淺談尾礦濃密機(jī)安裝技術(shù)

高彥麗

中化二建集團(tuán)山西華晉巖土工程勘察有限公司 山西太原 030021

濃密技術(shù)是近年迅速發(fā)展起來的在礦物加工、濕法冶金、污水處理、膏體充填和尾礦干堆等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的新技術(shù)[1]。以西藏甲瑪銅多金屬礦采選二期擴(kuò)建項目尾礦濃密機(jī)安裝工程為例，介紹濃密機(jī)安裝技術(shù)。該工程一共采用兩臺濃密機(jī)，每臺濃密機(jī)由一根中心柱、一個底流錐、一套驅(qū)動裝置及一套扒架裝置組成，濃密機(jī)剖面圖如圖1 所示。由于濃密機(jī)各組件分塊到貨、質(zhì)量大，且安裝精度高，需要現(xiàn)場組拼并合理安排安裝次序，以保證各連接設(shè)備的安裝質(zhì)量，進(jìn)而保證濃密機(jī)整體安裝質(zhì)量。

圖1 濃密機(jī)剖面圖

其安裝程序為：中心柱下部→中心柱中部→底流錐→驅(qū)動器傳動套→中心柱上部→驅(qū)動單元→扒架→驅(qū)動平臺。

1 中心柱安裝

濃密機(jī)的中心柱最大外徑為Φ3.416m，高度為22.628m，共由三節(jié)組成，下部通過預(yù)制好的法蘭盤與深錐底部預(yù)埋好的地腳螺栓連接，中部與下部、上部與中部通過焊接連接。中心柱的安裝垂直度精度控制在1/ 1000以內(nèi)，安裝精度較高。

中心柱下部安裝要求：

（1）檢查基礎(chǔ)地腳螺栓數(shù)量、分度圓直徑及方向。

（2）作好中心柱的定位，對預(yù)埋螺栓的垂直度及圓度進(jìn)行復(fù)核，預(yù)埋螺栓的垂直度要求控制在5mm，圓度控制在10mm 內(nèi)。

（3）中心柱起吊之前以人孔為中心基準(zhǔn)，在人孔方向北面90°方位及180°方位的通長方向上用墨斗彈出兩條與柱體中心線平行的安裝控制線。

（4）吊裝過程中，當(dāng)中心柱從深錐口處緩慢放下時，調(diào)整下部中心柱螺栓孔的方位，使人孔位置與定位線位置重合；然后放下中心柱，使中心柱底部的法蘭盤螺孔與預(yù)埋螺栓穿對；再通過控制觀測臺在中心柱底部法蘭盤下加設(shè)墊鐵，調(diào)整柱體的垂直度，直至合格為止。

（5）柱體垂直度調(diào)整好后，滿焊墊鐵與中心柱法蘭底板，然后上緊預(yù)埋地腳螺栓與下部中心柱法蘭盤的連接螺母，最后吊車松鉤。

中心柱下部就位安裝完成后，就可以進(jìn)行中心柱中部的吊裝就位工作。中心柱中部的吊裝調(diào)整及控制線測放工作方法和下部相同，關(guān)鍵是中部和下部的焊接組裝。在吊裝前應(yīng)先設(shè)置定位銷和調(diào)節(jié)螺栓，用以安裝調(diào)整定位，定位銷和調(diào)節(jié)螺栓的設(shè)置如圖2 所示。

圖2 中心柱下部定位銷調(diào)節(jié)設(shè)置圖

定位銷用14# 槽鋼制作，在中心柱的內(nèi)壁與壁板滿焊，焊縫高度不得小于8mm；槽鋼的外露部分做成斜口，以便中心柱組對時的定位下移；在槽鋼的背面開一個φ34 的孔，并在孔的外側(cè)焊接一個M32 的螺帽，用以調(diào)節(jié)中心柱中部與下部的水平位置。定位銷要在中心柱圓周方向?qū)ΨQ等分布置。定位銷布置完成以后，為了對中心柱垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)，還需要在下部中心柱的內(nèi)壁焊接4 個M32 的螺帽，螺帽與壁板滿焊，螺帽的布置位置錯開定位銷在圓周方向等分對稱布置。在中部中心柱與下部中心柱連接的一端還需設(shè)置垂直調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板采用30mm厚的鋼板制作，與中部中心柱的內(nèi)壁滿焊如圖3 所示，調(diào)節(jié)板的位置為圓周方向?qū)ΨQ均勻分布。

圖3 中心柱中部調(diào)節(jié)板設(shè)置位置圖

控制觀測臺設(shè)置三個，其中在南、北錐體的中間位置設(shè)置一個1# 控制臺，然后在錐體的西面與1# 控制臺成90°方位角的地方設(shè)置兩個控制臺，分別為2# 、3# 控制臺，具體方位如圖4 所示。

圖4 1# 、2# 、3# 控制觀測臺方位圖

中心柱垂直度控制：在控制臺上加設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，并在經(jīng)緯儀觀測柱體上提前設(shè)定的觀測線，調(diào)節(jié)下部的墊鐵使經(jīng)緯儀的十字中心線的豎向線與柱體上設(shè)置的觀測線重合，即說明柱體垂直了。

吊裝中心柱中部時，中心柱中部要與中心柱下部的上口定位銷靠緊，然后下落，使中心柱的下部與中部接口對齊。如果在水平方向有錯口，通過定位銷上的調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)；在地面觀測上部的垂直度，如有偏差通過設(shè)置的垂直調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)；水平和垂直調(diào)節(jié)同時進(jìn)行；反復(fù)進(jìn)行上述動作，直至與中心柱下部接口對其，并且垂直度滿足要求為止。調(diào)節(jié)好后，進(jìn)行定位焊，在接口圓周方向等分8點，如圖5 所示。

圖5 定位焊縫示意圖

待定位焊焊接完成后，可以試松吊鉤，觀察柱體有無明顯偏差；如果沒有，繼續(xù)焊接，直到焊接長度不小于總焊縫長度的1/ 3 為止，然后松掉吊鉤。

中心柱下部、中部兩節(jié)高度為11.350m 左右，采用焊接連接，焊縫的全周長為10.7m。因焊縫的長度大，在進(jìn)行組對焊接時要進(jìn)行對稱焊接（圖6），在圓周方向上對稱同時按照順時針方向焊接，以減少焊接熱變形對安裝質(zhì)量的影響。

圖6 施焊方向示意圖

待底流錐及驅(qū)動裝置傳動套安裝完畢后，再完成中心柱上部安裝。中心柱上部的吊裝及與中部組對焊接同上。

2 底流錐安裝

底流錐為一個無底半頂?shù)膱A錐空心臺體，錐分片到貨，每片重約9t（含加固結(jié)構(gòu)）。

在底流錐安裝前，首先要對土建基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核基礎(chǔ)的圓度、預(yù)埋板的平整度和標(biāo)高是否符合設(shè)計圖紙要求。土建基礎(chǔ)預(yù)埋達(dá)到要求后，對所有預(yù)埋基礎(chǔ)板進(jìn)行打磨拋光，去除鋼板表面的水泥及灰塵，直至預(yù)埋鋼板出現(xiàn)金屬本色。

現(xiàn)場的底流錐分片到位，而底流錐的內(nèi)徑與中心柱的外徑相同，因此底流錐不能在現(xiàn)場組對，只能分兩次吊裝置于緊固環(huán)上，對照朝向，水平和同心度與下柱和底流錐緊固環(huán)一致。為了不使底流錐因吊裝變形，采用平衡杠起吊。在吊車將兩片底流錐吊至深錐底部后，調(diào)整底流錐方位，使底流錐預(yù)留口與預(yù)埋板上的定位線相重合；通過手拉葫蘆對底流錐調(diào)平，保證兩片底流錐對口的平整度和垂直度；然后完成底流錐和預(yù)埋板的焊接、底流錐的對焊，以及底流錐與中心柱的焊接。

3 驅(qū)動裝置安裝

本工程的濃密機(jī)驅(qū)動裝置分為驅(qū)動單元、傳動套和驅(qū)動平臺三部分。傳動套直接套在中心柱的外面，驅(qū)動頭直接固定在中心柱上，通過對稱布置的四臺驅(qū)動電機(jī)帶動齒輪盤轉(zhuǎn)動，從而使整個驅(qū)動裝置以中心柱為中心旋轉(zhuǎn)。

傳動套長度為15m，重量為15t，傳動裝置套在中心柱的外面，傳遞驅(qū)動頭的力矩，使整個扒架系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。為保證吊裝過程中傳動套不與中心柱磕碰，深錐底部要放上木塊。

驅(qū)動頭是整個濃密機(jī)的核心部位，整個設(shè)備的動力全部由驅(qū)動頭輸出。同時，由于驅(qū)動頭設(shè)備十分精密，整個設(shè)備包含了很多大大小小的精密元件，因此在吊裝施工時要特別注意，防止對驅(qū)動頭有任何損傷。

驅(qū)動頭與中心柱上部是通過焊接連接的，但操作位置懸空大概22m 左右，因此施工難度較大。為了確保施工操作安全及施工質(zhì)量，本工程在傳動套放置就位后從底流錐上圍繞中心柱搭設(shè)一圈腳手架操作平臺。當(dāng)驅(qū)動頭吊裝到位后，用撬桿調(diào)整驅(qū)動頭與中心柱的相對位置；然后用框式水平儀調(diào)整其水平度；當(dāng)位置與水平度達(dá)到要求后，點焊驅(qū)動頭與中心柱的相對位置，為減少焊接熱膨脹對驅(qū)動頭安裝進(jìn)度的影響，焊縫施焊時要對稱沿著相同方向施焊。

待驅(qū)動頭與中心柱焊接安裝完成后，進(jìn)行驅(qū)動頭與傳動套的連接。驅(qū)動頭的齒輪盤通過螺栓與傳動套的法蘭盤連接，在安裝時要注意安裝順序的問題，并且在正式安裝前要對兩對法蘭進(jìn)行預(yù)組裝。由于傳動套安裝完成后是懸空的，在傳動套與驅(qū)動頭組裝連接的時候還需要吊車把傳動套吊起來，提高到與驅(qū)動頭螺栓孔同等高度。

最后，驅(qū)動平臺在地面上完成組裝，并整體吊裝到中心柱上面。

4 扒架裝置安裝

扒架底座是連接傳動套及扒架支架的部位，它起到承上啟下的作用，使驅(qū)動頭的動力通過傳動套最終傳到扒架上來，帶動整個扒架系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動。由于扒架是中心柱傳動裝置中最底層的一個設(shè)備，在安裝傳動套及驅(qū)動頭前須先安裝扒架底座。扒架底座為正八邊形，每個扒架底座分兩片到貨，兩片間由螺栓進(jìn)行連接。扒架的上部與傳動套通過螺栓連接，扒架底部結(jié)構(gòu)與中心柱通過四個滑動軸瓦連接滑動，安裝的主要難點和質(zhì)量控制點是軸瓦的安裝。

待兩片扒架底座吊裝就位后，進(jìn)行扒架底座的組裝。由于扒架底座安裝連接完成后是懸空的一個設(shè)備，為了減少變形、保證組裝質(zhì)量，以及防止其被底流錐卡住，在進(jìn)行組裝前須搭設(shè)一個平臺，將整個扒架底座支撐起來。此外，為保證滑動軸瓦不受以中心柱為軸心的其他方向的力矩，確保軸瓦的安裝質(zhì)量，要在扒架底座與傳動套、驅(qū)動頭齒輪盤連接好以后再進(jìn)行滑動軸瓦安裝。

由于每個濃密機(jī)扒架的總重量在200t 左右，而且到貨比較零星，零部件較多，需要對一些部件進(jìn)行預(yù)組裝，然后將各預(yù)組裝件就位組裝。

由于扒架系統(tǒng)較大，各單片重量小則幾噸，大則十幾噸，對組裝要求尤其是吊裝要求比較大。本工程采用在廠房外進(jìn)行一些零部件小塊組裝的方法，以減少錐體內(nèi)部斜壁上的工作。本部分工作的最大難點在于吊裝，只要控制協(xié)調(diào)好吊裝工作，扒架的組裝質(zhì)量、進(jìn)度要求就可以輕松的保證。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，扒架安裝工作程序如下：

（1）先繪制好扒架各部件組裝順序簡圖，并根據(jù)組裝件的編號排列；

（2）采用單點平衡起吊，當(dāng)扒架吊裝到安裝位置后，通過人工旋轉(zhuǎn)使扒架接頭到達(dá)安裝的要求位置，然后進(jìn)行螺栓連接。

（3）當(dāng)部件的所有螺栓連接好后，對稱同方向?qū)λ新菟ㄟM(jìn)行緊固，并且所有螺栓必須用力矩扳手進(jìn)行安裝，緊固力矩必須達(dá)到設(shè)計要求。

（4）扒架安裝好后，還要對所有部件進(jìn)行復(fù)查，確保所有連接部位及安裝部件良好，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

（1）中心柱安裝關(guān)鍵是中心柱分部吊裝，以及中心柱中部和下部、上部的焊接組裝。焊接時進(jìn)行對稱焊接，在圓周方向上對稱同時按照順時針方向焊接，減少焊接熱變形對安裝質(zhì)量的影響。

（2）由于底流錐的內(nèi)徑與中心柱的外徑相同，不能在現(xiàn)場組對，只能將兩片分次吊裝置于緊固環(huán)上，對照朝向，水平和同心度與下柱和底流錐緊固環(huán)一致。為了防止底流錐因吊裝變形，采用平衡杠起吊。

（3）由于扒架總重量大、各零部件較多且零星，需要對一些部件進(jìn)行預(yù)組裝，然后把各預(yù)組裝件進(jìn)行就位組裝。另外，扒架的安裝位置在深錐錐體的斜面上，安裝的操作面比較困難，在進(jìn)行安裝施工前必須做好施工計劃和相應(yīng)準(zhǔn)備工作，才能有效保證安裝的質(zhì)量和進(jìn)度要求。