闪速熔炼炉安装方案

1 1 1 工程概况工程概况 1 11 1 工程特点工程特点 中铝东南铜业有限公司铜冶炼基地项目工程铜冶炼采用了闪速熔炼炉和闪速 吹炼炉的 双闪 工艺 两台闪速反应炉体是本工程的核心设备 基本结构类 似 主要包括沉淀池底部钢结构 炉体主钢架 反应塔及上升烟道筒体 沉淀 池框架及侧板结构 水冷元件 耐火砌体 喷嘴及各种烧嘴等 沉淀池位于混 凝土基础上 反应塔与上升烟道悬挂于炉体主钢架上 水冷元件 铜水套 遍 布于反应塔 上升烟道 沉淀池各部位的耐火砌体中 给入炉料 富氧空气的 喷嘴和供氧烧嘴布置在反应塔顶部 根据上述结构特点 两炉的安装所采用的工艺及方法相同 以下根据以往我 公司安装 改造过的闪速熔炼炉 闪速吹炼炉的实际经验简述两台闪速炉的安 装方法和技术特点 1 21 2 熔炼炉概况熔炼炉概况 1 熔炼炉概况 1 闪速熔炼炉具有节能环保的优点 它利用铜精矿巨大表面面积的粉状 物料 在炉内充分与氧接触 在高温下 以极高的速度完成硫化物的可控氧化 反应 反应放出大量热 供给熔炼过程 使用含硫高的物料 有可能实现自热 熔炼 闪速炉具有生产率高 能耗低 烟气中二氧化硫 SO2 浓度高的特点 2 闪速熔炼炉主要用于铜 镍等硫化 物精矿熔炼 闪速熔炼是充分利用细磨物料 的巨大活性表面 强化冶炼反应过程的熔炼 方法 这种方法主要用于铜 镍等硫化矿的造锍 熔炼 铜 镍 钴火法炼制过程中的一个重 要工序 闪速熔炼脱硫率高 有利于二氧 化硫的回收 并可通过入炉的氧量 在较大范围内控制熔炼过程的脱硫率 2 熔炼炉组成及特点与发展 1 中铝东南铜业有限公司铜冶炼基地项目工程闪速炉具备年产量 40 万吨 阴极铜的处理能力 这是其他传统冶金炉不能比拟的 1996 年在美国 Kenncott 2 冶炼厂 第一台闪速炉用作铜锍吹炼顺利生产以来 闪速吹炼炉取代传统的 P S 转炉 成为一种新趋势 闪速吹炼炉与传统 P S 转炉相比 具有单炉处理能 力大 节能环保 连续作业等优势和特点 熔炼炉本体由反应塔 沉淀池 上升烟道 精矿喷咀四部分组成 见图 11 1 熔炼炉附属系统包括冷却系统 重油系统 热风系统 氧油燃烧系统及 DCS 集 散监控检测系统等 图图 11 111 1 熔炼钢炉示意熔炼钢炉示意 2 反应塔是金精矿发生热化学反应的主要部位 由塔顶 塔上段 塔段 塔下段及连接部组成 各段为钢板制成圆筒体 段与段之间由法兰连接 法兰 连接处设置了冷却铜水套 塔内壁装有冷却铜水管 并内衬耐火砖 整个反应 塔由吊挂螺栓悬挂在钢骨架上 钢骨架通过球面台固定在基础上 3 沉淀池位于反应塔 上升烟道下方 用于贮存冰铜和炉渣并使之分离 的一个上大 下小的长方斗型池子 沉淀池地板铺设在炉底梁上 炉底梁通过 基础板支撑在基础上 沉淀池四壁是焊接钢结构框架 框架内铺设侧板和波纹 板 并设置有四个冰铜口 两个渣口 十三个重油烧咀和水平 倾斜铜冰套一 级冷却铜管 内衬耐火砖 4 上升烟道 冶炼时产生的高温烟气由此引至余热锅炉回收热量和烟尘 3 5 精矿喷咀 位于反应塔顶部 将铜精矿粉和烟尘高速喷入反应塔内 反应塔所需的富氧 压缩空气和氧气也通过精矿喷咀同时喷入塔内 6 冷却系统 在闪速炉的关键部位都采用铜水套 铜水管等实行强制冷 却 用于保护耐火砖 同时使炉壳温度维持在一定范围内 7 重油系统 由重油 轻柴油 压缩空气组成 共十六个阀门组 控制 着十八个重油烧咀向炉内喷射重油 2 2 编制依据编制依据 本工程闪速熔炼炉 闪速吹炼炉安装未尽之处参照我公司 省 部 级 闪 速熔炼炉安装工法 YJG10 2008 闪速吹炼炉安装工法 YJG01 2007 执行 3 3 施工准备施工准备 3 13 1 技术准备技术准备 施工前进行图纸自审及会审 了解本设备的主要构造 组成及性能 掌握安 装方法与步骤 施工时严格按设计蓝图 设计变更及设备技术文件和国家有关 部门的施工及验收规范 质量检验评定标准等施工技术标准执行 如图纸有变 动 工长 工号应及时向施工班组进行交底 避免发生返工情况出现 如发现 与设计图纸有错误或前后矛盾以及与现场实际情况有冲突时 应及时向甲方报 告 提出修改 3 23 2 基础处理 基础处理 1 设备基础与土建办理工序交接手续 具体按照 机械设备安装工程施 工及验收通用规范 GB50231 98 标准执行 2 基础复测 埋中心标板和标高基准点 并将中心 标高投上标板和基 准点 加盖保护 根据土建提供的沉降观测值 继续进行沉降观测 并作好记 录 3 基础清理 铲麻面和座浆坑 座浆料配比 重量比 碎石 水泥 中 砂 1 1 1 水灰比为 30 32 垫铁规格布置 见图 11 2 4 图图 11 211 2 熔炼炉基础垫铁规格布置示意熔炼炉基础垫铁规格布置示意 3 33 3 场地准备场地准备 吊装平面布置 对吊车 拖车进场道路和设备存放处场地上的障碍物进行清 除 并用推土机推平 并铺 100 200mm 厚的碎石 吊车座车范围内如有需要铺 20mm 厚的钢板 以防止余热锅炉基础坑处下沉 而影响吊装 3 43 4 设备进场准备设备进场准备 进场设备 需开箱检查验收 办理交接手续 如有问题 请生产厂家配合处 理 冷却铜水套和冷却铜管必须保管好 防止丢失或损坏 3 53 5 人 材 机准备人 材 机准备 1 人员安排 工种铆工焊工钳工起重工普工 人数8 人8 人2 人2 人5 人 5 2 材料准备 材料名称型号规格单位数量 钢板 50mm 100mm t 5 块 6 滚筒 89 12 根 10 缆风绳根 5 焊条 J506 公斤 100 钢板 50mm 100mm 块 7 氧气瓶 50 丙烷瓶 50 钢轨 m120 煤油 L20 钢丝绳 6 37 1 185 32 根 2 钢丝绳 6 37 1 185 22 根 2 3 设备准备 设备名称规格型号设备台数 吊车 350t 1 台 拖车 20t 1 台 焊机 300A 5 台 手拉葫芦 3t 6 台 测温笔3 个 砂轮机 125 3 台 空压机 V 6 8 1 台 6 4 4 安装工序安装工序 施工准备 作业设备编制 安装技术交底 基础交接验收 中心标板及基准 点埋设 平垫板座浆 反应塔台承安装 沉淀池基础板支撑板安装 沉淀池底 梁安装 沉淀池底板安装 铜水套及铜管试压 反应塔上段安装 上升烟道台 承安装 上升烟道钢骨架安装 上升烟道壳体一 二安装 上升烟道顶部 H 梁 安装 沉淀池框架 测梁板安装 反应塔连接部安装 冷却水套安装 反应塔 下部 H 梁安装 反应塔顶部 H 梁安装 上升烟道连接部安装 上升烟道挡板框 架上部骨架安装 各部位烧咀孔安装 冰铜口 出渣口装置安装 其他附件安 装 配合筑炉安装冷却部件和吊装件 筑炉后系统试压 点火烘炉及投料 注 骨架安装顺序 将各部位的冷却铜管 铜水套 锚钉板按相应的顺序进 行安装 5 5 主要施工方案主要施工方案 5 15 1 反应塔安装反应塔安装 1 骨架台承安装 见图 11 3 图图 11 311 3 a 反应塔钢骨架设有四个球面台承 安装前 球面台承上下部分用角 钢临时固定在一起 地脚螺栓为预埋螺栓 b 骨架台承下平垫板座浆时 水平度和标高要保证无误 装上台承 保证垫板与台承垫板的接触面积不少于 75 在台承上平面测量其中心线偏差 为 3mm 对角线允许偏差为 5mm 标高允许偏差为 3mm 5 25 2 反应塔钢骨架安装反应塔钢骨架安装 7 a 反应塔钢骨架是承重型钢构架 由四根箱形柱和箱形梁 H 梁组成 承担反应塔本体及砌筑材料的负荷 每根与球面承台连接 反应塔钢骨架上还 支承着精矿喷咀安装支架 见图 11 4 图图 11 411 4 b 骨架构件搬运 先在闪速炉基础上按纵向铺设 43Kg m 的钢轨 4 根 为构件水平运输作好准备 c 按平面布置要求 将 350t 履带吊设置在余热锅炉位置处 按顺序将 各构件吊装到位 牵引绳使用 6 37 1 185 21 5 钢丝绳 吊装时 每吊一根 必须用缆风绳稳住 用安装螺栓紧固测量中心 标高 倾斜度及对角线 同样 方法吊下一组门架 符合要求后 组装柱间支撑进行连接板施焊 施焊完毕后 再复测上述参数 应满足钢柱间距允许偏差为 6mm 骨架顶面不过允许偏差为 5mm 门形架对角线差为 10mm 反应塔悬挂点 对角线偏差 7mm 8 图图 11 511 5 熔炼炉吊装透视熔炼炉吊装透视 5 35 3 反应塔拼装反应塔拼装 a 首先将反应塔分片搬运到位后 在余热锅炉开工前夕 从该处用 50t 吊车将反应塔各部件倒运至基础平台 b 反应塔三片焊接后的精度要求为 考虑到焊接后焊缝收缩 拼 25 5 装时应尽量控制偏差 使其精度达到 拼装焊缝间隙 2 3mm 拼装时在三 15 0 片分割处 法兰平面及筒体立面都要有临时装配的固定措施 见图 11 7 9 图图 11 1 711 1 7 5 45 4 反应塔焊接反应塔焊接 反应塔拼装后的焊接为厚板焊接 板厚 25mm 50mm 为防止焊接变形 要 求焊接不允许有 3mm 以上裂纹 并按下列步骤进行 a 焊接前用六个 3t 手拉葫芦将上下法兰拉紧 上下法兰各三个 见 图 11 8 图图 11 811 8 b 为防止上下法兰面焊接时产生平面变形 在法兰对接处用钢板加固 每条焊缝两块 见图 11 9 10 图图 11 911 9 c 采取以上措施后进行施焊 为防止反应力集中 施焊应从中间部位 向两边进行 d 焊接每条焊缝前 均要用乙炔焰加热至 40 60 用测温笔进行 检查 e 正式焊接按以下次序进行 先焊上法兰面三条焊缝 要求同时焊接且速度相同 按 焊接下法兰面三条焊缝 筒壁立焊缝三条同时进行 见图 11 10 要求 图图 11 1011 10 先在圆筒内焊两遍 第一遍用 E4316 4 第二遍用 E4316 5 用碳弧创清渣 再用刚丝剐清理 进行染色检查 看有无裂纹 筒体外部按 焊两遍 进行尺寸检查 若有变形用手拉葫芦调整 检查合格后 用 300A 多变焊机进行焊接 防止热量集中 采用分段退焊 每段长 500mm 为宜 见图 11 11 11 图图 11 1111 11 全部焊接完毕后 进行外观检查和染色检查 如发现有裂纹 用砂轮打磨后 再重新焊接 直至清除缺陷 f 所有参加焊接的人员都要进行培训和考试 焊接应有负荷稳压装置 使焊接电流保持稳定 5 55 5 反应塔本体安装反应塔本体安装 a 反应塔由上段 中段 分六大小段 和连接外部以及塔顶组成 各 段为钢板制成的圆筒形外壳 塔顶为型钢制成的框架 见图 11 12 塔体最大 件是塔上段 图图 11 1211 12 b 根据上述特点 整个反应塔采用倒装法 塔上段利用它的钢骨架顶 部框架四角作锚定点 见图 11 13 使用 350t 履带吊 塔吊 6 37 1 185 21 5 牵引钢丝绳 6 37 1 185 32 5 捆绑钢丝绳进行吊装就位 并 装好全部吊挂机构 塔上段就位后 悬挂点中心距允许偏差为 7mm 下法兰水 平度允许偏差为 3mm 12 图图 11 1311 13 反应塔木体吊装示意反应塔木体吊装示意 c 中段 共 6 节 吊装时 则将四个吊点改成一个吊点 利用塔吊在 塔中心吊装各节 d 连接部先装冷却铜管 后捣打耐火物料 再利用 4 个 10t 的手拉葫 芦吊装 塔体总高度允许偏差为 30mm e 设备吊上基础 水平运输同上述 b 的方法 5 65 6 注意事项注意事项 a 反应塔框架是重要的受力构件 必须先用临时安装螺栓连接 符合 要求后方能进行焊接 b 反应塔框架焊接时必须考虑焊接时要求对称均衡焊接 边焊接边检 查边矫正 将变形减少到最低限度 c 在吊装塔上段时一定要控制好下法兰面的水平度 吊装中四个吊点 要求均衡受力 d 吊装过程中 注意保护好铜水套 铜管 e 塔顶 H 梁必须先装铜管 后组装捣打耐火材料 f 在焊接塔上段四个吊耳时 必须充分考虑滑车组的有效行程 以便 塔上段吊装时能顺利就位 g 吊装各段时配合装好冷却铜水套 待塔体组装完后 方可进行波纹 板 冷却铜管及锚钉板等构件的安装 5 75 7 沉淀池的安装沉淀池的安装 1 清理杂物 主要是拆除基础上的钢轨等杂物 13 a 基础板及其安装 见图 11 14 图图 11 1411 14 b 沉淀池基础板和反应塔 上升烟道钢骨架底座 是闪速炉安装的第 一道工序 对基础测量检查 确认基础与厂方之间的关系符合连续生产设备的 要求之后 即进行这项工作 由于闪速炉设备以及炉体的负荷是通过基础板于 底座传递到基础上的 因此必须引起高度的重视 特别是定位的准确性及二次 灌浆的质量 c 沉淀池基础板 见图 11 15 共六条 每条由七节组成 每节由六 个地脚螺栓固定在基础上 基础板安装在座浆好后的垫板上 并使用斜垫铁来 调整其水平度和标高 调整无误后进行地脚螺栓一次灌浆 待其强度达到要求 后 复测基础板应满足标高的允差为 3mm 中心线允差为 3mm 待上述参数 无误后方能用 C30 砼进行基础板二次灌浆 图图 11 1511 15 2 沉淀池炉底梁及底板的安装 见图 11 16 14 基础板安装完毕后 在基础板上安装炉底梁底板 图图 11 1611 16 炉底梁通过系板和两端 H 型梁连接 见图 11 17 图图 11 1711 17 十二块底板铺设在炉底梁上 板之间留 10mm 间隙 底板仅在中央 300mm 处 炉底梁焊接 见图 11 18 其它部位不焊接 底板铺设长度允差为 5mm 钢 板间缝宽 10mm 允差为 3mm 底板不平度允差为 7mm 15 图图 11 1811 18 3 沉淀池框架和侧板安装 a 反应塔安装完毕后 即进行沉淀池框架拼装和焊接 沉淀池框架由 立柱 上下连系梁及水平梁组成 见图 11 19 它是支持耐火砖砌体和金属 炉体巨大负荷的承重结构 施工时要严格控制几何尺寸精度 按图纸要求进行 焊接 认证检查每条焊缝 使其满足如下要求 长度允差为 10mm 50mm 高度允差为 3mm 20mm 宽度允差为 5mm 30mm 截面对角线差 15mm 平面对角线差 20mm 图图 11 1911 19 b 侧板和框架之间为方形管 虽安装时不需焊接 但为方便起见可施 点焊 见图 11 20 16 图图 11 2011 20 4 其它安装 a 装配焊接弹簧压紧装置的底座及弹簧压紧装置 b 沉淀池构件数量多但重量不大 可使用 45t 液压吊配合塔吊接应就 位 c 吊装反应塔下段连接部 H 形梁及沉淀池拱顶 H 型梁时 其方法同上 5 注意事项 a 沉淀池侧板于底座 侧框架不允许焊接 但为了安全起见 可点焊 定位 b 注意图纸对沉淀池系板 底板的焊接要求 c 沉淀池拱脚梁于拱顶梁之间的要求留有 10 20mm 的间隙 d 拱顶 H 梁河塔下 H 梁必须先装铜管后捣打耐火材料再吊装 e 沉淀池的孔套 铜水套 铜水管 波纹板配合筑炉安装 f 沉淀池拱顶吊挂梁安装时先点焊固定 待筑炉时根据实际情况定位 焊牢固定 5 85 8 上升烟道安装上升烟道安装 1 骨架台承安装同反应塔骨架台安装 2 上升烟道钢骨架安装 a 上升烟道钢骨架是承重型钢构架 由四根箱形柱和箱形梁等组成 承担上升烟道本体及砌筑材料的负荷 每根柱于球面台承连接 上升烟道钢骨 17 架上还支撑着事故或检修水冷闸板安装支架 b 待台承二次灌浆达到强度后复测其中心 水平 标高 对角线符合 要求 在 4 5 线余热锅炉的场地上利用塔吊进行组立 其顺序先吊装靠 G 列的 两根立柱 用风缆绳稳住 后吊这两柱之间的横梁组成门架 测量中心 标 高 倾斜度及井架对角线无误 将连接板施焊 c 上升烟道骨架施焊完后 复测应符合如下要求 钢柱间的距离允差为 6mm 骨架顶面标高允差为 5mm 钢柱不垂直度允差为 5mm 门形架对角线差允差为 9mm 3 上升烟道本体安装先装上升烟道壳体 二 再装上升烟道壳体 一 和冷却铜管及锚定板等 并达到如下要求 本体高度允差为 20mm 宽度允差为 7mm 长度 上 允差为 15mm 长度 下 允差为 25mm 4 上部骨架等吊装 利用塔吊 按上 2 的方法和顺序 吊装上部骨架 闸板框架 安装闸板 等 上升烟道上部骨架应满足如下要求 高度允差为 6mm 宽度允差为 6mm 长度允差为 10mm 对角线允差为 8mm 5 其它安装 安装上升烟道连接部 顶部 H 梁 6 注意事项 a 注意与余热锅炉接口的安装尺寸 b 沉淀池封顶前必须将水冷闸板吊进池内 c 上升烟道壳体 二 与上升烟道钢骨架横梁不允许焊接 只能用螺 18 栓连接 5 95 9 精矿喷咀安装精矿喷咀安装 1 喷咀空气腔等吊装 利用吊装反应塔四楼的吊装特点 见图 11 21 吊装精矿喷咀空气腔和中 央喷射器及附件 图图 11 2111 21 精矿喷咀吊装示意图副本精矿喷咀吊装示意图副本 2 氧气烧咀等安装 安装氧油咀 安装精矿喷咀阀门组和氧油烧咀阀门组 3 注意事项 a 精矿喷咀在塔顶筑炉完毕后才能安装 b 空气腔出口应缩进塔顶内表面耐火砖 30 50mm 5 熔炼炉冷却装置 见图 11 22 都是埋设在耐火砖内或不定型耐火 物内 因此要绝对保证不泄露 否则将会造成严重后果 为此 在安装前对所 有铜水套 铜水管要进行编号 外观检查 然后逐一进行水压试验 作出记录 并妥善保管 19 图图 11 2211 22 熔炼炉炉体冷却部分分布示意熔炼炉炉体冷却部分分布示意 1 塔顶水冷 H 梁 2 塔壁铜管 3 通水套 4 塔连接部铜管 5 池壁管 6 水平套管 7 倾斜水套 8 池顶水冷 H 梁 9 烟道连接部铜管 10 钢板水套 1 水压试验压力为 1Mpa 稳定时间 30min 无冒汗为合格 2 安装铜水套 铜管时 不能用钢丝绳直接捆绑 要在钢绳外部包上塑 料制品或橡胶等柔性材料 尤其是螺纹部分要特别保护好 以免损坏 3 H 型冷却梁的铜管安装后 焊上 V 型筋爪 将 H 型梁内油污 焊渣等 赃物清扫干净 然后浇筑不定型耐火物 不定型耐火物浇筑十四天后 温度 30 以上可缩短至 7 天 才能翻边或吊装 4 冷却装置安装完毕后 在交付筑炉前还要进行一次水压试验 确认合 格后方可交付建筑施工 6 全过程安装注意事项 1 安装中继续进行基础沉降观测 并作记录 2 冷却铜水套盒冷却铜水管 必须在安装前按 1Mpa 的水压进行试压检查 并稳压 30 分钟无渗漏 试压完后 必须用压缩空气吹扫干净旋上管帽保护 同 时 作好试压记录 3 安装中切勿碰伤损坏冷却钢管 铜套 如有碰撞损伤 必须重新试压 合格再安装 20 4 冷却铜水套 铜水管安装后必须按 1Mpa 的水压进行系统试压合格 方 可交付捣打或筑炉 5 H 梁必须先捣打后吊装 6 铜水套 铜水管吊装时 在吊索捆绑处必须用软件材料进行保护 最 好钢绳外套橡皮或塑料管保护为宜 严禁吊索与铜水套 铜水管直接接触 6 6 施工进度计划及工期保证及措施施工进度计划及工期保证及措施 6 16 1 施工进度安排施工进度安排 根据现场施工条件拟从批准之日起开始安装 到第四个月中旬开始交付筑炉 再到第六个月中旬交付烘炉 要求业主方所采购水套等辅助设备及零部件及时 供货到位 6 26 2 施工进度计划表 附件 施工进度计划表 附件 6 36 3 进度保证措施进度保证措施 合理安排 统一部署 统一高度 确保工期 及时调配施工所需材料机具以 确保施工顺利进行 7 7 质量保证体系及措施质量保证体系及措施 7 1 根据本工程的特点和重要性 组织完整的质量保证体系 见质量 管理体系网络图 责任到位 落实到人 实现对工程质量的全过程控制 以保证提供合格产品 7 2 设专职或兼职质量员 负责工程施工过程中的质量跟踪检查和质量控制 情况汇报工作 并实行质量一票否决权制度 7 3 严格坚持 三检 三工序 原则 自始至终把质量摆在首位 7 4 严格规范工程质量记录 发生质量问题能及时追溯 明确当时状况 便 于处理 7 5 严格按照十五冶 质量环境职业健康安全管理手册 Q 15YSC17 04 文 件对工程质量进行控制和施工 7