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焙烧炉制安方案

沸腾焙烧炉制作安装

施

工

方

案

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日期：

编制依据

一、施工组织设计

二、100kt/a锌冶炼及资源综合利用工程施工图CBYL719-TM；

三、本方案执行的主要技术规范、标准文件

1、工程测量规范（GBJ50026—93）

2、建筑地基基础施工质量验收规范（GB50202—2002）

3、建筑机械使用安全技术规范（JGJ33-2001 J119—2001）

4、龙门架及井架安全技术规范（JGJ88—92）

5、建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规范（JGJ103—2001）

6、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46—88）

7、建筑工程施工现场供用电安全技术规范（GB50194—93）

8、钢结构工程施工及验收（GB50205-2001）

9、建筑钢结构焊接规程（JGJ81-91）

10、钢结构、管道涂装技术规程（YB/T9256-96）

11、现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 (GB50236-98)

12、冶金建筑安装工程施工及验收规范（YBJ212-88）

13、工业安装工程质量检验评定统一标准（GB50252-94）

14、建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2001)

15、工程建设标准强制性条文

一、慨述

10万t／a锌冶炼沸腾焙烧炉制作安装工程主要由风箱、沸腾炉床、炉壳、炉顶盖四大部份与燃烧装置、外部保温等构成，设备重量重，其中金属构件320吨，砌筑1156吨。

沸腾焙烧炉下部的锥体风箱与炉壳底相焊接；底板上部的沸腾炉床则由工字粱和空气分布板及耐热浇注层组成；焙烧室炉壳分下、中、上三段，其中下段直径12.89m，上段直径16.386m，中段为变径段，室内耐火砖，顶部为球冠形：最上部的炉顶盖由放射状骨架和盖板组成；炉体外部（除风箱）铺设保温层，并以铝板覆盖。炉体实际全高为29.670m。

沸腾焙烧炉炉壳板厚为30mm、25mm、20mm、18mm四种，环底板为50mm，风箱、花板为8mm，盖板为10mm。

沸腾焙烧炉的材质主要有Q235-A、1cr18Ni9、ZGcr28、HT150。

沸腾焙烧炉安装在标高▽6.300m的环形砼基础上,焙烧炉顶部标高为▽31.170m。

江铜10万t／a锌冶炼沸腾焙烧炉是该工程中最关键的设备，因按机械设备制造标准设计，故其安装技术标准相当高；炉体材料品种繁多，材质复杂；焊接工艺多样化，又涉及同种钢和异种钢的焊接，尤其板厚、焊接量大，其质量控制要求严格。以上是该焙烧炉工程的显著特点，也是制作与安装难度的焦点。

二、焙烧炉制作

炉壳制作工艺：放样、原材料矫正→号料→下料及坡口制备→压头→滚圆→预拼装→矫正→定位板等焊接→防腐处理→编号出厂。

1、制作技术要求

1.1 材料

1.1.1 钢材

所有钢材应有质量合格证，否则应作包括化学成份、机械性能的复验，其结果必须符合国家标准的规定的设计要求，方可使用。

钢材外表的锈蚀、麻点、划痕深度应＜0.5mm，不得有夹层，裂纹，发现缺陷，必须会同有关方面研究处理。

由于钢材材质种类较多，甚至同一规格的钢材材质也有不同，故钢材进库时必须严格区分，分类堆放，并标明材质，不得混淆。

1.1.2 焊接材料

焊条、焊丝、焊剂必须有产品质量合格证，并符合设计要求。

焊接材料入库时，必须存放在干燥、离地有一定高度的货架上。

凡药皮脱落的焊条、焊芯生锈的焊丝、受潮结块的焊剂不得使用。

采用手工焊时，材质Q235-A钢采用4303焊条，，不锈钢采用A102焊条。风帽与Q235的焊接采用A302焊条，以上各种不锈钢与碳钢的焊接全部采用A302焊条。

焙烧炉炉壳采用二氧化碳气体保护焊，焊丝采用ER50-6、

焊条在使用前必须按规定进行烘焙。

1.1.3 其他材料：连接用螺栓、涂料均应有质量合格证，并符合设计要求和国家标准的规定。

1.2 放样及材料校正

熟悉图纸，仔细阅读技术要求及说明，并逐个核对每圈炉壳各块圈板的形状尺寸、坡口形式和锥体方向等。

放样所需计量工具均应符合国家标准。

放样比例为1:1，在样板台上弹出大样，然后用铁皮或扁钢制作样板。

原材料在号料之前采用机械矫正。

1.3 下料

炉壳下料、焊缝坡口在下料平台上进行，必须严格控制焊缝坡口角度，坡口尺寸按图纸要求进行，保证坡口的匀直性。下料完毕，清除熔渣及金属飞溅物。

1.4 压头及滚圆、预制

为保证接头处的曲率，所有炉壳滚圆前均须经机械压头处理或留头。滚圆工序在t=30mm卷板机上进行，卷制时注意进给方向，以严格控制锥角。卷制完毕，用样板检查椭圆度，不合格的应予以返工。

2 制作顺序

风箱→支撑环→空气分布板→主梁→炉壳→炉顶盖→其他构件。

3 一般规定

所有构件均以单件（块）制作后运往安装现场拼装及吊装。

必须认真、精确放样、号料；需卷弧的板料在号料后应栓查对角线、长、宽、尺寸；应放切割余量（见下表）。

板厚预留切割缝余量

＜14 2

16～26 2.5

28～50 3

碳钢板切割全部采用半自动切割机和机械切、割，拟设专用切割平台。平台必须设置平整，见下图示意。板料切割后其允许偏差值见下表。

不锈钢的切割采用机械和等离子切割。

焊接坡口的制备按施工图要求采用半自动切割机加工、施工图上未规定的将按现行国家标准选取。

号料后的零件均应用油漆编号。

图示测量部位

允许偏差

A B

长度

宽度

长度、宽度

板厚

尺寸范围 6～27 27～50 50～100 ＜1000 ±1 ±1.5 ±2 1000～3150 ±1.5 ±2 ±2.5 3150～6000 ±2 ±2.5 ±3 6000～10000

±2

±2.5

±3.5

对角线 ≦2 直线

度 AB 、CD

≦2

AC 、

BD ≦1

4 主要部件的下料 (1) 风箱

考虑分五段组装，按定尺宽1800mm 、下料宽1400mm 配板。为保证风箱拼装及焊接后的总高度尺寸，在最下段的一带板宽预放各带环焊缝焊接收缩量3mm 。

风箱配板示意图

风箱纵、横（即环向）拼接缝采用“T ”形缝，坡口采用单“V ”形。注意上、下两带的纵焊缝间距应＞200mm ，同带的纵焊缝最小间距应＞500mm 。

(2) 主梁

沸腾炉床处共14根工字钢主梁。梁的下料根据到料情况定，如需接头则采用对接方式，腹板及下翼缘板加加强板。

梁上部的“L ”形连接板量多宜采用铁样板号料，以利其互换性。 (3) 炉壳

壳体主要包括下部底板，下、中、上三段炉壳，四道支承环及筋、肋等。锥体先放1:1实样后才能下料。

炉壳配板以减少焊缝、立焊缝错开200mm 以上及尽量避开开孔为原则。考虑焊接收缩因素，在每段炉壳高度上预放量；另在圆周长上也预放量，即δ≧25每块弧板放长1.5mm ，δ≦20每块弧板放长1mm 。坡口按施工图制备。第一、二带（钢板厚为25mm)考虑到有很多开孔，定尺宽分别为2.3m 、

第三段

第四段

第一段

第二段

200

纵缝

环缝

1.7m的钢板。锥体部分（钢板厚为20mm)为了减少焊缝及安装难度定尺宽为

2.5m，下料宽为2231mm。上壳体（钢板厚为18mm、30mm)定尺宽为2100mm、环底板按等分下料，但每等分板可视钢板尺寸进行拼接。因环底板采用单片安装，所以环底板的对接焊缝采用单边坡口。

(4) 花板

炉床周边的基本上每种规格为一块，中间分别有数十块，为保证下料精度，边框板、孔板、密封板都宜优先采用机械剪切下料，然后校平。

(5) 炉顶盖

必须先放1:1实样然后才可下料。

5 主要构件的加工

(1) 风箱的加工

垂直段及锥体弧板全部采用30×3000mm卷板机卷板。应用弦长≧1500mm的弧形铁样板检查圆弧曲率。其间隙应≦2mm；并检查弧板上下口的弦长及对角线，弦长偏差≦10mm，对角线偏差应≦2mm。不合格的弧板应当即处理。

成型的弧板，必须存放在专用运输托架上，存放块数不得超过四块，以防变形。托架制作四个，见炉壳托架图。

主梁在安装前必须检查及校正工字钢的平整度，允差值为±1.5mm。这是控制炉床平整度的关键点，必须严格检查。

将主梁两端垫平（中间悬空），采用水平仪检查平整度，允差值为≦2mm。合格的梁在吊运过程中宜将吊钩挂在下翼，防止上翼的变形，同时用油漆标明警示。

上述工作完毕，应精确地排出两端孔及梁上部“L”形连接板定位尺寸，随后采用磁力钻钻孔，焊接连接板。注意连接板的垂直度是控制空气分布

板安装质量的关键。

(2) 炉壳的加工

炉壳加工要严格按图控制周长，安装要按图留焊接缝，焊接前要清理干净焊缝两边油污、锈及焊缝的氧化物，其它同风箱。

（3）预拼装

炉壳卷制完毕，锥体必须进行预拼装。预拼装按从下往上的顺序进行，每次圈带数一般为1-3带，上次的预拼装最上圈作为下次的最下圈。预拼装时，在最下圈炉壳内外壁上0°、90°、270°、360°处作好标记并打上样冲眼，然后按设计排版图，将其上各带炉壳逐块吊装到位，注意保证圈板的周向位置的精度。检查各带炉壳的接缝质量、上口水平度、椭圆度、外圆周长等，不合格的应予以返工。确认预拼装合格后，在各圈炉壳内外壁上0°、90°、270°、360°处作好标记并打上样冲眼，作好圈带的编号。在炉壳对接纵缝的内侧上、下口焊好定位板，控制焊接变形。炉壳组对质量检查合格后，即可对每块炉壳板打撑,打撑采用角钢75×6做剪刀撑。拼装允许偏差见炉壳安装允许偏差。

（4）防腐：采用机械方式除锈，以达到Sa2.5级标准为合格。为防返锈，机械除锈后4小时内必须涂装一遍底漆，涂装采用喷射方式，注意焊缝两侧各50mm范围内不得涂装。

炉壳锥体拼装示意图

16×1200δ＝20

24根炉壳

销钉 24套

定位孔板、耳板、室外地坪

300

δ＝30

定位板-300×30×800

24块11

1--1

800

（5）炉壳制作经检验合格后进行编号、组织出厂。采用专用托架（如下图）存放和运输，以防变形。托架制作八个。

炉壳托架图

5000

炉壳宽度

另外炉壳下料前必须根据炉壳的排版图下料。排版根据市场材料尺寸情况及定尺情况进行。

(6)花板的加工及焊接

边框角钢先加热后用油压机模压成型，冷却后逐一检查其垂直度、高度。

异型钢结构件数量多，应采用模具化装配，要求装配平台平整度1mm 。

花板装配点焊后，用卡模固定在δ≧30的平台板上，先焊两长边，后焊两短边，而且应从焊缝中点向两端分段退焊，待焊缝完全冷却后再撤卡模。

花板焊后必须校平，平整度应≦2mm；然后划线排孔，采用靠模钻孔，钻孔允差0.25mm。

风帽（ZGcr28）与花板（碳钢）为异种钢焊接，它是保证分布制作质量的关键。组装时必须保证风帽与花板的垂直度，先在平台板上设若干经机加工的标准孔板及模具，再将分布板反扣其上，后逐一装入风帽点焊牢，最后进行焊接（见图九）。焊接应注意：

a、采用直流焊机；

b、选用?3.2的A302焊条；

c、采取焊条不摆动、快速、短弧焊；

d、为防止分布板变形，应采用跳焊。

风帽焊毕，用蜡将?6孔堵住，防止运输、堆放、浇注砼时永久堵塞。

三焙烧炉安装

焙烧炉安装吊装的单件最大重量为3.2t,回转半径为26m,选用吊装机具为QF80A塔吊, 在塔吊旁设20×20m的现场拼装平台，配备QY16型汽车吊，供构件卸车及转运。吊装炉壳板时为防止炉壳板变形采用扁担吊装。

安装须具备的条件

(1)沸腾焙烧车间外架已折除。

(2)沸腾炉基础已办理交接。

(3)地面已平整好。

(4)环底板及第一带圈板已加工好。

（5）钢平台已安装完毕。

1、基础测量

1.1与土建办理基础交接手续，对环形砼的标高及内圆进行检查。

1.2 在环形砼基础上部设一临时刚架，将园心点设定在刚架上，划出Ф13.78m(δ=50mm环底板)的圆周线以及炉壳的轴线。

1. 3 用激光准直仪扫描水平及标高控制点（沿圆周每隔0.5m设一点），并用红色油漆将各点标注在环形砼梁外侧立面上。

1.4用激光仪将刚架上的圆心投放到地面永久点上，供炉壳安装、筑炉检测同心度、椭圆度，然后撤去刚架。

2、炉壳安装

2.1 底板及第一、二带炉壳安装

(1)将环座板逐块吊至基础上对准控制线就位，测量并将各块环座板调整至水平，任意两点间的水平差不得大于2mm，然后点焊。在环形基础外周搭设满堂脚手架。脚手架仅供操作使用，不作承重用。

(2) 把测量用刚架吊到底板顶面，找园心、划炉壳内园周线，在底板圆周线上焊50mm宽的拼接缝，然后在底板上点焊安装炉壳用靠模。

(3) 将第一带弧板内壁焊上吊耳，按标记逐块吊装完毕；用激光仪进行炉壳同心度、椭圆度、直径、垂直度、圆柱度检查并做记录，尔后用仪器沿园周扫描壁板顶部平整度及标高，允差值见下表。并在纵缝处焊上定位板（-400×30×800）。并进行环底板上的筋板安装。

检查项目允许偏差外壳钢板圈的最大直径与最小直径之差≦10

外壳钢板圈中心对炉底中心的位移≦1/1000(H-h)但不大

于30mm

上口水平度≦4mm

纵缝＜1

错边量

环缝＜1.5

环底板中心位移≦2mm

环底板上表面水平差≦2mm （4）第一带检查合格后在壳板顶部每隔一米放置2mm厚5mm宽的扁钢条并固定住，然后进行第二带的安装。第二带检查合格后进行第一带立缝的焊接。每条立缝一个焊工采用气体保护焊同时焊接。采用手工电弧焊（焊条E4303）或CO2气体保护焊（焊丝ER50-6、Ф1.2mm，保护气体为CO2）点焊纵缝，点焊长度为50～80mm，焊缝高度6mm，焊缝间距约400mm。点焊完毕，每条纵缝布置1名焊工，采用CO2气体保护焊（焊丝ER50-6、Ф1.2mm，保护气体为CO2）并用相近的焊接规范对纵缝正式施焊。注意层间焊缝起、收弧位置应错开。焊接前焊缝及焊缝周围要注意清理干净锈迹、油污、氧化物、飞溅物。炉壳的施焊必须由执证焊工进行，并作好记录。焊条必须按规定进行烘焙及保管和使用。炉壳壁较厚，须进行多层多道焊，宜先在外部焊接二道，然后转到内部，用碳弧气刨清根，清根完毕再用角向磨光机清理渗碳层。焊完内侧焊缝，再施焊外侧焊缝，有利于控制对接焊缝区域的焊接变形。当在低温施焊时，焊前必须采用氧、乙炔对焊缝区100mm宽范围进行预热，预热温度为100-150℃。每条焊缝应连续一次焊完，防止产生裂纹及缺陷。焊缝的表面质量应符合下表的要求。焊缝质量检查、检验应与圈

板组对、安装同步进行。

焊缝表面质量标准表

项目允许偏差(mm)

表面裂缝、气孔、夹渣、溶合性飞溅不允许

咬边深度：e≤0.5，长度≤焊缝全长的10%，且＜100

表面加强高e≤1＋0.2b1，但≤5，b1－焊缝宽度

宽度b1 盖过每边坡口约2

表面凹陷深度e≤0.5，长度小于或等于焊缝全长的10%，且＜100

（5）第一带立缝焊接完毕后进行底板对接缝焊接

（6）焊接第一带壁板与底板连接的贴角环缝，必须先焊内周环缝，再焊外周环缝。焊工亦均匀分布朝同一方向施焊。

（7）炉壳安装时注意立焊缝错开200mm以上。

2.2风箱安装