(D+N)＝dy-D

然后再用以下公式计算同一直径上的活动标点所对应的二个耐磨板间距的径向静态偏差Wx&y：

Wx&y＝Wx＋Wy＝dx＋dy-2D

c、进行环形炉炉底运行时的径向偏差的测量

环形炉在旋转时测得每对活动标点经过每一对固定标点时所对应的耐磨板侧面到炉底中心线距离的实际值d′_x、d′_y，利用上步测得的对应的Wx、Wy的值根据以下公式计算环形炉炉底每对活动标点所对应的运行径向偏差Px&y：

Px&y=(d′_x-D+Wx)+(d′_y-D+Wy)=d′_x+d′_y-2D+Wx&y

本发明的效果是通过实施该测量方法，保证了环形炉的运行精度，无需精密测量仪器，并且使用简便易操作的测量方法，能够解决特大型环形加热炉的测量和调整问题，并取得了可观的经济效益，使环形炉的管理步入科学化的轨道。

附图说明

图1为本发明的环形炉支承辊底座与定心辊底座相对位置示意图；

图2为本发明的环形炉炉底标点相对位置示意图；

图3为本发明的环形炉炉底标点分布图；

图4为本发明的环形炉炉底运行偏差测量示意图；

图5为本发明的定心辊调整示意图。

图中：

1、液压马达  2、齿条  3、耐火材料  4、炉底钢结构5、外侧支承辊  6、支承座  7、支承辊处耐磨板  8、定心辊9、与定心辊接触的耐磨板  10、定心辊支承座11、环形炉炉底中心线  12、内侧支承辊  13、钢结构上的活动标点14、固定标点  15、磁力线坠  16、水封槽17、炉墙  20、挡块  21、底座螺栓外侧支承辊  ○内侧支承辊  ▲活动标点  ■固定标点C、炉底中心点1#-26#、活动标点的标号

A1-A12、固定标点的标号

Ax，Ay、处于同一炉底圆周直径上的一对固定标点

X，Y、处于同一炉底圆周直径上的一对活动标点

18.1活动标点X所对应的耐磨板侧面在环形炉静止时的实际位置

18.2活动标点Y所对应的耐磨板侧面在环形炉静止时的实际位置

19.1活动标点X所对应的耐磨板侧面在环形炉炉底旋转时的实际位置

19.2活动标点Y所对应的耐磨板侧面在环形炉炉底旋转时的实际位置

D：耐磨板侧面到固定标点垂直距离的理论参考值，D＝200mm。

R：耐磨板侧面到炉底中心线距离的理论参考值，R＝43.470m。

dx：环形炉处于静止状态时，标点X对应的耐磨板侧面到固定标点Ax垂直距离的实际值

dy：环形炉处于静止状态时，标点Y对应的耐磨板侧面到固定标点Ay垂直距离的实际值

rx：环形炉处于静止状态时，标点X对应的耐磨板侧面到炉底中心线的实际值

ry：环形炉处于静止状态时，标点Y对应的耐磨板侧面到炉底中心线的实际值

d′_x：环形炉在旋转时，标点X对应的耐磨板侧面到固定标点Ax垂直距离的实际值

d′_y：环形炉在旋转时，标点Y对应的耐磨板侧面到固定标点Ay垂直距离的实际值

r′_x：环形炉在旋转时，标点X对应的耐磨板侧面到炉底中心线的实际值

r′_y：环形炉在旋转时，标点Y对应的耐磨板侧面到炉底中心线的实际值

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的大型环形加热炉炉底运行精度测量方法加以说明。

本发明的大型环形加热炉炉底运行精度测量方法，所要达到的目标：测定炉底运行径向偏差，同时对超出范围的偏差进行调整，将最大偏差控制在允许范围内(±10mm)。该方法包括以下步骤：

①、首先核实环形炉炉底中心点。

a、确定环形炉炉底12个“固定标点”位置

如图2所示，以环形炉48内侧个支承辊12为基准，在距离内侧支承辊侧面400mm的垂直距离的基础上，沿圆周方向每隔30°角用不锈钢板制做12个固定标点记号14。固定标点分布如图3所示。

b、核实炉底中心点

从12个固定标点(图3中A1-A12)中任选三个点，用经纬仪等仪器对环形炉炉底中心点进行核实。

②、然后测量环形炉炉底运行时的径向偏差。

a、确定26个“活动”标点位置

如图2所示，用不锈钢板制做26个标记，然后在距离耐磨板侧面125mm的垂直距离的基础上，沿圆周方向均布焊接在环形炉炉底钢结构4上，做为活动标点13，活动标点间隔为5.27米(以弧长计)。活动标点分布如图3所示。

b、测定环形炉同一直径上的二个活动标点所对应的耐磨板间距的径向静态偏差

如图4所示，取在同一圆周直径上的两个固定标点Ax、Ay，作为测量炉底自身误差数据的基准点，当炉底钢结构上4处于同一炉底圆周直径上的一对活动标点X、Y(共有13对)转到这两个基准点所在的直径并且环形炉停止转动后，分别测得此时二个活动标点所对应的耐磨板侧面到各自接近的基准点的实际垂直距离dx、dy，每个活动标点所对应的耐磨板到炉底中心线的实际距离与理论距离的偏差Wx、Wy分别为：

Wx＝rx-R＝dx+N-(D+N)＝dx－D，Wy＝ry－R＝dy+N-(D+N)＝dy-D

然后根据以下公式计算每对处于同一直径上的活动标点所对应的二个耐磨板间距的径向静态偏差为：

Wx&y＝Wx+Wy＝dx+dy-2D

测得每一对同一直径上活动标点所对应的静态偏差如下表所示(都以同一对同一炉底圆周直径上的固定标点为基准)：

  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13X1#26#  25#24#  23#  22#  21#  20#  19#  18#  17#  16#  15#  Wx  +2  +3  +3  +5  +4  +2  +2  -2  -4  -3  -1  -2  -2Y14#13#  12#11#  10#9#8#7#6#5#4#3#2#  Wy  +3  +2  +6  +6  +3  +1  +3  +3  +5  +4  +3  -1  -2Wx&y+5+5  +9+11  +7  +3  +5  +1  +1  +1  +234

c、进行环形炉炉底径向运行偏差的测量

测得环形炉在旋转时，每对活动标点经过每一对固定标点时所对应的耐磨板侧面到炉底中心线距离的实际值d′_x、d′_y。

根据以下公式计算环形炉炉底每对活动标点所对应的径向运行偏差Px&y：

Px&y＝(d′_x-D＋Wx)＋(d′_y-D＋Wy)

24#和11#活动标点、15#和2#活动标点分别是炉底对角方向上变形较大的两对标点，具有代表性。这2对标点在不同固定标点处的运行径向偏差如下表所示：

注：由上表可知炉底运行偏差最大为±18mm。超过允许±10mm的范围。

d、分析数据，调整定心辊

如图5所示：针对环形炉炉底运行状态及定心辊8自身受力情况，经过多次测量定心辊与耐磨板9的接触情况，确定了对部分定心辊支撑座10进行调整，以期将定心辊的受力调整到最佳运行状态。

调整后的径向偏差如下：

  A1、A7  A2、A8  A3、A9  A4、A10  A5、A11  A6、A12  P_24#&11#  ±3  ±6  ±1  ±5  ±4  ±3  P_15#&2#  ±8  ±5  ±5  ±8  ±6  ±4

由以上可知，环形炉炉底在调整后的最大误差值±8mm。低于±10mm的允许范围，证明调整后炉底旋转误差已得到控制。

因为活动标点会随炉底钢结构一起旋转，因此图中以1#、14#活动标点转到A1、A7所确定的直线上时为例。