闪速炉本体安装施工方案.docx
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闪速炉本体安装施工方案
江铜集团30万吨/年铜冶炼工程闪速熔炼炉本体安装
施
工
方
案
中国十五冶第三工程公司
二00六年六月二十六日
审批栏
批准
审核
编制
会签栏
施工质量
经营安全
供应计划
行政劳资
目录
一工程概况·······················4
二工程难点及特点····················4
三编制依据·······················4
四前期准备·······················5
五施工程序·······················10
六主要施工方法·····················11
七施工进度计划和保证措施················21
八质量保证体系及措施··················21
九安全保证体系及措施··················22
十附图和附表······················25
10.1质量管理体系网络图·················25
10.2安全管理体系网络图················25
10.3施工平面布置图··················26
10.4施工进度计划表··················27
一.工程概况
1.1闪速熔炼炉安装是江铜集团新建30万吨/年铜冶炼厂的核心工程之一，闪速炉也是熔炼工艺的一台重点设备。
该工程由南昌冶金设计研究院设计，本体结构由我公司结构厂制造。
本体设备安装在熔炼主厂房B-D列，2—5线之间，沉淀池在标高为▽6.000m的基础上。
1.2闪速炉本体设备安装主要包括闪速炉本体钢结构支撑框架，沉淀池，反应塔，上升烟道，冷却水套试压安装几部分组成。
二.工程难点及特点
2.1闪速熔炼炉采用德国奥托昆普公司炼铜技术，本体钢结构和非标设备，均由我公司结构厂在车间制作好后再运到安装现场组装，其中水冷部件和涡卷弹簧等配套部分由业主自行采购供料。
2.2本工程为一新建工程，位于原冶炼厂西侧，周边环境复杂。
施工大临条件差，对施工及保卫都有一定困难。
本次吊装的炉体框架均存在高低错层，构件采取螺栓连接，主要节点采用对接形式，对安装精度要求高。
由于和主厂房钢结构一道穿插施工，单件重量13.6吨，起吊高度近26米，安装施工难度较大。
2.3本方案未作描述的严格按奥托昆普公司提供的«炉体结构及水套安装说明书»要求施工。
三.编制依据
3.1南昌设计院设计图纸。
3.2奥托昆普公司提供的«炉体结构及水套安装说明书»。
3.3GB50231-98《机械设备安装工程施工及验收规范》。
3.4GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》。
3.5《炼铜闪速炉安装工法》（部级）
3.6《有色金属工业建设工程机械设备安装质量检验评定标准》
3.7类似工程施工经验。
四前期准备
4.1技术准备；工程开工前，由技术负责人组织相关施工人员对图纸进行自审和会审，熟悉图纸，并就自审和会审过程中发现地问题编写图纸自审记录和图纸会审记录，以书面形式向业主方及设计方请求设计交底。
施工技术员编制作业指导书，确定重要部位施工顺序和吊装方法，根据施工的进度安排，进行技术交底。
4.2人力资源准备；根据工程量及业主对工期的要求，综合考虑各类人员的配备，及时调配人员到位。
附人力资源配备计划表：
工种
项目经理
安装队长
技术负责人
材料员
人数
1
1
1
2
工种
铆工
钳工
电焊工
管道工
人数
8
6
8
1
工种
油漆工
架子工
起重工
测量员
人数
4
4
2
2
工种
汽车司机
吊车司机
维修电工
辅工
人数
2
4
1
4
4.3施工工机具准备；根据工程量及现场情况，综合考虑各类施工工机具的配备，及时采购或调配到位。
附施工工机具配备计划表：
序号
机具名称
规格/型号
单位
数量
备注
1
塔吊
400t·m
台
1
闪速炉吊装
2
履带吊
150t
台
1
闪速炉吊装
3
汽车液压吊
25吨
台
1
卸车及构件倒运
4
汽车液压吊
8吨
台
1
水套倒运
5
交流焊机
BX3-500
台
4
6
逆变焊机
ZX7-400
台
6
7
空压机
6m3
台
1
8
红外线烘箱
ZYHC-100
台
1
9
超声波探伤仪
台
1
10
卡环
M24
个
20
11
卡环
M36
个
8
12
卡环
20t
个
6
13
环链手拉葫芦
5t
个
8
14
环链手拉葫芦
2t
个
10
安装反应塔等
15
氧气表
块
6
16
乙炔表
块
6
17
秒表
块
1
铜水套试压
18
碳弧刨
套
1
19
螺旋千斤顶
5t
台
4
20
扭矩扳手
M30、M24
套
各一
21
钢卷尺
50m
把
2
22
角向磨光机
φ180
台
4
23
角向磨光机
φ100
台
4
24
压力表
3MPa
个
2
铜水套试压
25
水准仪
DSA280
台
1
26
光学经纬仪
苏光J2-1
台
2
27
焊条保温筒
个
8
28
撬棍
L=2m
根
5
29
撬棍
L=300mm
根
5
30
弹簧称
20kg
个
2
31
电动试压泵
3MPa
台
1
32
手动试压泵
2MPa
台
1
33
平板车
15t
台班
60
钢构件倒运
34
汽车
5t
台班
60
钢构件倒运
4.4施工措施准备；施工技术负责人根据施工内容及现场情况，综合考虑各类施工用措施材料的配备，并联系物资部门及时采购或调配到位。
附施工措施用材料配备计划表：
序
号
材料名称
规格/型号
单位
数量
备注
1
钢丝绳
6×37+1Φ26
m
35
2
钢丝绳
6×37+1Φ36
m
42
3
钢丝绳
6×37+1Φ20
m
50
4
白棕绳
Φ19
m
100
5
枕木
250*300*2500
根
16
现场存放铜水套
6
角钢
L50*5
kg
20
铜水套试压
7
钢管
DN100
m
5
铜水套试压
8
钢管
DN25
m
5
铜水套试压
9
球阀
DN20
个
10
铜水套试压
10
槽钢
［10
kg
700
铜水套安装平台等
11
圆钢
Φ12
kg
500
爬梯
12
圆钢
Φ20
kg
300
挂篮
13
无缝钢管
Φ100*6
kg
30
铜水套试压
14
无缝钢管
Φ60*5
kg
100
铜水套试压
15
工字钢
I14
kg
450
制作临时支承架
16
钢轨
38kg
kg
2300
制作临时支承架
17
钢板
δ=20
kg
230
制作吊耳
18
托轮
D=100
个
4
铜水套试压
19
脚手架管
Ф48*3.5
t
8
施工脚手架及试压棚等
20
扣件
直角型
个
1500
21
扣件
对接型
个
300
22
扣件
回转型
个
300
23
石棉瓦
m2
200
大临、试压棚
24
安全网
m2
800
熔炼炉基础
25
角钢
∟75*5
Kg
800
临时楼梯等
26
软吊带
副
3
安装铜水套等
27
快速接头软管
DN20P=3MPaL=1.5M
根
10
铜水套试压
28
耐压橡皮管
DN20P=3MPa
m
10
铜水套试压
29
U型管卡
DN20
个
20
铜水套试压
30
分水器
φ219*6L=1M
个
80
铜水套试压
31
护套线
2.5mm2
m
100
铜水套试压
32
软电缆
1.5mm2
m
100
铜水套试压
33
行灯
盏
2
铜水套试压
34
生料带
卷
200
铜水套试压
35
碎石
m3
30
吊车进场道路
36
吊耳
-26*200*200
kg
655
反应塔及上升烟道吊装用
其他消耗材料若干
4.5施工大临及现场准备；联系业主方请求提供水电气接点，现场平整及施工车辆进出路线修筑。
做好三通一平一围。
见施工平面布置图。
4.6设备基础交接验收及基础放线的准备；会同业主，监理，土建基础施工单位对现场基础进行交接和验收，并作好验收记录。
本工程按设计蓝图及《机械设备安装工程施工及验收规范》（GB/50231-98）通用规定的标准，组织检查验收。
对交接过程中发现的基础不合格或质量问题，协同各方提出补救措施，对严重不合格的基础拒绝接收。
基础验收后，安排人对基础进行复测、放线、预埋标板、预埋沉降观测点。
利用经纬仪测出基础纵横中心线，并按图要求位置埋好中心标板，刻好中心线，加盖保护。
在基础壁预埋沉降观测点，并保护好，测出标高作好记录，以备作沉降观测用。
附设备基础验收允许偏差表：
序号
项目
允许偏差（mm）
1
基础坐标位置（纵横轴线）
±20
2
基础各不同平面标高
+0，-20
3
基础上平面外形尺寸±20
凸台上平面外形尺寸
-20
凹穴尺寸
+20
4
基础上平面的水平度
每米
5
全长
10
5
预埋地脚螺栓
顶端标高
+20，-0
中心距（跟部和顶部测量）
±2
6
预留地脚螺栓孔
中心位置
±10
深度
+20，-0
孔壁铅垂度
10
其中，闪速熔炼炉预埋钢板及螺栓的允许偏差，具体按蓝图验收。
附基础预埋钢板验收允许偏差表：
预埋钢板型号
中心偏差（mm）
水平允差（mm）
SF-101、SF-102、SF-112
±10
±2
SF-107…111SF-113…114
±6
±2
SF-103…106
±3
±2
附基础螺栓验收允许偏差表：
主框架螺栓
顶部螺栓标高差（mm）
螺栓中心偏差（mm）
±10
±5
附基础预埋钢板、螺栓允差示意图：
附沉降观测点布置示意图：
4.7构件及设备进场准备；根据施工顺序和施工进度，联系公司结构厂或业主方组织构件及冷却水套等的进场，并作好构件及冷却水套的清点验收，安排现场摆放位置，并作好防护措施。
考虑到小构件容易丢失和损坏，小构件卸车时放在经理部现场办公室区域内；大构件就近卸在闪速炉安装区，尽量避免二次倒运。
五.施工程序根据目前工程情况，本工程采用以下顺序安装：
施工准备--→作业指导书及技术交底--→中心标高及基准点埋设--→沉降观测点观察--→主体框架吊装（预留FS2、FS3线大梁）--→炉体底梁底板安装--→上升烟道安装（封FS3线大梁及上升烟道顶部框架）--→沉淀池侧立柱框架安装--→反应塔安装（水套提前试压），FS2线大梁及反应塔顶部封闭--→上升烟道顶部安装--→沉淀池顶部安装--→反应塔顶部安装--→上升烟道闸板框架安装--→冰铜口、出渣口装置安装--→其他附属件安装--→配合筑炉安装冷却部件和吊挂件--→系统试压--→点火烘炉及投料
（注：
根据安装顺序，将各部位的冷却铜水套，按顺序进行安装）。
六.主要施工方法
6.1主体框架安装
6.1.1主要工程量
闪速熔炼炉体框架总重量约97.8吨，其中大型钢柱8根，大型钢梁4根；炉体主要构件的参数如下表一：
表一炉体框架大件清单
序号
构件号
单重（Kg）
长度（mm）
顶面标高
1
SC-101
6106
15322
+18.315
2
SC-102
6109
15314
+18.315
3
SC-103
7980
16587
+19.560
4
SC-104
7931
16587
+19.560
5
SC-105
5691
15322
+18.315
6
SC-106
5706
15322
+18.315
7
SC-107
7567
16587
+19.560
8
SC-108
7518
16587
+19.560
9
SB-102
13587
13100
+18.285
10
SB-103
13638
13100
+18.285
11
SB-114
7953
13100
+19.560
12
SB-115
7983
13100
+19.560
说明：
以上数据根据奥托昆普公司图纸提供，仅供参考。
由上表可知熔炼炉框架钢柱最重为7.98t，截面尺寸为H1000*550*15*35，钢梁最重为13.638t，截面尺寸为H1500*600*18*50，其它次构件中最大单重为4.6t（SB-185）。
6.1.2主要施工机具的配备
6.1.2.1钢丝绳的选用
钢丝绳的选用主要根据最大构件
13.638t（SB-103）来考虑计算，受力如右图所示，其钢丝绳静拉力荷载为：
F=G/2=mg/2=13638*10/2=74750N=68.19KN
查手册钢纤维芯钢丝绳破断换算系数为1.249，
安全系数取K=6,故破断拉力为
Fg=F*K*1.249=68.19×6*1.249=511.02KN
查表得应选用直径36mm的6*37+FC纤维芯，抗拉强度为1470MPa的钢丝绳，其破断拉力为562KN,大于511.02KN，满足吊装需要。
钢丝绳长度根据受力简图和帮扎位置及构件截面尺寸计算如下：
L1=[5100×
/2+（1500+600）*2]*2=17.6m，两端插头长度每端1.5m，故每根钢丝绳下料长度L=17.6+1.5×2=20.6m，吊装前钢丝绳需准备2副以备使用。
6.1.2.2起吊高度的确定吊钩高度根据吊具高度、构件设计标高和地面标高等确定，在起吊最大钢梁SB-159（14.985t）时，钢丝绳垂直高度4.4m，钓钩高度1m，构件最大顶标高19.56m。
6.1.2.3吊机的选用为了方便闪速炉的吊装，我单位特调来一台400t·m塔吊、一台150t履带吊、一台25吨汽车吊和一台8吨汽车吊，其中400t·m塔吊安装在主厂房F列到G列之间，150t履带吊停放在A到B列之间,两台大吊车分别在闪速炉两侧吊装闪速炉结构。
25吨汽车吊机动安排，主要用于闪速炉结构的卸车和倒运。
8吨汽车吊机动安装，主要用于水套及一些小构件的倒运。
根据所吊构件的最大重量和最大高度及回转半径计算，400t·m塔吊和150t履带吊完全可满足吊装需要。
6.1.3吊装顺序先吊FSB列4根柱，后吊FSA列4根柱，然后安装支撑及斜撑，让立柱形成稳定结构。
再吊装FS1线，FS4线大梁。
待内部构件吊装完毕，安装反应塔和上升烟道时再封顶。
如上图所示。
6.1.3.1钢柱的吊装钢柱均为焊接H型钢柱，在钢柱进场后，在钢柱腹板和翼板的顶部及底部分别标好中心线，打好样冲点，同时在距钢柱底板一米处标好标高线，方便吊装时观测钢柱垂直度和测量标高之用。
吊装前，用φ12钢筋制作8部爬梯，爬梯高度根据8个钢柱高度来确定，事前捆扎在钢柱上，以方便吊装时上下钢柱之用。
在柱顶设操作平台八个，用两根[10槽钢，紧贴柱面，用对拉螺杆拉紧，上铺跳板，用铁丝绑轧。
钢柱起吊就位后，测量工配合吊装工人测量钢柱的垂直度和标高，垂直度和标高调整好后，钢柱底板垫实垫平，拧紧地脚螺母，系好揽风绳，才能松钩。
接着吊下一根钢柱。
6.1.3.2钢梁的吊装为保证钢架整体刚性，吊好相邻两根钢柱后，就应该立即安装一根两柱之间的钢梁将两柱连接成一整体形成一片钢架。
吊完相邻两片钢架后，就要将两片钢架连成一个整体框架。
所以钢柱与钢梁吊装应该是交错进行的。
钢梁吊装前在梁两端各系一根的棕绳，防止吊装过程中钢梁打转，也方便钢梁就位。
主体框架就位后，就可进行其它次梁的吊装。
6.1.3.3在主框架初步形成以后，对钢柱和钢梁再进行复测调整，并最终拧紧地脚螺栓和连接螺栓。
在主框架的基础上进行次构件的安装就位。
6.2沉淀池安装沉淀池安装是同主体框架同时穿插进行的。
6.2.1基础预埋件验收
对基础预埋件验收时，复测基础预埋件应满足水平偏差为±3mm，中心线允差为±5mm。
6.2.2炉体底梁安装基础预埋件验收后，安装炉体底梁。
炉体底梁的安装关键是要控制安装精度，底梁的安装精度直接影响到上面的沉淀池和反应塔的安装精度，从而影响安装质量。
6.2.2.1先将纵向梁起吊到安装位置，对接并用连接螺栓连接好，连接螺栓的紧固扭矩为380Nm。
注意紧固时应按从内向外从中间向两边的顺序紧固连接副，以保证同一连接副内所有螺栓受力均匀。
纵向梁连接好后，摆放在安装位置，安装固定钢板，紧固固定钢板螺栓扭矩为390Nm。
考虑到炉体的纵向热膨胀问题，所以梁的安装时螺栓孔中的螺栓不要紧得太紧，紧固扭矩不得超过100Nm。
然后用手锤把螺栓尾部螺纹砸毛以防止螺母松动脱落。
检查梁的高度水平和位置，适时调节地脚钢板，以保障梁的水平及标高尺寸。
炉体底梁安装好后，对炉体底梁进行复测应满足标高允差为±3mm，中心线允差为±3mm，水平度偏差1‰。
经检查底梁符合偏差标准后，最后对地脚固定钢板进行混凝土浇注。
6.2.2.2纵梁安装好后，将底部横梁吊放到安装位置，用螺栓连接到下部槽梁并固定，两根梁之间的最大水平偏差为±2mm，可以通过调节纵向梁和横梁之间的钢，以保障梁的水平度。
同样横梁的安装也要考虑到炉体横向热膨胀，紧固扭矩不超过100Nm。
然后用手锤把螺栓尾部螺纹砸毛以防止螺母松动脱落。
6.2.3炉体底板安装安装前先清理杂物，主要是炉体底梁上的临时支承架。
杂物清理后，开始安装炉体底板。
底板安装完后，方可进行上升烟道、反应塔的拼装工作，拼装时必须注意底板的保护，严禁在底板上补焊、锤击等。
6.2.4沉淀池框架和侧板安装
6.2.4.1上升烟道安装完毕后，即可进行沉淀池框架安装。
沉淀池框架由侧立柱，顶梁组成，先安装沉淀池侧立柱，待反应截安装完毕再进行沉淀池顶梁安装。
6.2.4.2其它安装沉淀池外部其它框架部件安装焊接。
沉淀池侧板的安装需与立式铜水套同时进行，应按铜水套配置图按件号就位。
根据各开孔的标高检查铜水套的安装标高。
6.2.5沉淀池顶部安装安装沉淀池顶部的时候分别在FSA、FSB两侧的FS2-FS3线处留有预留口，这样可以方便安装沉淀池内部的冷却铜水套。
见沉淀池顶部安装示意图：
6.2.6沉淀池构件数量多但重量不大，其顺序先吊装靠1-6线的端面侧架等构件，再依次由1-6线往1-10线吊装。
见炉体平面布置图：
注意事项：
（1）沉淀池框架、四面侧板安装后，再进行沉淀池顶部安装。
（2）沉淀池封顶前必须将沉淀池的铜水套吊进沉淀池内。
6.3上升烟道框架及筒体安装
6.3.1上升烟道安装；用塔吊将上升烟道分片放入沉淀池内，用工字钢及轨道在上升烟道下形成拼装平台，对上升烟道进行拼装。
6.3.2上升烟道拼装检验合格后，先将上升烟道吊挂装置装好，再用塔吊将上升烟道上部筒体吊起与吊挂装置结构。
在▽14.00m平面搭设一圈双排脚手架，用于上升烟道上部筒体结构。
6.3.3在沉淀池内组装上升烟道中部筒体，然后焊接吊耳，将其整体吊装就位。
6.3.4上升烟道下部筒体在沉淀池内组装焊接完毕后，装上水平水套，再整体吊装与上部筒体结构。
6.3.5安装上升烟道顶部框架和事故烟道及烟道废热锅炉侧出口。
6.3.6上升烟道框架及上部、中部、下部筒体安装等，应达到如下要求：
本体高度允差为±20mm；宽度允差为±7mm；
6.3.7上升烟道闸板等吊装
利用塔吊吊装上升烟道闸板框架及闸板。
上升烟道闸板框架应满足如下要求：
高度允差为±6mm；宽度允差为±6mm；
长度允差为±10mm，对角线差允差为＜8mm。
6.3.8注意事项注意与废热锅炉接口的安装尺寸。
6.4反应塔安装反应塔总高度为7705MM，最大直径7344MM，一共有17道圈梁组成。
综合考虑安装难度及到货顺序，并且考虑到后续的水冷部件的安装，本方案拟定倒装法进行反应塔的安装，即从塔顶到塔底的顺序，将一共17件圈梁依次倒挂就位。
安装顺序是：
SR-130
SR-121
SR-12
2SR-121
SR-121
SR-121
SR-121
SR-121
SR-120SR-1
11SR-1
11SR-111SR-111SR-111SR-111SR-110
SR-100
6.4.1反应塔拼装焊接由于反应塔圈梁是超宽超大件，在车间整体制作后，再将其拆成两个半边运输到安装现场，再拼装成整体安装。
在炉体沉淀池底板上制作临时拼装支承架。
利用安装好的沉淀池底板，在其上面安放三根工字钢，在工字钢上安放三条轨道，三条轨道要校正，保证其标高和水平度准确。
组成的临时支承架，用于拼装反应塔。
按序号将SR-130圈梁的两节半圆筒体吊放在支承架上，用定位销将两节半圆筒体准确定位，
调整放平组合好，连接好连接螺栓并拧紧。
如下图所示：
6.4.2反应塔圈梁安装在吊装各段反应塔前，利用反应塔主框架在反应塔四周均匀设置4个吊点，各挂一个3吨手拉葫芦，事先制作好一个圆环形操作平台见下图，4台手拉葫芦挂住圆环形操作平台。
工人站在平台上，便于紧固各节反应塔连接螺栓。
将SR-130圈梁拼装连接好后，在其内均匀分布四个吊点，分别焊上临时吊耳，以便吊装就位。
利用5t手拉葫芦平移至反应塔下部，再利用塔吊挂好四个吊耳将其吊到安装位置上好吊挂件，锁好T型梁及轴销，安装就位。
圆环形操作平台：
6.4.3余下各段圈梁的安装SR-130圈梁拼焊安装就位后，接着进行以下各段的拼装和就位，方法如同SR-130的安装，每拼装好一段圈梁后，就利用5t手拉葫芦平移至反应塔下部，按水平水套安装图排放好水平水套，并将水平固定角铁焊好后，再利用塔吊挂好四个吊耳将其吊到安装位置，安装位置严格按图要求布置。
工人站在圆环形操作平台上将其与上一节用螺栓连接紧固好。
然后松手拉葫芦，将操作平台下降一定高度，以准备安装下一节圈梁。
如此往复地将17节圈梁安装就位。
6.5闪速炉冷却水套安装
闪速炉冷却装置都是埋设在耐火砖内或耐火物内，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，要进行编号、外观检查。
然后按照安装先后顺序逐一进行水压试验，同时按编号做好试压记录并妥善保管。
由于铜水套试压工作量大，为方便试压和保护铜水套，我部准备在经理部院内搭设一个临时试压棚（见临时铜水套试压棚示意图），试压合格后再用一台5吨汽车根据需要运到安装现场。
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