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摘要：硅钢连续退火炉是一种卧式连续退火工业炉，连续退火炉长度一般在200m-300m之间，气密试验采取整体实验时，炉膛体积较大每次充气时间长压力上升慢、炉膛内压力小造成泄漏点泄漏量小，喷洒肥皂水查漏效果不明显。对泄漏点补焊、加胶密封后、再充气的过程中炉压提升速度慢，检漏效率较低。本课题将就冷轧硅钢工程连续退火炉气密试验关键施工技术进行研究。给出有效解决方法，缩短退火炉气密性试验时间，为炉体配管、炉辊无负荷联动调试的提前展开创造了条件。
关键词：硅钢；退火炉；气密性
1、主要研究工作内容
本课题主要就冷轧硅钢工程连续退火炉气密试验关键施工技术进行研究。
硅钢连续退火炉各种炉段其工艺性能，内部耐材结构形式不同，涉及高铝砖砌筑、纤维背板、纤维模块、不锈钢衬板等多种规格耐火材料，由于施工工艺，施工进度也不一致。有些炉段施工完成快、有些炉段完成慢，特别是气密试验前RTF辐射管需安装到耐材砌筑好的炉壳内，外壳与炉壳要求全部满焊。SF电阻带接线柱需待耐材砌筑完开好孔后才具备安装条件。采取整体气密试验时在耐材砌筑完成后还需几天才能转入气密试验，各道工序无法有效搭接、穿插，对于压缩关键工序施工时间，缩短安装进度极其不利。
一种分段检漏整体试压气密试验法，根据耐材砌筑进度并结合设备安装特点，在连续退火炉炉体气密实验中对连续退火炉科学分段，每个分段单独检漏，然后逐次连通整体试压，分段检漏炉膛体积相对较小，查漏区域也小更有利于寻找泄漏部位，分段检漏时注入压缩空气时炉压提升的快，较高的炉压会使泄漏点容易查找。采取分段试验炉子间需增设较多临时盲板，封堵工作量有所增大，但进度计划安排上工序衔接紧密，设备安装与耐材砌筑高效穿插施工，极大的提高气密试验效率，在耐材砌筑完成时同步完成气密试验，缩短了设备安装时间，为后续炉体配管、炉辊无负荷联动调试争取了时间。分段检漏逐次连通整体试压气密试验的方法，与传统整体气密试验法相比，它根据现场实际情况合理对炉壳进行科学分段，气密试验穿插到耐材砌筑施工过程中，极大的提高气密试验效率，在耐材砌筑完成时可同步完成气密试验，不占用关键工序时间，缩短了设备安装时间，为炉体配管、炉辊无负荷联动调试的提前展开创造了条件。
1）、连续退火炉分段检漏整体试压气密试验法在工序安排上其特征在于：设备与耐材砌筑高效穿插施工，极大的提高气密试验效率，在耐材砌筑完成时同步完成气密试验，缩短了设备安装时间，为后道工序炉体配管、炉辊无负荷联动调试的提前开展创造了条件。
2）、连续退火炉科学分段其特征在于：各炉段根据施工工艺、安装工序、计算炉膛容积大小科学分段进行气密试验。首先5RJC控制冷却段、6RRJC快冷段，作为一个分段进行气密试验，其次3SF电阻带加热炉，4CTF辐射管冷却段作为一个分段进行气密试验，再是2RTF辐射管加热炉作为一个分段进行气密试验，最后是1PH/NOF预热无氧化炉作为一个分段进行气密试验。
3）、连续退火炉各部件气密封堵其特征在于：人孔检修门、法兰连接面使用密封胶密封时，密封胶应涂抹在连接螺栓内侧，防止由螺栓连接处发生渗漏。大直径法兰密封采用在法兰间安装盲板涂抹密封胶封闭，管口螺纹密封采用生料带加管帽或堵头密封。膨胀节、辐射管等焊接部位采用CO2气体保护焊焊接，焊缝成形好，无夹渣、气孔。
4）、连续退火炉试压查漏过程中典型泄露点分析技术其特征在于：对烧嘴、电极接线柱、炉辊安装板、集气箱换热器、Y型风管风门控制开关这些典型泄漏点，从设备安装、垫片设置、密封胶涂抹、螺栓紧固顺序都形成了详细的安装作业指导流程，保证了操作规范，减少了泄漏发生。
5）、连续退火炉炉喉后安装技术其特征在于：在炉壳安装过程中预留炉喉不安装，在炉壳调整过程中预留炉喉安装位置精度要求高，需反复检查确认保证后续炉喉准确定位。炉喉后安装预留出的空位作为耐材砌筑材料及人员进出通道，相比较在炉喉安装到位炉壳整体气密试验条件下只能从人孔、炉辊安装孔进出材料的情况，极大提高了耐材砌筑施工效率。炉喉参加整体试压时由于设计短小，只有个别炉辊安装孔、板温计安装孔需进行气密封堵，泄露几率小对整体气密性试验影响小。
6）、连续退火炉炉辊安装板定位技术其特征在于：炉辊安装板准确定位关系到炉辊调整精度，气密试验又要求与炉壳完全满焊，定位不准确满焊后，在以后调整炉辊垂直度超差时，需将炉辊安装板割除重新打磨定位焊接。采用新式工装炉辊安装板定心调整装置，对炉辊安装板进行调整，保证了炉辊安装板定位精度，完全满焊气密实验后，炉辊垂直度调整过程避免了数据超差需重新定位炉辊安装板情况发生。
为实现连续退火炉分段检漏逐次连通整体试压气密试验的方法，具体实施技术方案包括以下步骤：
1）、炉壳安装过程中预留入、出口封室、炉喉不安装
炉壳安装时先不安装入口密封室，出口密封室，炉喉。入、出口密封室设置氮气喷射密封装置不参与气密性试验，炉喉设计短小侧面有1-2个炉辊安装孔，顶部有板温计安装及校正孔，没有别的部件，待炉壳分段检漏完成后逐次连通时整体试压检漏。炉喉预留空位作为耐材砌筑施工材料、人员的进出通道，有助于提高耐材砌筑效率。
2）、合理划分气密实验工艺分段，对每个分段进行气密封堵，充气检漏完成试压工作。综合各方因素各段退火炉将按以下顺序分段进行气密试验较为合理：
第一、RJC控制冷却段作为一个分段进行气密试验。由于其内部不需现场进行耐材砌筑，安装完成后即可进行气密试验检测。RJC控制冷却段由SRJC控制冷却段，RRJC快冷段，及1个炉喉连接。RJC控制冷却段在连续退火炉正常生产过程中炉压最高，通入其中的氮气对整条机组气氛控制起重要做用。RJC控制冷却段长度在50m-60m之间，炉膛容积大小适合做为一个分段进行气密试验。
第二、CTF辐射管冷却段因其内部耐材为纤维模块加不锈钢衬板结构设计，炉段长度在20m，完成耐材砌筑时间较快，但炉段太短不具备分段试验条件，安排与SF电阻带加热炉一同进行气密试验。
第三、SF电阻带加热炉其炉底由耐火砖砌筑成的电阻带沟槽，侧墙及炉顶为纤维背板及纤维模块，耐材施工较快，底部电阻带耐材预留孔开好后安装好电阻带接线柱即可开展气密实验。SF炉长80米炉体断面小加CTF炉20米共计100米适合作为一个分段进行气密试验。
第四、RTF辐射管加热炉其底部与侧墙均为耐火砖，顶部为纤维模块结构，砌筑时间较慢，完成后还需安装W型辐射管，法兰全部满焊后方可进行气密试验。RTF炉长度在46米炉膛截面较大，适合作为一个分段进行气密试验。
第五、PH/NOF预热无氧化炉其耐材结构全部为耐火砖设计，炉辊砖、烧嘴砖、拱顶砖砌筑难度大，时间慢。PH/NOF炉长度在50米炉膛截面较大，适合作为一个分段进行气密试验。
3）、逐次连通整体试压
分段检漏完成后，就位各段炉喉，PH/NOF预热无氧化炉，RTF辐射管加热炉，
SF电阻带加热炉，CTF辐射管冷却段，以上4段炉壳连接成整体进行气密性试验。RJC控制冷却段将不在接入其中进行气密性试验。
4）、烧嘴典型泄漏点分析及气密封堵措施
PH/NOF预热无氧化炉烧嘴泄漏点多如图31烧嘴各部件示意图所示，烧嘴与炉壳法兰连接面采用石棉垫片加密封胶密封，密封胶涂抹在连接螺栓内侧，防止气体从螺栓连接处泄漏，管道接口法兰连接面制作6mm钢板做盲板放置在法兰之间并涂抹密封胶密封，点火烧嘴拆除，其内丝管口使用堵头加生料带封堵，外丝管口使用管帽加生料带封堵。
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图31 典型泄漏点分析烧嘴各部件示意图
5）、炉辊安装板典型泄漏点分析及气密封堵措施
炉辊安装板各部件示意图32所示：炉辊安装板内侧与炉壳满焊，炉辊安装板外侧与炉壳四角段焊固定炉辊安装板，炉辊安装板与炉辊轴承座间安装炉辊安装板封堵盲板，盲板涂抹密封胶靠炉辊轴承座压紧在炉辊安装板上起到密封作用。
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图32 典型泄漏点分析炉辊安装板各部件示意图
分段检漏整体试压气密试验法的实现具体实施由以下步骤组成：
1）、如图33连续退火炉各炉段布置示意图所示，PH/NOF预热无氧化炉，RTF辐射管加热炉，SF电阻带加热炉，CTF辐射管冷却段，SRJC控制冷却段，RRJC快冷段，炉喉，入口密封室，出口密封室。炉壳安装过程中先不安装入口密封室，出口密封室，各段炉壳之间连接炉喉。根据炉壳分段划分SRJC控制冷却段，RRJC快冷段两种RJC炉作为一个分段进行气密试验。SF电阻带加热炉，CTF辐射管冷却段作为一个分段进行气密试验。PH/NOF预热无氧化炉单独作为一个分段进行气密试验，RTF辐射管加热炉单独作为一个分段进行气密试验，分段试验完成后PHNOF预热无氧化炉，RTF辐射管加热炉，SF电阻带加热炉，CTF辐射管冷却段，连成一体再次进行整体试压检漏，RJC炉不再连接到一起作整体试压检漏。
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图33 连续退火炉各段炉壳布置示意图
2）、分段炉壳检漏方法如图34所示在分段炉壳头尾设置压缩空气通入接口，设置单独球阀控制气体通入，在分段炉壳两头及中段设置微差压表量程0-1600Pa，在分段炉壳两头及中段设置U型差压计测压点，量程1000Pa-0-1000Pa，测压点用带退拔管接头的球阀控制，退拔管接头使用橡胶软管连接U型差压计。首先打开进气管阀门充入压缩空气，缓慢升压，升至300Pa后进行全面检漏，检查时用喷壶将稀释后的清洁剂喷射到焊缝、法兰连接面、螺纹丝扣连接处，检查是否有气泡鼓出，做出标记，继续升压，每升300Pa后检查各段，直至试验压力达到1200Pa，停止送气。全线检查，有泄漏的做出标记，再泄压处理，通过反复升压检漏、处理直至无泄漏为止。
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图34 分段炉壳试压检漏示意图
3）、PH/NOF预热段无氧化炉分段试压检漏如图35典型部件示意图，分段检漏前使用6mm钢板对入口封板，烟道封板，炉压控制挡板封板，出口封板进行焊接封堵。烧嘴泄漏点较多，泄漏点涉及法兰气密封堵、内外丝管口气密封堵。取样孔法兰气密封堵制作6mm钢板盲板加高分子液体密封胶使用配对法兰压紧封堵。内、外丝管口均使用堵头缠绕生料带封堵。热电偶孔法兰封堵采用配对法兰夹盲板和石棉垫进行封堵。炉辊预留孔使用6mm钢板加高分子液体密封胶，靠炉辊轴承座压紧在炉辊安装板上，封堵完成后逐级加压检漏。
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图35.PHNOF预热段无氧化炉典型部件示意图
4）、RTF辐射管加热炉分段试压检漏如图36典型部件示意图，分段检漏前使用6mm钢板对入口封板，出口封板进行焊接封堵，辐射管烧嘴安装到炉壳上后使用二氧化碳气体保护焊焊接在炉壳法兰上。
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图36 RTF辐射管加热炉典型部件示意图
5）、SF电阻带加热炉分段试压检漏如图37典型部件示意图分段检漏前使用6mm钢板对入口封板，出口封板进行封堵，电极接线柱绝缘板加石棉垫片涂抹高分子液体密封胶进行封堵，混合气充入及底部排水口螺纹接头使用外丝堵头缠绕生料带封堵，封堵完成后逐级加压检漏。
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图37 SF电阻带加热炉典型部件示意图
6）、5SRJC、6RRJC控制冷取炉分段试压检漏如图38典型部件示意图分段检漏前使用6mm钢板对入口封板，出口封板进行封堵，循环风机，集气箱均焊接在炉壳上，水冷却器安装在集气箱内使用硅胶垫片密封，水冷器法兰口加石棉垫防止换热器内漏影响气密试验，循环风道均为焊接连接，阀门开关轴封使用密封胶密封，封堵完成后逐级加压检漏。
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图38 SRJC、RRJC控制冷取炉典型部件示意图
7）、分段试压检漏合格后，逐次连通整体试验如图39所示，试验合格判定标准为：PH/NOF预热无氧化炉，RTF辐射管加热炉，SF电阻带加热炉，CTF辐射管冷却段整体试压时，炉内压力从1200Pa开始计时保压半小时降至350Pa以上为合格。SRJC控制冷却段，RRJC快冷段整体试压时，炉内压力从800Pa开始计时保压半小时降至350Pa以上为保压成功；炉内压力降至60Pa时保持半小时不下降为合格。
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图39 分段炉壳逐次连通整体试压示意图
二、结语
以上技术研究成果应用于工程实施，解决了工程难题，大大提高了退火炉气密性试验的效率，各项工程质量指标完成情况良好，顺利完成工程目标。本工程所采用的研发形成的施工技术成果与传统的施工方法相比，加快了施工进度，降低了工程成本，节约人工费、机械费约20万元。缩短工期、提前投产创造利润约45万元。获得了业主及监理单位的一致好评，为企业创造了良好的经济效益、环境效益和社会效益。