镍闪速熔炼炉安装施工技术重点难点及解决的关键技术

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【摘 要】本文介绍了镍闪速熔炼炉安装工程概述、总体安装程序、安装施工中的技术重点、难点及解决的关键技术，指出全面电子模拟、炉周环形悬挑平台、底梁反变形、电动平车和炉顶天车的合理设置等施工技术，在工期紧、工作量大、交叉作业多、作业面狭小的闪速熔炼炉安装工程中具有良好的应用和推广价值。

【关键词】镍闪速熔炼炉；安装施工；技术重点难点；关键技术

1、概述

闪速熔炼技术是由芬兰于二十世纪五十年代初发明的一种处理粉状硫化矿的冶金技术，其名称由来是物料入炉后，在瞬间就可完成氧化脱硫及熔炼的全过程，具有闪电般的速度，故名闪速炉。闪速熔炼技术是当今世界火法冶炼最先进的技术之一，它具有处理能力大，自动化程度高，环境污染小、能耗低等优势。镍闪速熔炼炉主要由反应塔、沉淀池与贫化区、上升烟道、电极、冷却水系统等组成。镍闪速熔炼炉安装工程工作量大、工作面狭小、工期紧、技术含量高、施工难度大。因此，确定正确的安装程序，找准施工中的技术重点和难点，研究出解决的关键技术是优质、高效、安全地完成镍闪速熔炼炉安装施工任务的关键。

2、总体安装程序

沉淀池与贫化区反应塔上升烟道电极燃料喷嘴及精矿喷嘴其它装置试运行及验收。

3、技术重点、难点

3.1 镍闪速熔炼炉炉体钢构件、铜水套等规格数量多、安装工程量大，在安装过程中可能误组装，技术准备容易出现死角、重复、遗漏等现象。

3.2 镍闪速熔炼炉沉淀池与贫化区、反应塔、上升烟道、电极安装施工交叉作业多，厂房空间小，有效解决部件运输和吊装问题对整个安装工程显得尤为重要。

3.3 底梁将来要承受炉体自身和熔体近1500多吨的重量，因此，必须对底梁水平度、底梁的焊接质量等进行严格控制。

3.4 66根10度倾角的“活动式”炉体立柱在镍闪速炉炉体体系中起着至关重要的作用，它的安装质量直接关系到将来炉体的安全运行，因此，其安装精度（水平度、垂直度）要求高。另外，炉周悬挂构件长易变形，采取搭设脚手架的传统做法施工作业面积小、延误工期，安全隐患多。

3.5 反应塔钢壳直径大、单体重量重，安装高度高，运输、吊装难度较大。

3.6 电极属穿越多层平台装置，部件运输、吊装难度较大，其中心、垂直度要求高。

4、解决的关键技术

4.1 对镍闪速炉实体进行全面的电子模拟，采用Solidworks软件细致的制作了闪速炉的三维真实立体图像，通过对闪速炉三维真实立体图像的制作，不仅逐一验证了沉淀池与贫化区炉体、反应塔、上升烟道、电极等部件的设计尺寸与组装的正确性，还增强了专业技术人员和施工作业人员的空间感性认识，减少了翻阅图纸的工作量，有效避免了技术准备的死角、技术准备重复、遗漏等现象的发生。

4.2 车间内炉体部件运输、吊装机具设置

4.2.1 在车间主跨、炉体（外侧）中部设置了一台电动平车，直接可将炉体部件运至底板上，既解决了作业空间狭小，水平运输距离长的问题，又解决了汽车吊无法高效利用的问题，极大的缩短了吊装周期。

4.2.2 在车间内两台5T电动单梁的基础上，分别在+12.0m标高的厂房钢梁上设备两台5T单轨梁，在21.70米标高的厂房钢梁上，设两根互相垂直的横向和纵向工字钢轨道，安装两台10T电动葫芦，进行底梁、底板、立柱、反应塔、电极等部件的吊装。全方位的解决了厂房内立体吊装的难题，实现了小空间吊装机械化和吊装无死角的作业，缩短吊装周期，减少了施工人员，节约了有限的工作面，有效的保障了施工安全。

4.3 底梁安装

4.3.1 为方便运输和装配，减少焊接变形，采用适当分割部件法，将底梁分为八片，每片三根，运至现场后分别进行装配焊接。

4.3.2 采用反变形措施，将底梁上面朝下，在分段底梁的中间部位放置40mm垫板，同时在底梁的主梁和次梁方向分别加配重，使其底梁成上拱状。

4.3.3 采用CO2气体保护焊焊接工艺对底梁连接部位进行非集中跳焊焊接，减小了焊接应力和变形量，有效保证了底梁的整个水平度和焊接质量。

4.4 立柱安装

4.4.1 在镍闪速炉周围搭设环形悬挑平台，实现了炉体周围高空无间断工作，既保证了高空安全作业，又避免了搭设脚手架后炉周通行困难及操作空间减小的问题。同时利用环形悬挑平台对66根10度倾角的“活动式”炉体立柱进行精确固定和定位，使立柱安装精度控制在2mm范围以内。另外，彻底解决了部分构件的放置问题和炉周悬挂构件长易变形的难题，还实现了对炉体周围交叉作业的隔离，既保证了安全施工，又保证了其他平行施工的顺利开展。

4.4.2 立柱安装时应确定合理的顺序：先安装炉体四角8根定位柱，然后分两组进行安装。即：一组从贫化区定位角向反应塔方向安装；另一组从反应塔定位角向上升烟道方向安装。

4.4.3 炉体四角8根定位柱校正后，利用测量仪器找正柱距和垂直度后，对炉体的对角线进行核验，合格后进行临时固定，以防止立柱倾倒。在立柱斜面上部柱体上100mm处设置测量基准点。临时支撑主要采用炉周环形悬挑平台。

4.5 反应塔安装

4.5.1 反应塔主要由塔顶吊挂梁、上部钢壳、中部钢壳、平水套、齿形水套等构成，中部钢壳及水套分段串联在上部钢壳上，上部钢壳吊挂在八角形圈梁上。

4.5.2 反应塔安装按先安装上部炉壳，再安装中部钢壳和平水套，最后安装齿形水套的自上而下的顺序进行。

4.5.3 反应塔上部钢壳、中部钢壳整体组对焊接成形后，利用平板拖车运输至闪速炉车间主跨，利用50T天车吊入+4.0米标高处的外挑平台后采用电动平车运入反应塔中心位置。然后利用21.70米平台下的两台10T电动葫芦将上部钢壳吊装就位，其标高、中心找正符合要求后进行连接固定。

4.5.4 安装反应塔中部钢壳、平水套采用自行研制的Ф7700mm圆形活动作业平台。上部钢壳安装完毕，利用2台10T单轨吊起放置中部钢圈的活动作业平台，吊至安装高度与上部钢壳进行连接。反复利用活动作业平台依次向下安装，方便快捷，安全可靠。

4.5.5 中部钢壳与平水套安装完成后进行齿形水套安装。单块齿形水套安装前须逐个进行水压试验，试验压力和持续时间符合设计要求。水压试验合格后，按设计施工图要求进行预安装，然后将水套逐个进行编号。正式安装时按照水套预安装时确定的位置和编号将每块水套用螺栓固定。安装完成后的进行整体试压，试验压力0.6MPa，持续30分钟不得有渗漏现象。

4.6 电极安装

电极由自焙电极、上下抱闸、升降装置、导电装置、电极密封圈等主要部件组成。由于其属穿越多层平台装置，其运输、吊装成功安装电极的关键。使用+26.00m标高处原车间5T天车将上抱闸、支座和电极壳从吊装孔吊起后放在+21.70m的平台上，将下抱闸、升降台和升降装置从吊装孔吊起后放入+15.50m平台，然后利用+21.7m标高处10T电动葫芦，安装电极升降装置等部件。有效解决了运输、吊装难题，为高效安装提供了可靠保证。同时，安装前使用先进测量仪器准确测定安装位置的纵横中心、标高、水平度，安装过程中及时对电极孔、电极护筒、抱闸中心进行测量，确保整个电极中心、垂直度符合要求。

5.安全措施

5.1 钢构件吊装前须明确起重吊装安全