鎳閃速熔煉爐安裝施工技術重點難點及解決的關鍵技術

【摘 要】本文介紹了鎳閃速熔煉爐安裝工程概述、總體安裝程序、安裝施工中的技術重點、難點及解決的關鍵技術，指出全面電子模擬、爐周環(huán)形懸挑平臺、底梁反變形、電動平車和爐頂天車的合理設置等施工技術，在工期緊、工作量大、交叉作業(yè)多、作業(yè)面狹小的閃速熔煉爐安裝工程中具有良好的應用和推廣價值。

【關鍵詞】鎳閃速熔煉爐；安裝施工；技術重點難點；關鍵技術

1、概述

閃速熔煉技術是由芬蘭于二十世紀五十年代初發(fā)明的一種處理粉狀硫化礦的冶金技術，其名稱由來是物料入爐后，在瞬間就可完成氧化脫硫及熔煉的全過程，具有閃電般的速度，故名閃速爐。閃速熔煉技術是當今世界火法冶煉最先進的技術之一，它具有處理能力大，自動化程度高，環(huán)境污染小、能耗低等優(yōu)勢。鎳閃速熔煉爐主要由反應塔、沉淀池與貧化區(qū)、上升煙道、電極、冷卻水系統(tǒng)等組成。鎳閃速熔煉爐安裝工程工作量大、工作面狹小、工期緊、技術含量高、施工難度大。因此，確定正確的安裝程序，找準施工中的技術重點和難點，研究出解決的關鍵技術是優(yōu)質、高效、安全地完成鎳閃速熔煉爐安裝施工任務的關鍵。

2、總體安裝程序

沉淀池與貧化區(qū)→反應塔→上升煙道→電極→燃料噴嘴及精礦噴嘴→其它裝置→試運行及驗收。

3、技術重點、難點

3.1 鎳閃速熔煉爐爐體鋼構件、銅水套等規(guī)格數(shù)量多、安裝工程量大，在安裝過程中可能誤組裝，技術準備容易出現(xiàn)死角、重復、遺漏等現(xiàn)象。

3.2 鎳閃速熔煉爐沉淀池與貧化區(qū)、反應塔、上升煙道、電極安裝施工交叉作業(yè)多，廠房空間小，有效解決部件運輸和吊裝問題對整個安裝工程顯得尤為重要。

3.3 底梁將來要承受爐體自身和熔體近1500多噸的重量，因此，必須對底梁水平度、底梁的焊接質量等進行嚴格控制。

3.4 66根10度傾角的“活動式”爐體立柱在鎳閃速爐爐體體系中起著至關重要的作用，它的安裝質量直接關系到將來爐體的安全運行，因此，其安裝精度（水平度、垂直度）要求高。另外，爐周懸掛構件長易變形，采取搭設腳手架的傳統(tǒng)做法施工作業(yè)面積小、延誤工期，安全隱患多。

3.5 反應塔鋼殼直徑大、單體重量重，安裝高度高，運輸、吊裝難度較大。

3.6 電極屬穿越多層平臺裝置，部件運輸、吊裝難度較大，其中心、垂直度要求高。

4、解決的關鍵技術

4.1 對鎳閃速爐實體進行全面的電子模擬，采用Solidworks軟件細致的制作了閃速爐的三維真實立體圖像，通過對閃速爐三維真實立體圖像的制作，不僅逐一驗證了沉淀池與貧化區(qū)爐體、反應塔、上升煙道、電極等部件的設計尺寸與組裝的正確性，還增強了專業(yè)技術人員和施工作業(yè)人員的空間感性認識，減少了翻閱圖紙的工作量，有效避免了技術準備的死角、技術準備重復、遺漏等現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 車間內爐體部件運輸、吊裝機具設置

4.2.1 在車間主跨、爐體（外側）中部設置了一臺電動平車，直接可將爐體部件運至底板上，既解決了作業(yè)空間狹小，水平運輸距離長的問題，又解決了汽車吊無法高效利用的問題，極大的縮短了吊裝周期。

4.2.2 在車間內兩臺5T電動單梁的基礎上，分別在▽+12.0m標高的廠房鋼梁上設備兩臺5T單軌梁，在▽21.70米標高的廠房鋼梁上，設兩根互相垂直的橫向和縱向工字鋼軌道，安裝兩臺10T電動葫蘆，進行底梁、底板、立柱、反應塔、電極等部件的吊裝。全方位的解決了廠房內立體吊裝的難題，實現(xiàn)了小空間吊裝機械化和吊裝無死角的作業(yè)，縮短吊裝周期，減少了施工人員，節(jié)約了有限的工作面，有效的保障了施工安全。

4.3 底梁安裝

4.3.1 為方便運輸和裝配，減少焊接變形，采用適當分割部件法，將底梁分為八片，每片三根，運至現(xiàn)場后分別進行裝配焊接。

4.3.2 采用反變形措施，將底梁上面朝下，在分段底梁的中間部位放置40mm墊板，同時在底梁的主梁和次梁方向分別加配重，使其底梁成上拱狀。

4.3.3 采用CO2氣體保護焊焊接工藝對底梁連接部位進行非集中跳焊焊接，減小了焊接應力和變形量，有效保證了底梁的整個水平度和焊接質量。

4.4 立柱安裝

4.4.1 在鎳閃速爐周圍搭設環(huán)形懸挑平臺，實現(xiàn)了爐體周圍高空無間斷工作，既保證了高空安全作業(yè)，又避免了搭設腳手架后爐周通行困難及操作空間減小的問題。同時利用環(huán)形懸挑平臺對66根10度傾角的“活動式”爐體立柱進行精確固定和定位，使立柱安裝精度控制在2mm范圍以內。另外，徹底解決了部分構件的放置問題和爐周懸掛構件長易變形的難題，還實現(xiàn)了對爐體周圍交叉作業(yè)的隔離，既保證了安全施工，又保證了其他平行施工的順利開展。

4.4.2 立柱安裝時應確定合理的順序：先安裝爐體四角8根定位柱，然后分兩組進行安裝。即：一組從貧化區(qū)定位角向反應塔方向安裝；另一組從反應塔定位角向上升煙道方向安裝。

4.4.3 爐體四角8根定位柱校正后，利用測量儀器找正柱距和垂直度后，對爐體的對角線進行核驗，合格后進行臨時固定，以防止立柱傾倒。在立柱斜面上部柱體上100mm處設置測量基準點。臨時支撐主要采用爐周環(huán)形懸挑平臺。

4.5 反應塔安裝

4.5.1 反應塔主要由塔頂?shù)鯍炝骸⑸喜夸摎ぁ⒅胁夸摎ぁ⑵剿住X形水套等構成，中部鋼殼及水套分段串聯(lián)在上部鋼殼上，上部鋼殼吊掛在八角形圈梁上。

4.5.2 反應塔安裝按先安裝上部爐殼，再安裝中部鋼殼和平水套，最后安裝齒形水套的自上而下的順序進行。

4.5.3 反應塔上部鋼殼、中部鋼殼整體組對焊接成形后，利用平板拖車運輸至閃速爐車間主跨，利用50T天車吊入▽+4.0米標高處的外挑平臺后采用電動平車運入反應塔中心位置。然后利用▽21.70米平臺下的兩臺10T電動葫蘆將上部鋼殼吊裝就位，其標高、中心找正符合要求后進行連接固定。

4.5.4 安裝反應塔中部鋼殼、平水套采用自行研制的Ф7700mm圓形活動作業(yè)平臺。上部鋼殼安裝完畢，利用2臺10T單軌吊起放置中部鋼圈的活動作業(yè)平臺，吊至安裝高度與上部鋼殼進行連接。反復利用活動作業(yè)平臺依次向下安裝，方便快捷，安全可靠。

4.5.5 中部鋼殼與平水套安裝完成后進行齒形水套安裝。單塊齒形水套安裝前須逐個進行水壓試驗，試驗壓力和持續(xù)時間符合設計要求。水壓試驗合格后，按設計施工圖要求進行預安裝，然后將水套逐個進行編號。正式安裝時按照水套預安裝時確定的位置和編號將每塊水套用螺栓固定。安裝完成后的進行整體試壓，試驗壓力0.6MPa，持續(xù)30分鐘不得有滲漏現(xiàn)象。

4.6 電極安裝

電極由自焙電極、上下抱閘、升降裝置、導電裝置、電極密封圈等主要部件組成。由于其屬穿越多層平臺裝置，其運輸、吊裝成功安裝電極的關鍵。使用▽+26.00m標高處原車間5T天車將上抱閘、支座和電極殼從吊裝孔吊起后放在▽+21.70m的平臺上，將下抱閘、升降臺和升降裝置從吊裝孔吊起后放入▽+15.50m平臺，然后利用▽+21.7m標高處10T電動葫蘆，安裝電極升降裝置等部件。有效解決了運輸、吊裝難題，為高效安裝提供了可靠保證。同時，安裝前使用先進測量儀器準確測定安裝位置的縱橫中心、標高、水平度，安裝過程中及時對電極孔、電極護筒、抱閘中心進行測量，確保整個電極中心、垂直度符合要求。

5.安全措施

5.1 鋼構件吊裝前須明確起重吊裝安全